BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Pendidikan adalah sebuah bagian penting dari kehidupan manusia, sebuah

usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan suasana belajar dan proses

pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan potensi dirinya

untuk memiliki kekuatan spiritual kegamaan, pengendalian diri, kepribadian,

kecerdasan, akhlak mulia, serta keterampilan yang diperlukan dirinya. Manusia

menempuh pendidikan sebagai upayanya mencapai nilai yang lebih baik dalam

kehidupan, baik itu secara intelektual, sosial, agama, ekoomi, dsb.

Proses yang menjadi inti dari pendidikan adalah kegiatan belajar. Kegiatan

belajar adalah proses interaksi peserta didik dengan pendidik dan sumber belajar

pada suatu lingkungan belajar. Dari definisi tersebut dapat diambil empat

komponen dalam kegiatan belajar: peserta didik, pendidik, sumber belajar, dan

lingkungan belajar. Di antara keempatnya yang berada dalam domain perencanaan

dan perancangan arsitektur adalah komponen terakhir yaitu lingkungan belajar.

Permasalahan dasar secara arsitekturalnya adalah bagaimana menyediakan sebuah

ruang sebagai wahana belajar yang kondusif dan berkualitas.

Saat ini, kebanyakan pengguna bangunan juga beberapa perancang secara

praktis beranggapan bahwa mencapai kenyamanan termal ruang adalah dengan

menggunakan instalasi pengkondisian udara mekanis (Air Conditioner-AC).

Padahal itu sama sekali bukan merupakan solusi yang ilmiah. Secara logis, jika

tubuh kita kepanasan maka yang perlu didinginkan adalah tubuh kita, bukan

seluruh udara dalam ruangan. Karena kemudian dengan kita kepanasan seorang

diri di sana, akan dibutuhkan ribuan watt energi listrik untuk mendinginkannya,

ini sangatlah tidak efektif. Terlebih lagi dalam menanggapi isu degradasi

Seminar perancangan arsitektur | 1

lingkungan di era global warming ini, kenyamanan termal perlu diupayakan untuk

dicapai secara alami, sehingga desain menjadi lebih berwawasan lingkungan dan

memenuhi aspek keberlanjutan.

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang dibahas adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang ruang kelas agar pengguna ruang merasa nyaman dari

efek cahaya matahari?

2. Bagaimana cara pengondisian udara dan cahaya agar masuk kedalam ruangan

dengan maksimal sesuai dengan kebutuhan jumlah pengguna ruang?

3. Bagaimana mengolah fasad sehingga udara dan cahaya dapat masuk kedalam

bangunan untuk mendukung bangunan hemat energi.

4. Bagaimana perancangan bangunan hemat energi dengan sistem Double Skin

Facade pada bangunan gedung FPTK baru?

C. Pembatasan Masalah

Untuk menghindari terlampau luasnya dalam pembahasan, maka masalah

dalam penelitian ini dibatasi hanya pada bangunan FPTK UPI baru .

D. Tujuan Penelitian

Penulis dalam meneliti penerapan double skin facade pada bangunan

FPTK UPI baru ini berfungsi untuk mengaplikasikan teknologi bangunan hemat

energi yang memberikan kenyamanan bagi pengguna dari aspek tata cahaya dan

udara.

E. Manfaat Penelitian

Seminar perancangan arsitektur | 2

Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat bagi mahasiswa dan pihak

pengelola Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan, yaitu sebagai berikut :

a. Bagi siswa penelitian ini diharapkan dapat berguna untuk

membantu meningkatkan kenyamanan belajar, dan interaksi sosial.

b. Bagi pihak pengelola Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan

penelitian ini merupakan masukan dalam mengembangkan

konsep teknologi bangunan hemat energi.

Seminar perancangan arsitektur | 3

F. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan proposal ini diantaranya:

HALAMAN JUDUL

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

B. Rumusan Masalah

C. Batasan Masalah

D. Tujuan Penelitian

E. Manfaat Penelitian

F. Sistematika Penulisan

G. Kerangka Berrfikir

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Konsep Double Skin Fasade

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

B. Saran

DAFTAR PUSTAKA

Seminar perancangan arsitektur | 4

G. Kerangka Berpikir

Seminar perancangan arsitektur | 5

Latar Belakang

Dalam menanggapi isu degradasi lingkungan di era global warming ini, kenyamanan termal

perlu diupayakan untuk dicapai secara alami, sehingga desain menjadi lebih berwawasan

lingkungan dan memenuhi aspek keberlanjutan.

Maksud dan TujuanUntuk mengaplikasikan teknologi bangunan hemat energi yang memberikan kenyamanan bagi

pengguna dari aspek tata cahaya dan udara.

Rumusan Masalah1. Bagaimana merancang ruang kelas agar

pengguna ruang merasa nyaman dari efek

cahaya matahari?

2. Bagaimana cara pengondisian udara dan cahaya

agar masuk kedalam ruangan dengan maksimal

sesuai dengan kebutuhan jumlah pengguna

ruang?

3. Bagaimana mengolah fasad sehingga udara dan

cahaya dapat masuk kedalam bangunan untuk

mendukung bangunan hemat energi?

4. Bagaimana perancangan bangunan hemat energi

dengan sistem Double Skin Facade pada

Tinjauan dan Landasan Teori

Tinjauan Umum Pengertian gedung pendidikan

Tinjauan Khusus :

1. Pengertian Double Skin Facade2. Sejarah Double Skin Facade3. Konsep Double Skin Facade4. Arsitektur hemat energi5. Kenyamanan termalTinjauan terhadap tapakLokasi dan Iklim Studi Literatur

1. Kampus UMN Serpong.

Konsep Perancangan dan Penerapan

Perancangan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Double Skin Facade

Bangunan didaerah tropis atau yang lebih banyak terpancar sinar matahari

secara langsung biasanya ruang yang berada didaamnya terasa lebih panas.

Double Skin Facade adalah sebuah lapisan yang dipasang di bagian luar

bangunan yang memiliki rongga udara untuk mengalirkan udara di dalamnya

sehingga menjaga kenyamanan termal didalam ruangan. Juga sebagai shading

pada bangunan, sehingga cahaya yang masuk bukanlah cahaya matahari langsung

melainkan bayangan dari cahaya itu sendiri yang menjadikan ruangan memiliki

cahaya alami yang cukup namun tidak silau.

Double Skin Facade atau biasa disebut juga sebagai secondary skin,

dipasang dengan jarak antara 20cm hingga 2meter dari dinding bangunan terluar.

B. Sejarah Double Skin Facade

Konsep penting dari Double Skin Facade pertama kali dieksplorasi dan diuji di

Swiss oleh arsitek Le Corbusier di awal abad ke 20. Idenya, yang ia sebut mur

neutralisant (dinding penetral) melibatkan penyisipan pemanasan / pendinginan

pipa antara lapisan kaca besar. Sistem seperti dijelaskan dalam bukunya Villa

Schwob ( La Chaux-de-Fonds , Swiss , 1916), dan diusulkan untuk beberapa

proyek lain, termasuk Liga persaingan Bangsa-bangsa (1927), Centrosoyuz

bangunan (Moskow, 1928-1933), dan Cité du Refuge ( Paris , 1930). Insinyur

Amerika yang belajar sistem informasi pada tahun 1930 ini mengatakan bahwa

mereka akan menggunakan lebih banyak energi daripada sistem udara

konvensional, tetapi Harvey Bryan kemudian menyempurnakan ide Le Corbusier

yang memanfaatkan sinar matahari.

Percobaan lain adalah awal tahun 1937 Alfred Loomis rumah oleh

arsitek William Lescaze di Tuxedo Park, New York. Rumah ini termasuk "sebuah

amplop ganda rumit" dengan ruang udara 2 kaki dalam dikondisikan oleh suatu

Seminar perancangan arsitektur | 6

sistem yang terpisah dari rumah itu sendiri. Tujuannya adalah untuk

mempertahankan tingkat kelembaban yang tinggi di dalamnya.

C. Konsep Double Skin Fasade

Fasad ganda atau Double Skin Fasade berperan sebagai sitem pendingin

bangunan, menurut Claessens dan DeHerde (Poirazis, 2004) "Double Skin Fasade

adalah tambahan selubung bangunan dipasang pada bagian fasad yang ada berupa

tambahan fasad,dan biasnya transparan. Ruang baru antara kulit kedua dan fasad

asli adalah sebuah zona penyangga yang berfungsi untuk melindungi bangunan.

Ruang ini juga berfungsi sebagai buffer sebagai pelindung dari panas yang

dipancarkan oleh radiasi matahari, dan tergantung pada orientasi dari façade.

Untuk sistem berorientasi selatan, udara panas matahari digunakan untuk

keperluan pemanasan dalam waktu musim dingin. Harus dibuang untuk mencegah

overheating pada periode lain”.

Kragh, (2000) menggambarkan Double Skin Fasade sebagai "sebuah sistem

yang terdiri dari layar eksternal, rongga ventilasi dan layar internal. Shading

Surya diposisikan dalam rongga ventilasi. Eksternal dan internal layar dapat

menjadi kaca tunggal atau unit kaca ganda, kedalaman rongga dan jenis ventilasi

tergantung pada kondisi lingkungan, kinerja selubung yang diinginkan dan desain

keseluruhan bangunan termasuk sistem lingkungan.

Saelens, (2002) menjelaskan Double Skin Facade, adalah fasad ganda

konstruksi selubung, yang terdiri dari dua permukaan transparan dipisahkan oleh

rongga, yang digunakan sebagai saluran udara. Tiga elemen utama yang termasuk

dalam definisi ini dijelaskan sebagai berikut: Pembangunan selubung, (atrium,

rumah kaca ventilasi dan koridor yang bersifat mengkilat tidak diperhitungkan),

Transparansi permukaan berlari (dinding rongga dan Trombe dinding tidak

termasuk). Gambar berikut menunjukkan mekanisme pergerakan aliran udara dan

pengaruh radiasi matahari pada sistem Double Skin Facade. Bagan berikut

menunjukkan sistem kontrol energi di dalam fasad ganda:

Seminar perancangan arsitektur | 7

Gambar 3.1 Detail sistem fasad ( Zanghirella, 2011)

Sistem façade (ditunjukkan melalui gambar 3.1) terdiri dari kaca eksterior

ganda, sebuah kaca interior, rongga dengan inlet aliran udara dikontrol pada

outlet, dan Louver berputar terkendali dalam rongga. Pengembangan model fisik

dan matematis untuk sistem ini membutuhkan suatu penelitian dari proses

transportasi panas, berikut:

1) radiasi matahari langsung, difus, dan refleksi

2) radiasi gelombang panjang antara permukaan

3) perpindahan panas konvektif

4) Air gerakan melalui inlet / outlet dan rongga

Terkait dengan sistem energi, Double skin Facade (DSF) memiliki peran

dalam mengurangi kebutuhan pendinginan ruang selama musim panas,

mengurangi kebutuhan pemanasan selama musim dingin (pada negara-negara di

Eropa), serta mengurangi beban pendinginan/pemanasan yang memuncak, di

samping itu fungsi pencahayaan juga tetap dipertimbangkan, memungkinkan pula

cahaya alami sebagai pengganti cahaya buatan dapat masuk ke dalam ruangan

(Poirazis, 2004).

Seminar perancangan arsitektur | 8

Gambar 3.2 bagan optimum sistem fasad (Poirazis, 2004)

Gambar berikut menunjukkan mekanisme pergerakan aliran udara dan

pengaruh radiasi matahari pada sistem Double Skin Facade.

(a) (b)

Gambar 3.3 mekanisme sistem pergerakan udara

dan pengaruh radiasi matahari pada Double Skin Facade

Seminar perancangan arsitektur | 9

(sumber: Poirazis, 2004)

Gambar 3.3 (a) menunjukkan Double Skin Facade dengan adanya

persimpangan terbuka pada sisi luar dan rongga pada setiap lantai yang

mengakibatkan pertukaran panas pada udara di dalam dan di luar rongga. Peneliti

mengatakan bahwa ini seharusnya menjadi sistem yang terbaik untuk musim

panas saat pendinginan diperlukan, namun karena sambungan terbuka pemanasan

awal udara rongga akan jauh lebih rendah daripada di sistem laindengan

persimpangan yang tertutup.

Gambar 3.3 (b) menunjukkan Adanya persimpangan terbuka pada setiap

tingkat, tetapi masing-masing berlantai dipisahkan satu sama lainnya. Akibatnya

setiap lantai menciptakan sistemnya sendiri. Para peneliti menyatakan bahwa

"Dalam praktek ini akan menjadi yang paling nyaman karena sistem modul yang

sama dapat digunakan pada setiap lantai. Juga karena gradien suhu yang besar

masalah pada ketinggian yang berbeda, rongga dapat dihindari (pada setiap lantai

ada lebih kurang suhu sama dalam rongga)”.

Dengan asumsi perpindahan panas dalam arah lateral dapat diabaikan,

perilaku termal sistem fasad pintar dapat dikurangi. Secara sederhana, model

dinamik dan kontrol optimal, dijelaskan melalui gambar 3.4 sebagai berikut:

Seminar perancangan arsitektur | 10

Gambar 3.4 deskripsi sederhana Double Skin Facade

(sumber: Cheol-Soo Park, 2003)

Sistem façade terdiri dari kaca eksterior ganda, sebuah kaca interior,

rongga dengan inlet aliran udara dikontrol / outlet, dan Louver berputar terkendali

dalam rongga. Pengembangan model fisik dan matematis untuk sistem ini

membutuhkan suatu penelitian dari proses transportasi panas dalam geometri 3D

berikut:

1) radiasi matahari langsung, difus, dan refleksi

2) radiasi gelombang panjang antara permukaan

3) perpindahan panas konvektif

4) Air gerakan melalui inlet / outlet dan rongga

A. Arsitektur hemat energi

Hemat energi adalah hal yang sangat dibutuhkan di era modern saat ini. Bicara

tentang penghematan energi dari hal arsitektur, tentulah tak lepas dari segi

bangunan. Bangunan zaman sekarang mulai bergeser dari yang namanya

penghematan energi .  Semua mengutamakan aspek estetika tanpa menimbang dan

memikirkan bahan bangunan yang dipergunakan . Padahal, jika dilihat efeknya

Seminar perancangan arsitektur | 11

tentu lebih banyak efek negatif yang ditimbulkan. Semakin banyak pemborosan

energi , akan berdampak kurang baik untuk masa-masa yang akan datang. Perlu

diketahui, bahwa masalah pemborosan energi secara umum sekitar 80% oleh

faktor manusia dan 20% disebabkan oleh faktor teknis. Efisiensi energi

penekanannya lebih ke demand side management (DSM), di masyarakat

kadangkala efisiensi energi diartikan juga sebagai penghematan energi. (novia

clara bianca.2012)

            Menggunakan energi secara bijaksana bukan berarti penggunaan energi

harus mengorbankan kenyamanan, misalnya membaca buku di ruangan gelap

untuk menghemat lampu atau mematikan seluruh AC di gedung demi menghemat

biaya listrik.  Hal ini juga mendesak kita untuk semakin kreatif dalam

menciptakan inovasi-inovasi baru demi pengunaan energi yang efisien dan

bijaksana.

B. Kenyamanan termal

Kenyamanan adalah bagian darisalah satu sasaran karya arsitektur.

Kenyamanan terdiri atas kenyamananpsikis dan kenyamanan fisik.Kenyamanan

psikis yaitu kenyamanan, kejiwaan (rasa aman, tenang, gembira,dll) yang terukur

secara subyektif(kualitatif). Sedangkan kenyamanan fisik dapat terukur secara

obyektif (kuantitatif); yang meliputi kenyamanan spasial, visual, auditorial dan

termal.

Kenyamanan termal merupakan salah satu unsur kenyamanan yang sangat

penting, karena menyangkut kondisi suhu ruangan yang nyaman. Seperti

diketahui, manusia merasakan panas atau dingin merupakan wujud dari sensor

perasa pada kulit terhadap stimuli suhu di sekitarnya. Sensor perasa berperan

menyampaikan informasi rangsangan kepada otak, dimana otak akan memberikan

perintah kepada bagian-bagian tubuh tertentu agar melakukan antisipasi untuk

mempertahankan suhu sekitar 37ºC. Hal ini diperlukan organ tubuh agar dapat

menjalankan fungsinya secara baik.

Seminar perancangan arsitektur | 12

1. Pemasangan Double Skin Facade

Pemasangan double skin facade dapat dilakukan dengan menggunakan

material kaca, besi hollow, kayu, bambu dan lain-lain.

Diberikan antara pada kedua lapisan dinding sekitar 20cm – 2m untuk

mengalirkan udara. Karena sifat udara yang mengalir dari tekanan yang tinggi ke

rendah, sehingga udara panas yang berada dibagian bawah bangunan dialirkan

keatas dan keluar melalui rongga yang berada pada bagian atas.

2. Ragam Secondary Skin

Menurut Stefanus Eko Prasetyo , Principal Architect dari Mezza[nine]

Studio , Surabaya, secondary skin  bisa dibuat dari berbagai macam material.

“Sebetulnya, material secondary skin  paling lazim dan paling dasar yang sampai

sekarang masih digunakan adalah gorden,” ujar arsitek lulusan Teknik Arsitektur

Universitas Tarumanegara ini.

Material lain yang bisa menjadi alternatif tambahan selain gorden adalah

wooden blind. Sebetulnya bambu juga bisa digunakan sebagai material secondary

Seminar perancangan arsitektur | 13

Gambar 4. Pemasangan double skin facade

(sumber : www.wikipedia.com)

Gambar 5. Siklus udara yang terjadi pada double skin facade

(sumber : www.wikipedia.com)

skin . “Namun yang umumnya digunakan pada desain-desain terkini adalah

wooden blind  dan para-para, karena memberikan kesan minimalis,” kata Steven.

Wooden blind  biasanya terbuat dari kayu dan diletakkan di belakang bidang

kaca rumah. Sebagai secondary skin , wooden blind  ini terbukti mampu

mengurangi sinar matahari langsung dari luar.

“Wooden blind  ini sangat fleksibel karena dapat mengurangi sinar matahari

dan bisa diatur agar sinar matahari tetap bisa masuk memberikan pencahayaan

alami pada bangunan, tetapi juga mengurangi radiasi panas yang ada,” lanjut

Steven, panggilan Stefanus.

Kelebihan lain wooden blind  antara lain mudah didapat, pengerjaannya

cepat, dan tersedia dalam berbagai warna, sehingga bisa disesuaikan dengan

desain interior yang ada. “Jadi, secara fungsional, wooden blind  ini sangat baik,

namun tetap bisa membaur atau menyesuaikan terhadap interior bangunannya.

Harganya pun bervariasi, bisa disesuaikan dengan kondisi keuangan masing-

masing.”

3. Jarak Ideal Secondary Skin

Jarak pemasangan secondary skin  tentu juga harus disesuaikan dengan jarak

dari jendela. Jarak wooden blind  biasanya lebih dekat dengan jendela, sementara

para-para jarak tiap kisi-kisinya tidak ada patokan yang pasti. Biasanya, jarak

ideal antara kisi-kisi berkisar 20 cm. Dengan jarak yang semakin jauh, maka

bayang-bayang (shading ) yang tercipta lebih banyak dan mampu menahan sinar

dan panas matahari yang frontal, demikian pula dengan bahaya tampias air hujan.

Aliran udara pun masih bisa mengalir dengan baik.

Jika para-para berbahan kayu, maka finishing -nya pun harus disesuaikan

agar kayu bisa bertahan terhadap cuaca eksterior. ”Pakai lazur, bukan melamin.

Lazur adalah material yang tahan terhadap cuaca luar yang ekstrem, terutama jika

dibandingkan dengan finishing melamin,” jelas Steven. Untuk menghindari

Seminar perancangan arsitektur | 14

gangguan cuaca yang ekstrem terhadap ketahanan para-para, dewasa ini para-para

kayu seringkali digantikan dengan para-para dari besi yang lebih tahan terhadap

cuaca ekstrem.

Dari sisi biaya, wooden blind  jelas lebih murah karena letaknya di dalam

ruangan, sehingga terlindungi dari cuaca luar. Sementara para-para lebih rentan.

Namun, dengan perkembangan teknologi bahan bangunan, finishing  untuk para-

para kayu di eksterior pun sudah baik, sehingga tetap low maintenance .

Seminar perancangan arsitektur | 15

Gambar 7. Jarak pemasangan double skin facade

(sumber : www.tabloidnova.com)

DAFTAR PUSTAKA

Bastian S, Ilman. Seminar Arsitektur-rancangan sirkulasi udara dan pengaruhnya

terhadap kenyamanan termal ruang belajar. (2008).

UNEP. Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia –

www.energyefficiencyasia.org.

Sukawi dan Agung Dwiyanto. (2013) Kajian Optimasi Pencahayaan Alami pada

Ruang Perkuliahan (Studi Kasus Ruang Kuliah Jurusan Arsitektur FT UNDIP).

Jurnal Sains dan Teknologi EMAS, Vol. 18, No. 3, Agustus 2008. Aspek

kenyamanan termal pada pengkondisian ruang dalam.

Fitria, Laila. 2008. kualitas udara dalam ruang perpustakaan universitas ”x”

ditinjau dari kualitas biologi, fisik, dan kimiawi.

Seminar perancangan arsitektur | 16