|
12
LANDASAN TEORI
Pencahayaan Alami
Pencahayaan alami tentunya tidak dapat terlepas dari sinar matahari yang
terus menyinari bumi sepanjang hari. Matahari kini terasa semakin panas karena
pemanasan global yang terjadi di muka bumi ini yang dikarenakan emisi CO2 yang
sudah berlebihan dan membuat ozon bumi kita ini menjadi berlubang dan membuat
cahaya matahari masuk secara berlebihan ke bumi.
Sinar matahari, dalam arti luas, adalah spektrum total frekuensi radiasi
elektromagnetik yang dilepaskan oleh Matahari. Di Bumi, sinar matahari disaring
melalui atmosfer bumi, dan radiasi matahari jelas sebagai siang hari ketika matahari
berada di atas cakrawala.
Organisasi Meteorologi Dunia menggunakan "durasi sinar matahari" istilah
yang berarti waktu kumulatif di mana suatu daerah menerima pancaran langsung dari
Matahari minimum sebesar 120 watt per meter persegi. Sinar matahari dapat dicatat
menggunakan perekam sinar matahari, pyranometer atau pyrheliometer. Sinar
matahari membutuhkan waktu sekitar 8,3 menit untuk mencapai Bumi. Sinar
matahari langsung memiliki khasiat bercahaya dari 8 sekitar 93 lumen per watt fluks
berseri-seri, yang meliputi inframerah, tampak, dan sinar ultraviolet. Cahaya
matahari yang terang memberikan iluminansi sekitar 100.000 lux atau lumen per
meter persegi di permukaan bumi.
Standar penerangan pada ruangan untuk melakukan kegiatan-kegiatan :
|
 13
Tabel 2.1 Standarisasi tingkat penerangan dalam ruangan
Sumber : SNI Tata Cara Sistem Pencahayaan (2001)
Dengan adanya energi sebesar cahaya matahari, kita dapat memanfaatkan
cahaya matahari ini sebagai pencahayaan ruangan pada bangunan apartemen ini,
tentunya dengan teknik-teknik tertentu. Kekuatan cahaya matahari sendiri apabila
langsung ditransfer masuk ke dalam ruangan akan berlebihan dan tidak nyaman bagi
para pengguna bangunan ini, jadi pentingnya pemanfaatan cahaya matahari sesuai
dengan kebutuhan yang kita gunakan. Ada beberapa pemecahahan masalah dari
pengontrolan masuknya cahaya matahari ke dalam bangunan, yaitu dengan cara
memanfaatkan massa bangunan secara maksimal terhadap matahari, mengatur
besarnya bukaan, dan juga sun shading.
|
 14
Melalui sun shading
kita dapat memperoleh pencahayaan yang maksimal
dengan melakukan analisisnya terlebih dahulu menggunakan solar chart, dari situ
kita akan mendapat besaran sun shading yang akan kita buat dan dapat
memaksimalkan cahaya matahari yang masuk ke dalam ruangan.
Sistem Pencahayaan
Sistem pencahayaan dapat dikelompokkan menjadi :
Sistem Pencahayaan Merata
Sistem ini memberikan tingkat pencahayaan yang merata di seluruh ruangan,
digunakan jika tugas visual yang dilakukan di seluruh tempat dalam ruangan
memerlukan tingkat pencahayaan yang sama.
Sistem Pencahayaan Setempat
Sistem ini memberikan tingkat pencahayaan pada bidang kerja yang tidak
merata. Di tempat yang diperlukan untuk melakukan tugas visual yang
memerlukan tingkat pencahayaan yang tinggi, diberikan cahaya yang lebih
banyak dibandingkan dengan sekitarnya. Hal ini diperoleh dengan
mengkonsentrasikan penempatan armatur pada langit-langit di atas tempat
tersebut.
Sistem Pencahayaan Gabungan Merata dan Setempat
sistem pencahayaan gabungan didapatkan dengan menambah sistem
pencahayaan merata, dengan armatur yang dipasang di dekat tugas visual.
Sistem pencahayaan gabungan dianjurkan digunakan untuk:
1.
tugas visual yang memerlukan tingkat pencahayaan yang tinggi
|
 15
2.
memperlihatkan bentuk dan tekstur yang memerlukan cahaya datang dari
arah tertentu
3.
pencahayaan merata terhalang, sehingga tidak dapat sampai pada tempat yang
terhalang tersebut
4.
tingkat pencahayaan yang lebih tinggi diperlukan untuk orang tua atau yang
kemampuan penglihatannya sudah berkurang.
Orientasi Matahari
Terlihat dari bumi matahari mengelilingi bumi, Pada kenyataannya
bukan
matahari yang mengelilingi bumi melainkan bumi yang mengelilingi matahari.
Pergerakan matahari terhadap bumi memiliki siklus 1 tahun matahari. Lintasan
matahari tergantung pada garis lintang pengamat, yaitu garis yang tercipta antara
bumi dan matahari (latitude).
Untuk menentukan koordinat atau posisi matahari dapat ditentukan oleh dua
sudut yaitu: (Patricia, 2005)
Sudut deklinasi ; perjalanan bumi mengitari matahari ditempuh dalam waktu
365 hari. Bumi berputar terhadap porosnya membutuhkan waktu selama 24
jam, dengan sudut yang terbentuk adalah 23.5º terhadap matahari. Hal ini
mengakibatkan sudut deklinasi yang berubah-ubah sesuai dengan waktu
dimana matahari berada. Sudut deklinasi 23.5º LU terjadi pada tanggal 21
juni dan sudut deklinasi 23.5º LS (garis balik selatan) terjadi pada tanggal 21
desember. Hal ini berpengaruh terhadap penyinaran dan pembayangan
matahari terhadap bangunan.
|
 16
Sudut jam H ; yaitu sudut antara proyeksi sinar matahari dalam bidang
equatorial (x-y) dan meridian lokal (x). Variasi jamnya bernilai negatif
sebelum tengah hari (solar noon) dan bernilai positif setelah setengah hari.
Radiasi Matahari
Energi matahari merupakan aspek penting dalam penyusunan penelitian ini.
Matahari merupakan cahaya alami yang baik tetapi juga merupakan sumber panas
yang mengganggu kenyamanan pengguna apartemen tersebut.
Radiasi matahari adalah sejumlah energi
yang dikeluarkan oleh matahari,
biasanya berupa energi elektromagnetik. Secara umum radiasin matahari yang
dipancarkan ke bumi konstan sepanjang tahun. Namun radiasi matahari banyak
mengalami reduksi saat memasuki atmosfer bumi akibat dari berbagai macam gas
yang harus dilaluinya.
Sumber : http://science-edu.larc.nasa.gov
Gambar 2.1 menunjukkan bahwa tidak semua radiasi matahari diserap oleh
permukaan bumi. Hanya 51% dari total radiasi yang diserap oleh permukaan bumi
|
|
17
dan laut 15% dari total radiasi matahari diserap atmosfer. Radiasi inilah yang akan
mempengaruhi tingkat panas dan cahaya alamu yang masuk ke dalam bangunan.
Intensitas radiasi matahari yang jatuh ke suatu tempat dipengaruhi oleh
parameter antara lain : (Thekaekara, 1971)
1.
Garis lintang lokasi (latitude)
2.
Tanggal pengukuran pada kalender matahari
3.
Waktu pengukuran
Secara umum radiasi matahariyangjatuh pada suatu bidang permukaan ada dua,
yaitu:
1.
Radiasi Langsung
Yaitu radiasi matahari yang jatuh langsung pada permukaan tanpa melalui
bidang lain atau pemantul.
2.
Radiasi Baur
Yaitu radiasi matahari yang jatuh pada permukaan secara tidak langsung
tetapi melalui bidang lain atau pemantul.
Bedasarkan parameter-parameter yang mempengaruhi intensitas radiasi
matahari, lokasi dan waktu pengukuran menjadi factor yang mempengaruhi. Hal ini
dikarenakan pergerakkan matahari antar daerah dipermukaan bumi.
Teori Sun Shading
Pengertian dan Jenis Sun shading
Cara memanfaatkan cahaya matahari secara maksimal dan juga cocok untuk
bangunan apartemen ini adalah dengan menggunakan sun shading.
|
 18
Sun shading adalah peredam atau penghalang cahaya matahari agar cahaya
matahari tidak secara langsung masuk ke dalam ruangan. Bentuk dan penerapan dari
sun shading sendiri ada bermacam-macam, mulai dari besaran dan juga material
yang digunakan.
Sumber : http://fabserver.utm.my
Berdasarkan teori sun shading, ada 3 dasar cara perletakkan sun shading
padafasade bangunan, yaitu vertical shading device, horizontal shading device, dan
eggcrate shading type device. (Watson, 1993)
Perangkat shading
yang ideal akan memblokir maksimum radiasi matahari
sementara masih memungkinkan pandangan dan angin masuk ke jendela. Tabel 2.2
menunjukkan beberapa yang paling umum perangkat shading.
|
 19
Tabel 2.2 Contoh perangkap shading
No
Deskripsi Nama
Orientasi Terbaik
Keterangan
1
Overhang
Horizontal panel
Selatan, Timur, Barat
Perangkapudara
panas
Dapat dimuat
olehangin
2
Overhang
Horizontal louvers in horizontal
plane
Selatan, Timur, Barat
Gerakan udara
bebas
Beban angin
kecil
3
Overhang
Horizontal louvers in vertical
plane
Selatan, Timur, Barat
Mengurangi
panjang
overhang
Pembatasan
penglihatan
Tersedia jalur
hiasan pada
jendela
4
Overhang
Vertical panel
Selatan, Timur, Barat
Gerakan udara
bebas
Pembatasan
penglihatan
5
Vertical fin
Selatan, Timur, Barat
Membatasi
penglihatan
untuk fasade
utara pada
hanya iklim
panas
|
 20
6
Vertical fin slanted
Timur, Barat
Miring ke arah
Utara
Membatasi
penglihatan
secara
signifikan
7
Eggcrate
Timur, Barat
Untuk iklim
yang sangat
panas
Penglihatan
sangat terbatas
Perangkap
udara panas
8
Eggcrate with slanted fins
Timur, Barat
Miring ke arah
Utara
Penglihatan
sangat terbatas
Perangkap
udara panas
Untuk iklim
yang sangat
panas
Sumber : Lechner,2001
Orientasi Perangkat Shading
Overhang horisontal yang terletak pada jendela selatan sangat efektif selama
musim panas karena matahari tinggi dari langit. Meskipun tidak terlalu efektif
overhang horizontal masih memiliki sisi baik pada arah timur, barat, dan utara.
Dalam iklim panas, jendela yang menghadap utara juga membutuhkan pembayangan,
karena selama musim panas matahari terbit dari timur laut dan tenggelam di barat
|
 21
laut. Karena matahari rendah dari langit, overhang
horisontal sangat tidak efektif
melainkan sirip vertikal kecil bekerja lebih baik pada fasad utara (Lechner,2001).
Sumber : Lechner, 2001
Jendela yang menghadap ke Timur dan Barat menimbulkan masalah yang
sulit karena sudut ketinggian matahari rendah di pagi dan sore hari. Solusi terbaik
sejauh ini adalah untuk menghindari arah Timur dan memberikan jendela di arah
Barat sebanyak mungkin. Solusi terbaik berikutnya adalah untuk memiliki jendela di
sebelah timur dan barat ketika fasad menghadap utara atau selatan seperti yang
ditunjukkan dalam rencana Gambar 2.3 (Lechner, 2001).
Sumber : Lechner, 2001
|
|
22
Teori Balkon
Pengertian dan Fungsi Balkon
Berdasarkan penelitian Gon Kim, Wonwoo Kim, dan Jeong Tai Kim dalam
Role of HealthyLight to Embody Healthy Buildings (2009) menyatakan bahwa
balkon dapatmenjadi suatu solusi desain yang baik dalam menghalangi masuknya
radiasimatahari secara langsung. Selain dapat digunakan sebagai penghubung
ruangdalam dan luar, balkon bisa menjadi desain shading yang baik dan multifungsi.
Menurut Rasantika M. Seta (2009), balkon pada bangunan memiliki 8 fungsi
yaitu:
1.
Balkon sebagai perluasan ruang, dikarenakan letaknya berada tepat
disamping ruang dalam.
2.
Balkon memperlebar pandangan, dikarenakan balkon memiliki jendela
pandang yang lebih luas sehingga dapat menjadi tempat yang tepat untuk
menikmati pemandangan di sekitar.
3.
Balkon sebagai penegas level lantai
4.
Balkon sebagai elemen percantikan, dengan adanya balkon, tampilan fasad
dapat menjadi lebih menarik.
5.
Balkon menambah tinggi nilai desain sebuah bangunan dan organisasi
ruangnya.
6.
Balkon menjadi ungkapan selera pemilik atau penghuninya.
7.
Balkon mereduksi dampak iklim, berfungsi untuk melindungi ruang di
bawahnya dari radiasi panas matahari.
8.
Balkon sebagai penanda atau pembeda rumah dari rumah lainnya.
|
 23
Pengaplikasian Bukaan
Guna mendapatkan rate ventilasi yang baik suatu bangunan idealnya dibuat
satu lapis (single zone layer), artinya ruang-ruang di dalam bangunan memiliki
jendela inlet dan outlet pada arah yang berlawanan (tidak ada sekat-sekat sehingga
memungkinkan terjadinya ventilasi silang) sempurna. Gambar 2.5 Menunjukkan
perbedaan antara layout
bangunan satu lapis dan lebih dari satu lapis
(Mediastika,
2002)
Udara
Sumber : Mediastika, 2002
Desain jendela dipengaruhi faktor-faktor meliputi penempatan, dimensi dan
tipe atau model jendela yang dipilih. Pada layout
bangunan satu lapis sangat
dimungkinkan terjadinya ventilasi silang sempurna (sudut 180°) secara horisontal.
Ventilasi silang juga akan lebih maksimal apabila penempatan secara vertikal ikut
diperhitungkan. Jendela yang berfungsi sebagai inlet (memasukkan udara) sebaiknya
diletakkan pada ketinggian manusia yaitu 60cm-150cm (aktivitas duduk maupun
berdiri), agar udara dapat mengalir di sekitar manusia tersebut untuk memperoleh
rasa nyaman yang diharapkan. Sedangkan jendela yang berfungsi sebagai outlet
(mengeluarkan udara) diletakkan lebih tinggi, agar udara panas dalam ruang dapat
dengan mudah dikeluarkan (Mediastika, 2002).
Ventilasi akan lebih lancar bila didukung dengan kecepatan udara yang
memadai. Pada kondisi udara hampir tidak bergerak (kecepatan sangat kecil atau 0
|
 24
m/det), desain jendela harus mampu mendorong terjadinya pergerakan yang lebih
cepat atau memperbesar kecepatan udara. Hal ini dapat ditempuh dengan memilih
dimensi jendela yang berbeda antara inlet dan outlet atau dengan memilih tipe
jendela yang berbeda kemampuan mengalirkan udara.
Sumber : Mediastika, 2002
Sumber : Moore,1993
|
 25
Pemanfaatan Cahaya Matahari Melalui Bukaan
Besar kecil bukaan sangat berpengaruh terhadap cahaya matahari yang masuk
ke dalam ruang, berikut ilustrasi gambar yang menjelaskan pengaruh besar kecil
bukaan:
Gambar 2.8Ilustrasi Pengaruh Besar Kecil Bukaan
Sumber : Ir. Setyo Soetiadji. 1993
Terang gelap ruangan juga dipengaruhi oleh tinggi bukaan dan banyaknya
bukaan, satu sisi atau multi sisi.
Sumber : Ir. Setyo Soetiadji. 1993
|
 26
Sumber : Ir. Setyo Soetiadji. 1993
Bukan hanya ketinggian bukaan yang mempengaruhi masuknya cahaya tetapi
kedalaman ruang juga berpengaruh.
Mahoney Table
Mahoney Table merupakan seperangkat tabel acuan yang digunakan dalam
bidang arsitektur sebagai panduan untuk mendesain berdasarkan iklim.Teori tersebut
ditemukan oleh arsitek Carl Mahoney yang bekerja sama dengan John Martin Evans
dan Otto Konigsberger.
Konsep mahoney
table dibuat oleh Mahoney pada tahun
1968 di Nigeria. Konsep tersebut lalu dikembangkan oleh Konigsberger, Mahoney ,
dan Evans pada tahun 1970, yang diterbitkan oleh PBB dalam bahasa Inggris,
Perancis, dan Spanyol. (Mahoney, 2002)
|
 27
Mahoney Table
memberikan urutan analisis iklim dengan mencakup data
iklim per bulan dan suhu, kelembaban dan curah hujan, seperti yang ditemukan di
HMSO (1958) dan pearce dan smith (1990), atau data-data tersebut bisa didapatkan
melalui layanan meteorologi nasional, misalnya SMN (1995).
Banyak aspek yang perlu diperhatikan pada mahoney table ini, diataranya :
1.
Temperatur Udara, Temperatur mencankup DBT maksimal, DBT minimal,
dan temperatur rata-rata.
2.
Kelembaban, hujan, dan angin
Output yang dihasilkan dari Mahoney Table berupa :
1.
Layout
Pada layout terdapat 2 alternatif layout, antara lain:
Ketinggian panjang bangunan menghadap Utara dan Selatan, untuk
mengurangi sinar
Persentase bukaan yang optimal pada luas permukaan fasad bangunan
Studi Kasus Bangunan Sejenis
Gedung S. Widjojo Center yang berlokasi di Jl. Sudirman memanfaatkan sun
shading pada seluruh permukaan fasad. Angled eggcreate menjadi pilihan sun
shading pada bangunan ini.
|
 28
Sumber : Google Image (2013)
PT Guna Reka Cipta (GRC) Widjojo sangat erat hubungannya dengan sejarah
masuknya bahan bangunan GRC ke pasaran bahan bangunan dan dunia konstruksi di
Indonesia pada tahun 1978. Desain yang unik dari gedung S.Widjojo Center ini
adalah penggunaan pertama GRC untuk gedung di Indonesia, karena bahan
bangunan konvensional lainnya tidak bisa memenuhi konsep desain yang diinginkan
perencana (jakartaoke.blogspot.com).
Pada penelitian yang telah dilakukan bapak Daryanto dalam thesisnya secara
teknis usaha menghalau radiasi sinar matahari dengan desain seperti ini adalah benar
untuk daerah tropis, hal ini terbukti dalam perhitungan OTTV (Overall Thermal
Transmittance Value) merupakan parameter awal untuk menetapkan suatu bangunan
layak disebut bangunan hemat energi atau tidak, dengan baseline 45 W/m² ke bawah
disebut bangunan hemat energi dan gedung ini memiliki OTTV hanya 36,46 W/m²
sehingga termasuk dalam kategori hemat energi.
|
 29
Sumber : Daryanto, 1989
Walau bentuk sun shading pada bangunan ini monoton dan terlalu ramai
tetapi sun shading pada bangunan ini memberikan banyak bidang – bidang bukaan
sehingga cahaya alami dapat dimanfaatkan dengan baik , tingkat penerangan rata-rata
adalah 200 lux yang cocok untuk gedung perkantoran atau memenuhi standar .
Bentuk sun shading pada bangunan ini melindungi kaca dari sinar radiasi
langsung, namun bukaannya cukup lebar dan memberikan cahaya alami yang cukup
baik dan tidak terjadi sialau (Daryanto,1989).
|
 30
Sumber : Daryanto, 1989
Studi Banding Apartemen Berdasarkan Pencahayaan Alami
Apartemen Avana Jakarta
Proyek apartemen 16 lantai ini terletak di Jalan Kemang Raya,
JakartaSelatan, sebuah lingkungan yang terkenalnya. Konsep awal dari proyek ini
adalahmembuat sebuah apartemen dengan memiliki 8 lantai yang mempunyai balkon
unik. Apartemen terdiri dari 64 unit apartemen yang luasannya berkisar antara
180meter persegi hingga 460 meter persegi (untuk penthouse).
Fasade apartemen ini cenderung
transparan dengan perpaduan zona massa
untuk mendapatkan pencahayaan alami. Bagian dari fasad bertekstur material
transparan menggunakan kaca reflektifagar mereduksi cahaya yang berlebihan.
|
 31
Sumber : Google, 2013
Konsep internal-eksternal ruang ini pun terlihat lebih jelas di setiap unit di
lantai atas. Adanya double massing dipadukan dengan fasade yang transparan dan
adanya skylight yang menghasilkan kaya akan cahaya.
Untuk area unit didominasi penggunaan kaca transparan dan dipadu dengan
kanopi lekukan kedalam membentuk fasade maju mundur, sehingga menghasilkan
cahaya alami yang baik pada siang hari artinya sudut jatuhnya cahaya matahari tidak
langsung masuk kedalam ruangan.
|
 32
Sumber : Google, 2013
Apartemen Senopati suite
Apartemen ini terletak didaerah Senopati Jakarta Selatan. Pendekatan bentuk
massa ini terdiri dari satu blok massa bangunan. Di setiap unit apartemen dibangun
mezanine, atau balkon. Menurut Arsiteknya bahwa "Hunian ini akan menggunakan
sistem kaca penuh, agar sinar matahari dapat langsung menerangi dalam apartemen
sehingga mengurangi beban pemakaian listrik pada siang hari.
Apartemen Senopati Suites
berdiri di atas lahan seluas 4.700 m² dengan
ketinggian di atas 30 lantai. Apartemen ini memiliki luas bangunan sekitar 20.000 m²
dengan jumlah hunian sebanyak 86 unit.
|
 33
Sumber : www.skyscrapercity.com, 2013
Apartemen dengan satu tower ini hanya terdiri atas empat unit per lantai.
Hingga lantai 10, perseroan membangun tipe kecil, sedangkan tipe besar berada di
atas lantai 10. Apartemen ini juga terdapat empat tipe Penthouse seluas 400 m² tiap
unitnya. Tipe Penthouse hanya terdapat dua unit dalam satu lantai.
Sumber : www.skyscrapercity.com, 2013
|
 34
Di sisi timur apartemen ini dibuat private skin panel, yakni Selainberfungsi
untuk mereduksi cahaya yang berlebihan dan juga panel yang membuatpenghuni
apartemen ini hanya dapat melihat ke depan, tidak bisa melihat kebawah. Panel ini
meliputi 80% dari sisi apartemen di bagian timur. Pada bagianlainnya pemandangan
apartemen tetapbisa dilihat seperti biasanya.
Sumber : www.skyscrapercity.com, 2013
Hasil Survei
Peneliti mengambil survei beberapa apartemen. Waktu yang dilakukan pada
pukul 12.00 WIB dengan kondisi cuaca cerah, pengukuran menggunakan luxmeter
dengan meletakannya di beberapa titik ruangan dengan ketinggian 75 cm asumsi
ketinggian manusia dalam posisi duduk, berikut beberapa datanya:
|
 35
Tabel 2.3Studi banding apartemen dengan pencahayaan alami
No
Apartemen
Nama Ruang dan Besar
Ruang
1
Apartemen Mediterania, Jl Tanjung Duren Raya,
Jakarta
1. Depan Lobby : 322 lux
2. Dalam Lobby : 300 lux
3. Ruang Lift : 50 lux
4. Unit Kamar Apartemen :
550 lux
5. Retail : 360 lux
6. Atm : 184 lux
7. Belakang Lobby : 130 lux
|
 36
2
Apartemen Avana, Jalan Kemang Raya, Jakarta
Selatan
1. Lounge : 350 lux
2. Lobby : 410 lux
3. Unit Apartemen : 340 lux
4. Balkon : 630 lux
3
Apartemen Senopati Suite, Jl. Senopati Senayan
Kebayoran Baru, Jakarta Selatan
1. Lobby : 287 lux
2. Lounge : 80 lux
3. Unit : 230 - 310 lux
|
|
37
Hasil Kesimpulan Survei
Kesimpulannya yaitu, berdasarkan hasil survei bahwa beberapa ruangan
apartemen dan unit apartemen menggunakan cahaya buatan dan ada juga
memanfaatkan cahaya alami di siang hari. Pada apartemen yang masih
memanfaatkan cahaya buatan karena ruang tertutup dan tidak dipertimbangkan untuk
cahaya alami. Sedangkan apartemen yang memanfaatkan cahaya alami telah
menyesuaikan dengan desain fasadenya seperti hasil karya arsitek Aboday apartemen
avana dan senopati,. Pada apartemen yang kurang terhadap cahaya alami dan gelap,
serta tidak sesuai dengan stdandar intensitas pencahayaan SNI. Banyak area yang
kurang memadai terhadap pencahayaan alami, sehingga akhirnya menyebabkan
ruangan-ruangan gelap dan akhirnya diatasi dengan pengguanaan cahaya buatan.
|
|
38
|