BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING...

10
90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1. Pengembangan Desain Mengingat pengembangan sistem prefabrikasi ini ditujukan untuk pembangunan rumah secara massal, sistem ini akan lebih menguntungkan pada kondisi-kondisi dimana sistem prefabrikasi merupakan pilihan sistem konstruksi yang paling baik. Pengembangan sistem prefabrikasi ini lebih ditekankan pada pengembangan panel dinding, yang didasari oleh kecepatan membangun untuk mengurangi biaya tenaga kerja. Penekanan pengembangan sistem prefabrikasi pada dinding dikarenakan berdasarkan hasil analisis pada lima sistem prefabrikasi, komponen dinding merupakan bagian yang proses konstruksinya memakan waktu cukup lama. Selain itu, apabila dilihat dari segi biaya, mengacu pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, biaya pekerjaan dinding memiliki persentase terbesar. Oleh karena itu perlu dikembangkan suatu sistem prefabrikasi yang dapat mengurangi waktu konstruksi komponen dinding tersebut, yang kemudian dapat mengurangi biaya pekerjaan dinding. Konsep penyederhanaan jenis pekerjaan didasari oleh prosentase komponen- komponen pekerjaan terhadap komposisi biaya konstruksi yang terdapat dalam Pedoman Teknis Pembangunan Bangunan Gedung Negara yang dikeluarkan oleh Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, dimana pekerjaan struktur dan pekerjaan dinding memiliki prosentase yang cukup besar terhadap biaya, yaitu 20-25 % untuk struktur dan 10-15 % untuk dinding, maka apabila pekerjaan tersebut digabungkan dalam bentuk panel dinding yang dapat mendukung beban, selain dapat mengurangi jenis pekerjaan, juga dapat mengurangi biaya konstruksi.

Transcript of BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING...

Page 1: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

90

BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING

PREFABRIKASI

5.1. Pengembangan Desain

Mengingat pengembangan sistem prefabrikasi ini ditujukan untuk pembangunan

rumah secara massal, sistem ini akan lebih menguntungkan pada kondisi-kondisi

dimana sistem prefabrikasi merupakan pilihan sistem konstruksi yang paling baik.

Pengembangan sistem prefabrikasi ini lebih ditekankan pada pengembangan panel

dinding, yang didasari oleh kecepatan membangun untuk mengurangi biaya tenaga

kerja.

Penekanan pengembangan sistem prefabrikasi pada dinding dikarenakan berdasarkan

hasil analisis pada lima sistem prefabrikasi, komponen dinding merupakan bagian

yang proses konstruksinya memakan waktu cukup lama. Selain itu, apabila dilihat

dari segi biaya, mengacu pada penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, biaya

pekerjaan dinding memiliki persentase terbesar. Oleh karena itu perlu dikembangkan

suatu sistem prefabrikasi yang dapat mengurangi waktu konstruksi komponen dinding

tersebut, yang kemudian dapat mengurangi biaya pekerjaan dinding.

Konsep penyederhanaan jenis pekerjaan didasari oleh prosentase komponen-

komponen pekerjaan terhadap komposisi biaya konstruksi yang terdapat dalam

Pedoman Teknis Pembangunan Bangunan Gedung Negara yang dikeluarkan oleh

Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, dimana pekerjaan struktur dan

pekerjaan dinding memiliki prosentase yang cukup besar terhadap biaya, yaitu 20-25

% untuk struktur dan 10-15 % untuk dinding, maka apabila pekerjaan tersebut

digabungkan dalam bentuk panel dinding yang dapat mendukung beban, selain dapat

mengurangi jenis pekerjaan, juga dapat mengurangi biaya konstruksi.

Page 2: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

91

5.1.1. Usulan Desain

5.1.1.1.Rancangan Desain

Pengembangan rancangan dinding prefabrikasi mengambil dasar rumah dengan

luasan 36 m2. Rumah ini dapat berupa rumah tunggal atau kopel dengan kemungkinan

untuk dikembangkan sejalan dengan perubahan kebutuhan penghuninya. Rumah

prefabrikasi ini terdiri dari sebuah kamar tidur, sebuah kamar mandi, dapur, ruang

makan dan ruang tamu.

Modul perencanaan yang digunakan adalah kelipatan dari 3 M (1 M = 10 cm),

merupakan ukuran dasar serta penyesuaian terhadap ukuran material yang digunakan.

Dimensi ruang yang digunakan adalah 290 cm dan 140 cm dengan modul pengisi

sebesar 10 cm sebagai ruang untuk komponen dinding.

Bangunan terbentuk dari komponen-komponen dinding, yang berfungsi ganda, yaitu

sebagai komponen struktural sekaligus arsitektural sebagai dinding pengisi.

Komponen dinding terbuat dari GRC (Glassfibre Reinforced Concrete) dimana tidak

diperlukan lagi rangka dari besi, karena sudah diperkuat oleh tulangan serat kaca.

Gambar 55. Denah

Page 3: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

92

Rangka atap dapat terbuat dari berbagai bahan, seperti baja ringan maupun kayu.

Sementara penutup atap sebaiknya dari bahan yang ringan, seperti asbes gelombang,

genteng keramik atau panel gelombang.

Untuk komponen lantai yang digunakan harus dapat dibongkar dan dipasang lagi,

tanpa menggunakan adukan. Modul komponen lantai harus sesuai dengan modul

ruang, agar tidak terjadi pemotongan-pemotongan yang mengakibatkan banyaknya

buangan.

5.1.1.2. Sistem

Dikarenakan salah satu kriteria agar proses kontruksi berjalan dengan cepat adalah

kesederhanaan jenis komponen, maka untuk komponen dinding ini menggunakan

sistem panel kombinasi panel merupakan kombinasi sistem rangka dan block.

Sistem panel tersebut berfungsi sebagai load bearing wall, sehingga tidak diperlukan

lagi rangka dinding (kolom – balok). Pada panel ini yang direncanakan sebagai

kombinasi antara sistem rangka dan sistem block, kekuatan sistem rangka dan sistem

block digabungkan, yaitu dengan penggunaan metoda dinding geser dengan rangka

dan pemerataan gaya pada rusuk-rusuk yang terdapat dalam panel. Kekuatan

bangunan tercapai karena setiap jarak tertentu terdapat kolom dan balok yang terdapat

dalam panel dinding.

Selain kesederhanaan jenis komponen, kriteria lain yang dapat terpenuhi adalah

kesederhanaan jenis pekerjaan yang harus dilakukan. Semakin sedikit jenis pekerjaan

yang harus dikerjakan, maka proses konstruksi dapat berjalan dengan cepat.

5.1.1.3.Komponen

Metoda konstruksi dengan prefabrikasi sangat kritis terhadap berat komponen.

Keberhasilan penggunaan metoda ini ditentukan oleh teknik pemasangan komponen

dan metoda transportasi. Oleh karena itu diperlukan komponen yang seringan

mungkin untuk memudahkan transportasi dan pemasangan.

Page 4: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

93

Salah satu cara agar komponen memiliki bobot ringan adalah dengan menggunakan

agregat bahan plesteran dan agregat beton ringan, atau beton bertulang serat kaca atau

Glass Fiber Reinforced Concrete. Selain itu dengan penyederhanaan jenis komponen

dapat memudahkan transportasi dan pemasangan. Komponen yang direncanakan

adalah komponen yang dapat berfungsi sebagai komponen struktural sebagai

pendukung beban (load bearing wall) dan komponen pengisi, sehingga tidak

diperlukan lagi kolom dan balok.

Konsep dinding geser (shear wall) dengan rangka pengaku diterapkan pada

komponen panel untuk mengatasi gaya lateral. Rangka berfungsi sebagai penyalur

beban sementara dinding berfungsi sebagai pengaku. Dalam komponen panel ini

rangka panel berfungsi sebagai kolom dan balok (rangka) dan dinding panel berfungsi

sebagai pengaku.

Karena bangunan akan mengalami gaya lateral yang menyebabkan geser dan

bangunan akan mengalami retak, pola pemasangan komponen dilakukan seperti pola

pemasangan dinding bata.

Gambar 56. Komponen Panel

Page 5: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

94

Ukuran komponen, yaitu ukuran 70 x 60 cm. Ukuran komponen tersebut dapat

mengakomodasi ukuran modul ruang 300 cm x 300 c m dengan ketinggian dinding

280 cm.

Dengan mengambil dasar modul terkecil 30 cm, dapat mengakomodasi modul bukaan

pintu 210 x 90 cm dan 210x 60 cm serta dapat mengakomodasikan ketinggian

ambang jendela yaitu antara 70 cm.

Pemasangan komponen menggunakan sistem sambungan kering, yaitu sambungan

baut dan sambungan kait (plus-minus). Konsep low skilled juga menjadi

pertimbangan. Berat komponen tidak lebih dari 30 kg, sehingga dapat diangkat dan

Gambar 58. Dinding Panel

Gambar 57. Konsep Panel

Page 6: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

95

dipasang oleh 1-2 orang pekerja tanpa dibutuhkan lagi peralatan khusus dalam

pemasangan.

Berat komponen dengan modul 70 x 60 cm adalah 27 – 30 kg. Penggunaan modul 120

x 240 cm, walaupun cepat dalam proses konstruksi, terkendala berat komponen, yaitu

berkisar antara 90-120 kg sehingga pemasangan harus dilakukan oleh 3 orang atau

lebih dan dibutuhkan peralatan khusus untuk pemasangan. Komponen dibuat

berongga untuk mengurangi berat komponen dan sebagai tempat insulasi atau untuk

mempermudah pemasangan instalasi mekanikal – elektrikal.

5.1.1.4 . Sistem Sambungan (Joint)

Sistem sambungan diarahkan pada sistem sambungan kering (dry joint) dengan tujuan

mempercepat proses konstruksi. Sistem sambungan antar panel menggunakan sistem

sambungan kering dengan sistem kait dan kunci. Sistem sambungan kait ini

mengambil prinsip mainan Lego yang saling berkait antar komponen. Sistem

sambungan harus dapat berfungsi sebagai tie-down anchor untuk menahan gaya

angkat vertikal, horizontal anchor untuk menahan komponen agar tidak terlepas dari

komponen lainnya akibat beban gravitasi dan lateral shear load dan shear anchors

untuk menahan komponen agar tidak terlepas.

Gambar 59. Komponen

Page 7: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

Dari

menj

gaya

Untuk

pada

Agar

samb

analisis gay

adi rigid ada

geser vertik

k mengatasi

sumbu z dan

tidak terjad

bungan kait.

ya sebelumny

alah sambun

kal.

i gaya later

n x.

di deformasi

Gamba

Ga

ya, untuk m

ngan plus m

al, sambung

i bangunan

ar 60. Joint u

ambar 61. Sa

96

mengatasi gay

minus (kait) u

gan antar ko

akibat gese

untuk Mengata

mbungan Ver

ya-gaya yang

untuk meng

omponen ad

er vertikal,

asi Gaya Late

rtikal

g terjadi aga

atasi gaya g

dalah sambu

pada sumbu

ral

ar dinding

guling dan

ungan kait

u z diberi

Page 8: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

Gaya

dapat

kunci

agar t

a guling diata

t menahan g

i dengan bau

tidak berges

asi dengan m

gaya guling d

ut dan plat d

er atau terlep

memberikan

dari arah dep

dipergunaka

pas.

Gamb

Gambar 62

97

sambungan

pan maupun

an untuk me

bar 63. Joint A

2. Sambungan

kait dengan

n dari belaka

mperkuat sa

Antar Panel

n Horizontal

n posisi bersi

ang. Sementa

ambungan an

ilang, agar

ara sistem

ntar panel

Page 9: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

98

5.1.1.5.Material yang Digunakan

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan suatu sistem prefabrikasi berupa panel

dinding berusuk sehingga tidak diperlukan lagi rangka dinding (kolom – balok). Pada

panel ini yang direncanakan sebagai kombinasi antara sistem rangka dan sistem block,

dimana kekuatan sistem rangka dan sistem block digabungkan, yaitu dengan

penggunaan metoda dinding geser dengan rangka dan pemerataan gaya pada rusuk-

rusuk yang terdapat dalam panel.

Material yang digunakan pada dinding panel beton berusuk adalah material GRC

dimana beton rusuk atau tulangannya adalah serat kaca. Dengan menggunakan GRC,

tulangan baja serta kolom dan balok tidak diperlukan lagi, karena telah tergantikan

oleh serat kaca.

Apabila dibandingkan dengan bahan beton biasa, bahan plastik, atau baja kelebihan

dari GRC adalah adanya serat kaca memberikan kekuatan tekan, flexural, dan impact

yang lebih tinggi daripada beton biasa, GRC dapat memberikan fleksibilitas dalam

Gambar 64. Joint Antar Panel pada Panel 30 x 70 cm

Page 10: BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING …digilib.itb.ac.id/files/disk1/667/jbptitbpp-gdl-dinaolivia-33326-6... · 90 BAB V PENGEMBANGAN DESAIN KOMPONEN DINDING PREFABRIKASI 5.1.

99

rancangan, serat berbobot ringan yang dapat mengurangi beban pada struktur yang

sudah ada.

Kelebihan lain adalah GRC tidak akan berkarat atau mengalami korosi, merupakan

bahan anorganik dan ramah lingkungan. Kekurangan dari GRC adalah harganya yang

lebih mahal dibandingkan dengan beton biasa, akan tetapi dapat terjadi pengurangan

biaya konstruksi secara keseluruhan sekitar 30 % karena pengurangan pada dimensi

struktur, berkurangnya ongkos kirim dan perakitan, apabila menggunakan GRC

precast finishing dapat dilakukan sepenuhnya di pabrik sehingga dapat menghemat

waktu pengerjaan di lapangan.

Penggunaan serat kaca sebagai tulangan berdasarkan kelebihannya dibandingkan

dengan material lain. Keuntungan serat kaca, menurut Sumners (2007) adalah

kekuatan mekanikal yang dimiliki oleh serat kaca lebih tinggi daripada yang dimiliki

oleh baja, cocok dengan matriks-matriks organik sehingga dapat dikombinasikan

dengan resin sebaik apabila dikombinasi dengan matriks semen mineral.

Serat kaca juga memiliki konduktivitas thermal yang rendah, yang dapat mengurangi

kesenjangan thermal dan dapat menyimpan panas. Selain itu tahan terhadap abrasi,

dan dikarenakan ukuran dan bentuknya, dimungkinkan untuk membuat komposit

dengan ukuran yang tipis yang memiliki kekuatan tekuk yang baik. Serat kaca ramah

lingkungan karena dapat didaur ulang.

Karena kelebihan tersebut penggunaan GRC pada komponen diharapkan dapat

meningkatkan efektivitas konstruksi di lapangan melalui penghematan bahan, waktu

dan tenaga kerja, serta meningkatkan kualitas bangunan.

5.1.2. Hasil Desain

5.1.2.1. Tipe dan Varian Komponen

Dari usulan desain yang telah dikemukakan sebelumnya, maka dikembangkan tipe-

tipe komponen serta dikembangkan variannya. Komponen yang dikembangkan adalah

modul 70 x 60 cm. Terdapat dua varian komponen yang dikembangkan.