Riset Arsitektur |1

PENGARUH CAHAYA TERHADAP TINGKAT KENYAMANAN RUANG STUDIOSTUDI KASUS: Studio Tugas Akhir Teknik Arsitektur Unika

PROPOSAL PENELITIAN

JHON TUAH ADITYA S 070320016

UNIVERSITAS KATOLIK SANTO THOMAS S U FAKULTAS TEKNIK JURUSAN ARSITEKTURBAB I

Riset Arsitektur |2

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah Kenyamanan manusia dalam dunia arsitektur adalah hal yang menjadi tujuan utama dalam perancangan, dimana menurut Vitruvius ada tiga poin yang menjadi yang syarat suatu karya arsitektur yaitu Firmitas (kekuatan/kekokohan bangunan), Venustas (keindahan), Utilitas yang menyangkut kenyamanan thermal, fungsi di dalam bangunan, dll. Bila kita melihat ke dalam sebuah ruang dimana didalamnya merupakan tempat berlangsungnya sebuah aktifitas dari manusia maka perlu dipertimbangkan kenyamanan dari pengguna ruangan tersebut, dimana manusia membutuhkan udara, suhu, pencahayaan yang tepat agar dapat merasa nyaman. Sehingga keberhasilan suatu perancangan ruang ditentukan oleh kenyamanan dari penggunannya, apakah ruang itu berfungsi dengan baik sesuai dengan yang diinginkan atau menjadi ruang yang tidak terpakai karena tidak ada yang nyaman memakai ruangan tersebut. Dalam kasus yang menjadi pembahasan adalah ruang studio tugas akhir dimana ruangan ini adalah ruang yang dipakai oleh mahasiswa teknik arsitektur dalam menyelesaikan tugas akhir selama enam bulan. Di ruang ini tempat mereka beraktifitas dan bekerja sehingga kenyamanan di dalam ruang ini adalah sesuatu yang menjadi prioritas utama dalam perencanaan. Masalah yang dihadapi di lapangan berbeda dengan kondisi yang diharapkan dimana banyak mahasiswa yang mengeluh kepanasan dan tidak nyaman memakai ruang ini pada siang hari, sehingga terjadi perubahan pola pekerjaan yang seharusnya dilakukan pada siang hari berubah menjadi pekerjaan malam hari. Hal lain yang menjadi sumber ketidaknyamanan adalah suara bising yang ditimbulkan oleh kendaraan yang akan parkir di lantai satu bangunan tersebut. Berdasarkan pengamatan, ketidaknyamanan ini disebabkan oleh orientasi bangunan yang menuju utara-selatan sehingga bangunan mendapatkan sinar matahari yang terlalu khususnya pada pagi dan sore hari yang menyebabkan ruang menjadi panas. Masalah yang ditimbulkan oleh ketidaknyamanan ini dapat menjadi serius bila tidak segera ditangani yang mengakibatkan kurangnya produktifitas dari mahasiswa tugas akhir dalam menyelesaikan pekerjaannya karena mereka akan selalu menunda pekerjaan pada siang

Riset Arsitektur |3

hari. Dampak yang ikut terkena imbasnya adalah turunnya nilai dan kualitas dari mahasiswa itu sendiri. 1. 2. Perumusan Masalah Adapun faktor-faktor yang termasuk kedalam ruang lingkup penelitian: 1. Orientasi bangunan terhadap sinar matahari 2. Luas bukaan 3. Intensitas cahaya Masalah yang terdapat dalam penelitian ini adalah Bagaimana pengaruh cahaya menyebabkan ketidaknyamanan di studio tugas akhir?. 1.3 Tujuan Dan Manfaat Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah untuk menemukan penyebab dari ketidaknyamanan termal di dalam studio tugas akhir. Manfaat dari penelitian ini adalah dapat digunakan sebagai dasar untuk penyelesaian masalah kenyamanan studio tugas akhir oleh pihak fakultas teknik dan sebagai bahan perbandingan penyebab dari ketidaknyamanan yang ada di ruangan studio di universitas lain.

BAB II KAJIAN PUSTAKA2.1. Daerah Iklim Tropis Lembab

Riset Arsitektur |4

Georg Lippsmeier dalam buku Bangunan Tropis menyatakan bahwa daerah tropis berlaku untuk daerah yang meliputi lebih kurang 40 % dari luas permukaan bumi ini. Posisi daerah tropis terletak antara garis 230, 270 utara dan selatan. Garis balik isotherm lintang utara 230, 270 adalah garis cancer dimana matahari pada tanggal 20 juni posisinya terletak tegak lurus, sedangkan garis balik isotherm lintang selatan 230, 270 adalah garis balik carpicorn dimana pada tanggal 23 desember berada pada posisi tegak lurus .1 Daerah iklim tropis lembab berada disekitar katulistiwa sampai sekitar 150 utara dan selatan. Indonesia berada dalam daerah tropis lembab ini, dengan ciri-ciri antara lain: Kelembapan udara yang tinggi dan temperature udara yang relative panas sepanjang tahun. Kelembapan udara rata-rata adalah sekitar 80%, akan mencapai maksimum sekitar pukul 06.00 pagi dan minimum pukul 14.00. Kelembapan ini hampir sama untuk daratan rendah, temperature rata-rata sekitar 320C. Makin tinggi letak suatu tempat terhadap permukaan laut, maka temperature udara akan berkurang rata-rata 0,60C untuk setiap kenaikan 100 m. Ciri lain adalah curah hujan yang tinggi dengan rata-rata sekitar 1500-2500 mm per tahun. Radiasi matahari global horizontal rata-rata harian adalah sekitar 400 watt/m2, dan tidak banyak berbeda sepanjang tahun. Keadaan langit pada umumnya selalu berawan. Pada keadaan awan tipis menutupi langit dapat mencapai 15.000 candela/m2. Tingkat penerangan rata-rata yang dihasilkan menurut pengukuran yang pernah dilakukan di bandung untuk tingkat penerangan global horizontal dapat mencapai 60.000 lux. Sedangkan tingkat penerangan dari cahaya langit saja, tanpa cahaya matahari langsung dapat mencapai 20.000 lux dan tingkat penerangan minimum antara jam 08.00-16.00 adalah 10.000 lux. Kecepatan angin pada umumnya agak rendah. Sebagai contoh kecepatan angin di jakarta dalam 1 hari berkisar antara 1 m/s 4 m/s. Inilah gambaran garis besar mengenai iklim di Indonesia yang beriklim tropis lembab.2 2.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kenyamanan Dalam bukunya Bangunan Tropis,1994, Georg Lippsmeier menjelaskan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kenyamanan dan kemampuan mental dan fisik penghuni yaitu: Radiasi matahari1 . Georg Lippsmeier,Bangunan Tropis, Erlangga, hal. 7-11, 1994 2 . Moch Fathoni setiawan, Keterkaitan Antara Sudut Bukaan Jendela Dengan Kenyamanan Termal, Tesis, 2002

Riset Arsitektur |5

Pantulan dan penyerapan Temperature dan perubahan temperatur Kelembapan udara Gerakan udara 1. Radiasi matahari Radiasi matahari adalah penyebab semua ciri umum iklim dan radiasi matahari sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Dalam perjalanan menuju permukaan bumi, radiasi matahari harus melewati atmosfir yang sebagian mengandung debu dan uap air. Jarak terpendek adalah radiasi vertical. Secara teoritis, insolasi tertinggi akan sampai di permukaan bumi tegak lurus yaitu antara tropis cancer dan carpricorn. Namun hal ini tidak akan mempertimbangkan sekumpulan faktor yang menyebabkan fluktuasi. Pengaruh radiasi pada suatu tempat tertentu dapat ditentukan terutama oleh: Durasi radiasi Intensitas Sudut jatuh

Durasi matahari setiap hari dapat diukur dengan otogral sinar matahari secara fotografis dan termoelektris. Lama penyinaran maksimum dapat mencapai 90%. Durasi harian penyinaran matahari tergantung pada: Musim Garis lintang geografis tempat pengamatan Density awan

Data-data mengenai intensitas radiasi matahari dari stasiun meteorology sering tidak tersedia dalam bentuk yang diinginkan, sehingga harus dilakukan pengamatan khusus, intensitas matahari ditentukan oleh: energy radiasi absolute hilangnya energy pada atmosfir sudut jatuh pada bidang yang disinari penyebaran radiasi

Riset Arsitektur |6

untuk orientasi bangunan dan perlindungan terhadap cahaya matahari, berlaku aturanaturan dasar berikut: sebaiknya fasad terbuka menghadap ke selatan atau utara, agar meniadakan radiasi langsung dari cahaya matahari rendah dan konsentrasi tertentu yang menimbulkan pertambahan panas. Di daerah iklim tropika basah diperlukan pelindung untuk semua lobang bangunan terhadap cahaya langsung dan tidak langsung, bahkan bila perlu untuk seluruh bidang bangunan, karena bila langit tertutup awan, seluruh bidang langit merupakan sumber cahaya. Di daerah iklim tropika kering, dalam musim panas diperlukan pelindung untuk lubang-lubang pada dinding bangunan tertutup. 2. Pantulan dan Penyerapan Intensitas cahaya matahari dan pantulan cahaya matahari yang kuat merupakan gejala dari iklim tropis. Cahaya yang terlalu kuat, juga kontras yang terlalu besar dalam nilai keterangan (brightness) pada umumnya dirasakan tidak menyenangkan. Disini perlu diperhatikan perbedaan mendasar antara daerah tropika kering dan tropika basah. Di daerah kering kesilauan terjadi karena pantulan oleh bidang tanah atau bangunan yang terkena cahaya, sedangkan di daerah lembab, tingginya kelembapan udara dapat menimbulkan efek silau pada langit. Di daerah tropika basah sebagian radiasi panas matahari diserap oleh awan, tetapi cahaya menjadi lebih kuat dengan adanya pembiasan pada butir-butir air. Efek silau yang diakibatkannya seringkali tidak dihiraukan. Pintu dan jendela untuk sirkulasi ruangan harus dibuat sebesar mungkin, tetapi harus terlindung dari cahaya-cahaya yang menyilaukan. Nilai-nilai pemantulan dan penyerapan cahaya untuk berbagai bahan dan jenis permukaan tidak hanya penting berhubungan dengan kesilauan, tetapi juga merupakan data-data yang sangat penting untuk penggunaan bahan bangunan yang tepat. 3. Temperatur Pada umumnya memang benar bahwa daerah yang paling panas adalah daerah yang paling banyak menerima radiasi matahari, yaitu daerah khatulistiwa. Panas tertinggi dicapai kira-kira 2 jam setelah tengah hari, karena pada saat itu radiasi matahari langsung

Riset Arsitektur |7

bergabung dengan temperature udara yang sudah tinggi. Karena itu pertambahan panas terbesar terdapat pada fasad barat daya atau barat laut. Sebagai patokan yang dianggap bahwa temperature tertinggi sekitar 1-2 jam setelah posisi matahari tertinggi, dan temperature terendah sekitar 1-2 jam sebelum matahari terbit. Temperature sudah mulai naik lagi sebelum matahari terbit disebabkan oleh penyebaran radiasi pada langit. Sebanyak 43% radiasi matahari dipantulkan kembali, 57% diserap, yaitu 14% oleh atmosfer dan 43% oleh permukaan bumi. Sebagian besar radiasi yang diserap ini dipantulkan kembali ke udara, terutama setelah matahari terbenam, sejauh kondisi atmofiris mengijinkan. 4. Kelembapan Udara Kadar kelembapan udara, berbeda dengan unsur-unsur yang lain, dapat mengalami fluktuasi yang tinggi dan tergantung terutama pada perubahan temperature udara. Semakin tinggi temperature, semakin tinggi pula kemampuan udara menyerap air. Kelembapan absolut adalah kadar air dari udara, dinyatakan dalam gram per kilogram udara kering. Kelembapan relative menunjukkan perbandingan antara tekanan uap air yang ada terhadap tekanan uap air maksimum yang mungkin (derajat kenjenuhan) dalam kondisi temperature udara tertentu, dinyatakan dalam persen. Udara ini telah jenuh, artinya tidak dapat menyerap air lagi jika alam temperature tertentu tekanan uap air maksimum telah dicapai. Misalnya udara 380C dapat menyerap uap air sepuluh kali lebih banyak dibandingkan udara dengan 00C. jadi, titik jenuh akan naik dengan meningkatnya temperature.

Riset Arsitektur |8

Tabel diatas adalah perbandingan antara temperatur (0F) dengan kelembapan relatif. Zona nyaman terletak pada daerah 70-80 0F (21,1-26,6 0C) dengan kelembapan relatif 20-60 %. 5. Gerakan Udara Gerakan udara terjadi disebabkan oleh pemanasan lapisan-lapisan udara yang berbedabeda. Skalanya berkisar dari angin sepoi-sepoi sampai angin topan, yakni kekuatan angin 0 sampai 12 (skala beaufort).

Riset Arsitektur |9

Angin yang diinginkan, local, sepoi-sepoi yang memperbaiki iklim mikro mempunyai efek khusus dalam perencanaan, seperti memiliki gerakan udara kuat yang tidak diharapkan berlawanan dengan ukuran pencegahan harus diberikan. Gerakan udara di dekat permukaan tanah dapat bersifat sangat berbeda dengan gerakan di tempat yang tinggi. Semakin kasar permukaan yang dilalui, semakin tebal lapisan udara yang tertinggal diam di dasar dan menghasilkan perubahan pada arah serta kecepatan gerakan udara. Penelitian di kota-kota besar menunjukkan bahwa kecepatan angin di permukaan jalan rata-rata hanya sepertiga dari kecepatan pada lansekap terbuka. Bangunan tinggi memiliki pengedaraan yang lebih baik pada bagian sebelah atas, karena disini intensitas

R i s e t A r s i t e k t u r | 10

gerakan udara lebih besar daripada lantai. Gerakan udara menimbulkan pelepasan panas dari permukaan kulit bangunan oleh penguapan. Semakin besar kecepatam udara, semakin besar panas yang hilang. Tetapi ini hanya terjadi selama temperature udara lebih rendah daripada temperature kulit. 2.3. Pengertian Cahaya Cahaya adalah gelombang elektromagnet yang mempunyai panjang antara 380 hingga 700 nm (nanometer, 1nm = 10-9m), dengan urutan warna: (ungu-ultra), ungu, nila, biru, hijau, kuning, jingga, merah, (merah infra). Cahaya merupakan satu bagian berbagai jenis gelombang elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombag tersebut memiliki panjang dan frekuensi tertentu, yang nilainya dapat dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam spektrum elektromagnetis cahaya. Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:

Pijar padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan sampai suhu 10000K. Intensitas meningkat dan penampakan menjadi semakin putih bila suhu naik.

Muatan listrik: Jika arus listrik dilewatkan melalui gas maka atom dan molekul memancarkan radiasi dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen yang ada. Elektro luminesecence: Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor. Photoluminesecence: Radiasi pada salah satu panjang gelombang diserap, biasanya oleh suatu padatan, dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat maka radiasi tersebut disebut flourescence atau phosporescence. Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat dalam spektrum elektromagnetik, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet (UV) dan energi infra merah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan. Oleh karena itu, penglihatan memerlukan mata yang berfungsi dan cahaya yang nampak.

R i s e t A r s i t e k t u r | 11

2.4. Pencahayaan Alami Pencahayaan alami adalah pencahayaan yang diperoleh dari sinar matahari langsung dimana cahaya ini didapat pada pagi hingga sore hari.

Beberapa kelebihan cahaya dan sinar matahari antara lain adalah sebagai berikut: Bersifat alami (natural). Manusia pada dasarnya tidak ingin dicabut dari alam dan selalu ingin berada di dalam atau dekat dengan alam. Cahaya alami matahari memiliki nilai-nilai (baik fisik maupun spiritual) yang tak tergantikan oleh cahaya buatan. Tersedia berlimpah Tersedia secara gratis Terbarukan

R i s e t A r s i t e k t u r | 12

Memiliki spektrum cahaya lengkap Memiliki daya panas dan kimiawi yang diperlukan bagi mahluk hidup di bumi. Dinamis, arah matahari selalu berubah oleh rotasi bumi maupun peredarannya saat mengelilingi matahari. Intensitas cahaya yang berubah-ubah oleh adanya awan yang melintas akan memberikan efek gelap-terang yang menambah kesan dinamis

Dapat digunakan untuk pengobatan (heliotherapy) Lebih alami bagi irama tubuh (bio-rhytm) Keperluan fotografi alami Sedangkan beberapa kelemahan cahaya matahari untuk dipergunakan mencahayai

ruangan adalah sebagai berikut: Pada bangunan berlantai banyak dan gemuk (berdenah rumit) sulit untuk memanfaatkan cahaya alami matahari (walau ada teknologi serat kaca yang dapat menyalurkan cahaya jauh kedalam ruangan) Intensitasnya tidak mudah diatur, dapat sangat menyilaukan atau sangat redup Pada malam hari tidak tersedia Sering membawa serta panas masuk ke dalam ruangan Dapat memudarkan warna Karena sinar matahari langsung membawa serta panas, maka cahaya yang dimanfaatkan untuk pencahayaan ruangan adalah cahaya bola langit. Sinar matahari langsung hanya diperkenankan masuk ke dalam ruangan untuk keperluan tertentu atau bila hendak digunakan untuk mencapai efek tertentu. Oleh karena itu arsitek perlu mengingat dua hal penting, yaitu: Pembayangan; untuk menjaga agar sinar matahari langsung tidak masuk ke dalam ruangan melalui bukaan. Teknik pembayangan antara lain dilakukan memakai tritisan dan tirai. Pengaturan letak dan dimensi bukaan untuk mengatur agar cahaya bola langit dapat dimanfaatkan dengan baik. Pemilihan warna dan tekstur permukaan dalam dan luar ruangan untuk memperoleh pemantulan yang baik (agar pemerataan cahaya efisien) tanpa menyilaukan mata.

R i s e t A r s i t e k t u r | 13

Perlu diketahui bahwa langit di indonesia sering sangat menyilaukan akibat adanya awan putih merata. Kesilauan ini sering mengakibatkan mata penat. Sebaliknya, di iklim dingin langit sering berwarna biru tua jernih yang sangat indah dan sejuk di mata (walau pada saat musim salju maka pemandangan juga sangat menyilaukan). Iluminasi Iluminan (illuminance; diukur dengan lux, lumen/m2) adalah banyak arus cahaya yang datang pada satu unit bidang. Iluminasi (illumination) adalah datangnya cahaya ke suatu objek. E = I cos/d2lux 1 lux (lx) adalah iluminan (E) pada bidang bola berjari-jari 1 m yang bertitik pusat sumber kekuatan cahaya (I) sebesar 1 cd.

R i s e t A r s i t e k t u r | 14

Faktor Langit Faktor langit adalah angka karakteristik yang digunakan sebagai ukuran keadaaan penerangan alami siang hari di berbagai tempat dalam suatu ruangan. Titik ukur adalah titik di dalam ruangan yang keadaaan penerangannya dipilih sebagai indikator untuk keadaan penerangan seluruh ruangan. Berikut adalah nilai faktor langit dinyatakan dalam persen %

Nilai faktor langit minimal untuk bangunan sekolah terdapat pada tabel di bawah ini.

R i s e t A r s i t e k t u r | 15

Diagram Matahari Diagram matahari memberi informasi mengenai azimut dan tinggi matahari pada sembarang waktu di sepanjang tahaun. Perlu dijabarkan beberapa istilah berikut: Azimut adalah deklinasi matahari dari utara, diukur dengan derajat dari utara ke timur, selatan, barat dan kembali ke utara (menurut arah jarum jam). Tinggi matahari adalah sudut antara horizon dan matahari dan dicantumkan dalam skala sudut 00-900 pada sumbu U-S pada diagram. 2.5. Kenyamanan Termal Terry S Boutet dalam bukunya Controling Air Movement,1987, menjelaskan bahwa defenisi kenyamanan termal bertolak dari pemahaman aspek psikologis, kenyamanan termal bisa diartikan sebagai kondisi dimana pikiran merasa puas dan nyaman terhadap lingkungan termal. Secara fisiologis, kenyamanan termal adalah keseimbangan termal yang dicapai dari pertukaran panas antara tubuh manusia dengan lingkungan termal pada tingkatan yang sesuai. Sebuah kondisi dimana tubuh manusia melakukan aktivitas mekanisme termoregulatori secara minimal. Kenyamanan termal sebenarnya bukanlah sesuatu yang bersifat standart, kenyamanan berfluktuasi sesuai dengan perubahan faktor-faktor penyebabnya. Aspek fisik dari kenyamanan termal bergantung pada enam faktor utama yang berfungsi sebagai sebuah system yang saling berkaitan dipengaruhi oleh faktor psikologis.

R i s e t A r s i t e k t u r | 16

1. Ambient air temperature Suhu udara sekitar lokasi titik pengukuran di sebuah lingkungan/ruang. Sebagai komponen yang paling mendasar dalam pengukuran kenyamanan. 2. Mean radiant temperature Rata-rata suhu pancaran, member pengaruh pada suhu udara sekitar, dihasilkan dari suhu permukaan benda yang ada di dalam ruang, bervariasi untuk tiap ruang dan waktu pengukuran. Untuk beberapa kondisi, mungkin lebih tinggi atau lebih rendah dari suhu udara sekitar, namun biasanya berperan kecil. 3. Relative humidity Kelembapan relative memiliki efek yang lebih langsung terhadap kenyamanan dibanding rata-rata suhu pancaran. Meskipun kelembapan tidak menahan beban panas tubuh, ia mempengaruhi kapasitas tubuh untuk melepaskan panas melalui evaporasi (berkeringat) 4. Air movement Pergerakan udara menghilangkan panas buangan dengan meningkatkan kecepatan aliran udara secara konveksi dan evaporasi. Kecepatan pendinginan akan meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan udara. Saat suhu udara sekitar lebih rendah dari suhu tubuh, peningkatan kecepatan udara akan menghasilkan efek pendinginan seiring dengan penurunan suhu udara. Saat suhu udara sekitar lebih tinggi dari suhu tubuh, peningkatan kecepatan udara akan menghangatkan dan mendinginkan tubuh pada waktu yang bersamaan. Namun efek pendinginan tetap lebih besar dari pemanasan sampai suhu udara mencapai kira-kira 400C, dimana efek pemanasan akan lebih besar. 5. Clothing insulation Pakaian mempengaruhi sensitivitas tubuh terhadap variasi iklim karena ia bersifat menahan evaporasi dan sebagai penghalang aliran panas, ia juga mengurangi pengaruh dari suhu udara sekitar dan rata-rata suhu pancaran yang lebih rendah dari suhu tubuh.

R i s e t A r s i t e k t u r | 17

6. Metabolic heat rate Merupakan komponen kunci untuk kenyamanan, heat loss yang terlalu besar akan menyebabkan kebekuan hingga kematian, heat gain yang terlalu besar akan menyebabkan stroke hingga kematian. Kecepatan panas metabolis proporsional terhadap berat badan, akan meningkat dengan adanya aktifitas fisik. Tubuh memerlukan pendinginan lebih banyak seiring dengan peningkatan kecepatan metabolis dan lebih sedikit pendinginan seiring dengan penurunan kecepatan tersebut. Prasasto Satwiko dalam bukunya Fisika Bangunan, 2008, menjelaskan bahwa zona nyaman (comfort zone) adalah daerah dalam bioclimatic chart yang menunjukkan kondisi komposisi udara yang nyaman secara thermal. Kenyamanan termal tidak dapat diwakili oleh satu angka tunggal karena kenyamanan tersebut merupakan perpaduan dari enam faktor. Namun, sebagai pedoman kasar, kenyamanan termal untuk daerah tropis lembab dapat dicapai dengan batas 240C < T < 260C. Pada iklim tropis lembab yang suhu rata-ratanya cukup tinggi, antara 270C hingga 320C, suhu 240C sudah terasa sejuk. 2.6. Transfer Panas Edward Allen dalam bukunya How Building Work-The Natural Order of Architecture, 2005, menjelaskan bahwa tiap material yang digunakan pada konstruksi bangunan memiliki sejumlah karakteristik fisik masing-masing yang unik terkait aliran panas. Ada tiga mekanisme dasar perpindahan panas: 1. Radiasi Radiasi atau perpindahan panas lewat gelombang elektromagnetik melalui udara atau ruang hampa dari benda yang panas menuju benda yang lebih dingin. Sebuah dinding dipanaskan secara radiasi bila dinding tersebut terkena pancaran sinar matahari, atau didinginkan bila terkena pancaran dingin udara malam.

R i s e t A r s i t e k t u r | 18

2. Konduksi Konduksi atau aliran panas melalui material yang padat, panas dikonduksikan dari atau ke kulit manusia jika kulit manusia bersentuhan dengan benda yang lebih panas atau lebih dingin, seperti kentang panas atau balok es.

3. Konveksi Konveksi atau perpindahan panas dengan cara sumber panas memanaskan medium pembawa (udara atau air), kemudian medim tersebut bergerak mengalir dan memindahkan panas pada benda yang lebih dingin. Kulit manusia dihangatkan atau didinginkan secara konveksi saat bersentuhan langsung dengan udara panas atau dingin.

2.7. Standar Kenyamanan Perbandingan hasil pengukuran dengan standar kenyamanan termal: 1. Kecepatan Udara Standar kenyamanan termal untuk kecepatan udara yang digunakan ada tiga yaitu : - Lippsmeir (1997:38) menyatakan bahwa patokan untuk kecvepatan angin ialah :

R i s e t A r s i t e k t u r | 19

0.25 m/s ialah nyaman, tanpa dirasakan adanya gerakan udara 0.25 0.5 m/s ialah nyaman, gerakan udara terasa 1.0 1.5 m/s aliran udara ringan sampai tidak menyenangkan Diatas 1.5 m/s tidak menyenangkan. - Lechner (2001:70) menyatakan jangkauan yang nyaman untuk kecepatan angin berkisar antara 20 hingga 60 kaki/menit (fpm) kurang lebih 0.6 mph 2 mph - Menurut MENKES NO.261/MENKES/SK/11/1998, laju angin ruangan yaitu 0.15 sampai 0.25 m/s 2. Suhu (C) Standar kenyamanan termal untuk suhu yang digunakan ada empat yaitu : - SNI-14-1993-03 menyatakan daerah kenyamanan termal pada bangunan yang di kondisikan untuk orang Indonesia yaitu : Sejuk nyaman, antara suhu efektif 20.8C 22.8C Nyaman optimal, ntara suhu efektif 22.8 C 25.8C Hangat nyaman, antara suhu efektif 25.8C 27.1C

- Basaria (2005) menyatakan suhu nyaman menurut tata cara perencanaan teknis konservasi energy pada bangunan adalah : Sejuk nyaman, yaitu 20.5C 22.8C Nyaman optimal, yaitu 25.8C 25.8C Hangat nyaman, yaitu 25.8C 27.1C

- MENKES NO.261/MENKES/SK/II/1998 menyatakan penyehatan suhu ruangan yaitu : 18C - 26C. - Lechner (2001:70) menyatakan Suhu udara akan menentukan kecepatan panas yang akan hilang sebagian besar secara konveksi diatas 98F, aliran udara berbalik dan akan mendapat panas dari udara, jangkauan kenyamanan untuk sebagian besar orang 89% bisa mencapai hingga 68F (20C) di musim dingin dan 78F (25.5C) pada musim panas. 3. Kelembapan udara Standar kenyamanan termal untuk kelembapan udara yang digunakan ada tiga yaitu: Lippsmeir (1994) menyatakan kelembapan udara relative yaitu 20 50 % MENKES (1998) menyatakan kelembapan udara yang sehat itu yaitu 40 % 60 %

R i s e t A r s i t e k t u r | 20

SNI (1993) menyatakan daerah kenyaman termal pada bangunan yang dikondisikan untuk orang Indonesia yaitu 40 % - 70 % 4. Iluminasi Sesuai dengan SNI 03-6575-2001 menyatatakan bahwa standar iluminasi yaitu mencapai 200 lux untuk terangnya suatu ruang. Standar ini juga sama yang dikeluarkan oleh Ernest Neufert juga menyatakan standar iluminasi terangnya ruangan yaitu mencapai 200 lux. 5. Audial Sesuai dengan SNI (1993) dalam lingkup kenyamanan visual menyatakan bahwa kenyamanan suara ditetapkan 40-45 dB. Sedangkan pada kenyamanan yang dikeluarkan oleh MENKES yaitu menyatakan bahwa untuk audial mempunyai standar yaitu maksimal 85 dB. Heinz Frick juga mengeluarkan standar yaitu bahwa untuk ruangan masjid tingkat kenyamanan yaitu 60 70 dB. 2.8. Temperatur Efektif Temperatur efektif (TE) didefenisikan sebagai temperatur dari udara jenuh dalam keadaan diam atau mendekati diam( 0,1 m/det), yang dalam hal tidak ada radiasi panas akan memberikan perasaan kenyamanan termal yang sama dengan kondisi udara yang dimaksud. Jadi konsep temperatur efektif adalah berdasarkan anggapan bahwa kombinasi-kombinasi tertentu dari temperatur udara, kelembapan udara, dan kecepatan udara dapat menimbulkan kondisi termal yang sama. Berdasarkan hasil penelitian Mom & Wiesebron, Webb (1936-1940) dan defenisi temperatur efektif, maka disarankan zona kenyamanan termal untuk menilai kondisi termal yang dirasakan oleh orang indonesia adalah sebagai berikut: Untuk batas bawah kondisi termal nyaman optimal diambil 22,80C (TE), sesuai dengan hasil penelitian Mom & Wiesebron untuk pribumi indonesia dengan pakaian harian. Sedang untuk batas atas diambil 260C (TE), dimana hasil penelitan Mom & Wiesebron adalah 25,80C (TE), dan menurut Webb 26,20C (TE) adalah merupakan kenyamanan optimal. Kemudian antara 260C sampai 27,10C (TE) disebut hangat, sesuai dengan hasil penelitian Mom & Wiesebron yang disebut hangat nyaman dan menurut Webb pada 27,20C (TE) prosentase yang bebas dari ketidaknyamanan termal adalah 50 % sedang antara 20,50C (TE)

R i s e t A r s i t e k t u r | 21

sampai 22,80C (TE) disebut sejuk, sesuai dengan hasil penelitian Mom & Wiesebron yang disebut sejuk nyaman. Dalam standar tata cara perencanaan teknis konservasi energi pada bangunan gedung SK SNI T-14-1993-03 disebutkan mengenai daerah kenyamanan termal untuk orang indonesia yang dapat dibagi menjadi:1. Sejuk nyaman, antara suhu efektif (TE) 20,50C 22,80C 2. Nyaman optimal, antara suhu efektif 22,80C 25,80C 3. Hangat Nyaman, antara suhu efektif 25,80C 27,10C

Menurut soegijanto, setelah melewati hangat nyaman selanjutnya adalah:4. Panas, suhu efektif diatas 27,10C

Penelitian suhu nyaman yang paling akhir dilakukan oleh karyono (1995) dinyatakan bahwa rentang dari suhu nyaman bagi karyawan/karyawati yang bekerja di Jakarta adalah 23,30C 29,50C suhu udara (DBT). Skala temperatur efektif tersebut memadukan tiga variabel yaitu: temperatur udara, kelembapan udara dan kecepatan udara. Adapun besarnya TE dapat dicari dengan menggunakan diagram Temperatur Efektif dari Koenigsberger (1975), caranya:1. Ukur temperatur kering (DBT)

2. Ukur kelembapan udara (RH) 3. Ukur kecepatan angin dengan anemometer/hot wire anemometer 4. Dari DBT dan RH dapat diketahui temperatur lembab (WBT) dengan menggunakan tabel kelembapan udara (RH) 5. Tempatkan DBT pada skala vertikal sebelah kiri Diagram TE 6. Tempatkan WBT pada skala vertikal sebelah kanan diagram TE 7. Hubungkan kedua titik tersebut dengan sebuah garis 8. Pilih pada kurva kecepatan angin yang telah diukur

R i s e t A r s i t e k t u r | 22

9. Tandai titik persinggungan antara garis dengan kurva 10. Baca hasil persinggungan tersebut sebagai TE (angka TE dapat dilihat pada kurva atas) 11. Catat hasilnya

2.9. Hipotesis Penelitian Ketidaknyamanan Studio Tugas Akhir dipengaruhi oleh radiasi sinar matahari yang masuk melalui bukaan jendela, khususnya pada pagi dan sore hari.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

R i s e t A r s i t e k t u r | 23

3.1. Kerangka Konseptual

STANDAR KENYAMANAN DIAGRAM MATAHARI (TE) TEMPERATUR UDARA RTRANSFER PANAS KONDUKSI MATAHARI AKELEMBAPAN FAKTOR PENGUKURAN UDARA KONVEKSI RADIASI RADIASI GERAKAN TEMPERATUR PANTULAN TIDAK NYAMAN NYAMANEFEKTIF PENGAMBILAN & HASIL E S PENYERAPAN LANGIT DATA K U O M M S E I N D A W A S A L I

Analisa

R i s e t A r s i t e k t u r | 24

3.2. Metode Penelitian Pengaruh cahaya terhadap tingkat kenyamanan studio tugas akhir adalah penelitian kuantitatif dimana peneliti mengukur tingkat kenyamanan studio tugas akhir dengan standar kenyamanan termal dan menganalisis penyebab dari ketidaknyamanan yaitu radiasi sinar matahari. Hasil pengukuran bayangan dari sinar matahari terhadap lubang cahaya akan menunjukkan seberapa besar cahaya yang masuk ke dalam studio. Bila bayangan yang terbentuk setelah dilindungi oleh kanopi jatuh pada jendela maka dapat dipastikan ruangan tersebut akan panas. 3.3. Populasi Populasi yang diteliti adalah seluruh ruangan yang ada di universitas katolik santo thomas, dimana ruangan kelas merupakan tempat berlangsungnya kegiatan belajar mengajar sehingga perlu diperhatikan tingkat kenyamanan dari pengguna ruangan tersebut yaitu manusia. 3.4. Teknik Pengambilan Sampel Sampel yang dipilih untuk dijadikan objek penelitian adalah ruang studio tugas akhir. Teknik pengambilan sample adalah dengan meninjau ke dalam ruangan dan bertanya kepada pengguna apakah ruangan tersebut nyaman untuk digunakan. 3.5. Variabel Penelitian Variabel pengaruh adalah bukaan dan letak jendela Variabel terpengaruh adalah temperatur dan cahaya matahari Variabel kontrol adalah tabel nilai faktor langit 3.6. Instrumen Penelitian Adapun instrumen yang digunakan adalah:

R i s e t A r s i t e k t u r | 25 1. Termometer 2. Diagram letak matahari 3. Pengukur sudut bayangan

- Untuk mencari temperatur udara di dalam ruangan - Untuk mencari mengenai azimut dan tinggi matahari - Mengukur sudut bayangan

4. Meteran 3.7. Langkah Penelitian 1. Pengukuran Data diambil pada tanggal 9 mei 2011 yakni dengan mengukur ketinggian jendela dan jarak jendela dari lantai. Adapun jendela yang diambil untuk dijadikan sampel adalah pada bagian tengah ruangan studio, semua jendela yang ada di ruangan ini mempunyai tipikal yang sama sehingga cukup diambil satu sampel yang mewakili satu sisi bangunan. Langkah-langkah Perhitungan faktor langit: 2. Analisis Analisis dilakukan dengan menggunakan diagram matahari dan pengukur sudut bayangan Gambar potongan dan denah ruang Tentukan titik ukur Tarik garis cahaya dari bidang jendela ke titik ukur Ukur bidang yang terpotong garis cahaya Gunakan tabel faktor langit

R i s e t A r s i t e k t u r | 26

BAB IV DATA DAN ANALISIS

4.1. Kondisi Eksisting Lokasi Studio Tugas Akhir yang menjadi objek penelitian berada di dalam kawasan Universitas Katolik Santo Thomas, tepatnya di lingkungan fakultas teknik.FOTO UDARA LETAK UNIKA DI KAWASAN TJ. SARI MEDAN

R i s e t A r s i t e k t u r | 27

Diatas adalah gambar dari foto udara ruangan studio tugas akhir, dimana bangunan ini berorientasi timur-barat.

Bangunan Bila Dilihat Dari Luar

Kondisi Penerangan Dalam Ruang Studio

R i s e t A r s i t e k t u r | 28

Bukaan Cahaya Pada Ruang Studio Di bawah ini adalah denah dari ruangan studio dimana ruangan ini mempunyai luas sebesar 216 m, modul struktur 4x9 m dan mempunyai bentang 9 m. Dalam ruang ini begitu banyak lubang cahaya dimana di setia sisi terdapat jendela.

R i s e t A r s i t e k t u r | 29

Jendela mempunyai ukuran 0,65 x 1,2 m yang dipasang rapat sebanyak 5 unit pada dinding.

Di atas adalah potongan dari jendela, jendela ini mempunyai tinggi 125 cm dengan tinggi jalusi 45 cm dipasang setinggi 1 m dari permukaan lantai.

R i s e t A r s i t e k t u r | 30

Ruang Studio Lt.

Ruang studio terletak pada lantai tiga bangunan dimana ruangan ini banyak sekali menerima cahaya yang datang khususnya pada sore hari.

4.2. Perhitungan Faktor Langit

R i s e t A r s i t e k t u r | 31

Ruang Studio Lt.

Cahaya Sinar Matahari 1. Pengukuran Titik A Titik ukur diambil pada suatu bidang datar yang letaknya pada tinggi 0,75 meter di atas lantai. Bidang datar tersebut adalah bidang kerja.

(Gambar Potongan Ruang Studio)

Gambar di atas adalah analisa untuk mendapatkan tinggi lubang cahaya efektif dengan jarak titik ukur 3m dari jendela (1/3d), yang mana ruangan mempunyai lebar 9 m.

R i s e t A r s i t e k t u r | 32

garis cahaya ditarik menuju titik ukur maka didapat tinggi lubang cahaya efektif (H) yaitu 1,12 m.

(Gambar denah ruang studio)

Diatas adalah gambar untuk mendapatkan lebar lubang cahaya efektif (L) dengan jarak titik ukur 3 m dari jendela. Didapat lebar lubang cahaya efektif adalah 3,05 m. Perhitungan faktor langit titik ukur utama (TUU)

Perhitungan faktor langit ruang studio berdasarkan tabel hubungan faktor langit sebagai fungsi H/D dan L/D sebagai berikut: Lubang ABCDU

: lebar 3,05 dan tinggi 1,12

R i s e t A r s i t e k t u r | 33

Titik ukur Didapat

: 3 m ke dalam : (1) lubang cahaya ABCD D = 3m, H = 1,12m, L = 3,05 (2) H/D = 1,12/3 = 0,37 (dibulatkan menjadi 0,4) L/D = 3,05/3 = 1,01 (dibulatkan menjadi 1) (3) Menurut tabel maka diperoleh faktor langit untuk U adalah 1,44%

Perhitungan faktor langit titik ukur samping (TUS) Perhitungan faktor langit titik ukur samping mempunyai titik ukur yang sama dengan TUU yaitu 3 m. tetapi titik pengukuran sedikit digeser 0,5 m ke arah kiri.D C

F

1,12 0,5 E A 3,05 B

U

Lubang ABCD Titik ukur U Didapat

: lebar 3,05 dan tinggi 1,12 : 3 m ke dalam : (1) lubang cahaya terdiri atas lubang-lubang:

R i s e t A r s i t e k t u r | 34

EBCF dengan D = 3, H = 1,12, L = 3,55 H/D = 0,37 dan L/D = 1,18 EADF dengan D = 3, H = 1,12, L = 0,5 H/D = 0,37 dan L/D = 0,16

(2) menurut tabel faktor langit untuk U adalah EBCF = 1,44 % EADF = 0,43 % ------------- ABCD = 1,01 %

2. Pengukuran Titik B Cara pengukuran di titik B sama dengan cara pengukuran di titik A yaitu titik ukur diambil pada suatu bidang datar yang letaknya pada tinggi 0,75 meter di atas lantai. Bidang datar tersebut adalah bidang kerja.

(Gambar Potongan Ruang Studio)

R i s e t A r s i t e k t u r | 35

Gambar di atas adalah analisa untuk mendapatkan tinggi lubang cahaya efektif dengan jarak titik ukur 3m dari jendela (1/3d), yang mana ruangan studio mempunyai lebar 9 m. garis cahaya dari arah timur ditarik menuju titik ukur maka didapat tinggi lubang cahaya efektif (H) yaitu 0,7 m. Pengukuran titik B mempunyai nilai H yang lebih kecil hal ini disebabkan oleh adanya perlindungan cantilever di sisi timur.

(Gambar denah studio)

Diatas adalah gambar untuk mendapatkan lebar lubang cahaya efektif (L) pada sisi timur bangunan, dengan jarak titik ukur 3 m dari jendela. Didapat lebar lubang cahaya efektif adalah 3,19 m.

Perhitungan faktor langit titik ukur utama (TUU)

R i s e t A r s i t e k t u r | 36

Perhitungan faktor langit ruang studio berdasarkan tabel hubungan faktor langit sebagai fungsi H/D dan L/D sebagai berikut: Lubang ABCD Titik ukur Didapat : lebar 3,19 dan tinggi 0,7 : 3 m ke dalam : (1) lubang cahaya ABCD D = 3m H = 0,7 L = 3,19 (2) H/D = 0,7/3 = 0,23(dibulatkan menjadi 0,2 ) L/D = 3,19/3 = 1,06(dibulatkan menjadi 1 ) (3) Menurut tabel maka diperoleh faktor langit untuk U adalah 0,40%

Perhitungan faktor langit titik ukur samping (TUS)

R i s e t A r s i t e k t u r | 37

Perhitungan faktor langit titik ukur samping mempunyai titik ukur yang sama dengan TUU yaitu 3 m. tetapi titik pengukuran sedikit digeser 0,5 m ke arah kiri.F

E

Lubang ABCD Titik ukur U Didapat

: lebar 3,19 dan tinggi 0,7 : 3 m ke dalam : (1) lubang cahaya terdiri atas lubang-lubang: EBCF dengan D = 3, H = 0,7, L = 3,69 H/D = 0,23 dan L/D = 1,23 EADF dengan D = 3, H = 0,7, L = 0,5 H/D = 0,23 dan L/D = 0,16

(2) menurut tabel faktor langit untuk U titik B adalah EBCF = 0,40 % EADF = 0,12 % ------------- ABCD = 0,28 % Berikut adalah tabel faktor langit yang digunakan pada waktu perhitungan.

R i s e t A r s i t e k t u r | 38

Tabel Nilai Faktor Langit

Tabel Nilai Faktor Langit Untuk Bangunan Sekolah Titik Pengukuran 1 Sesuai dengan tabel nilai faktor langit untuk bangunan sekolah ruangan kelas khusus faktor langit minimal (TUU) adalah 0,45 dan faktor langit minimal (TUS) adalah 0,20. Maka ruangan studio telah memenuhi persyaratan dengan nilai TUU = 1,44 dan nilai TUS = 1,01. Titik Pengukuran 2 Pada titik pengukuran 2 hasil yang didapat lebih kecil dari titik pengukuran 1 hal ini disebabkan oleh perlindungan cantilever pada sisi timur bangunan. Hasil yang didapat yaitu nilai faktor langit TUU = 0,40 dan nilai TUS = 0,28. Untuk titik 2 nilai TUU tidak memenuhi persyaratan tetapi nilai TUS memenuhi persyaratan.

R i s e t A r s i t e k t u r | 39

Dari segi pencahayaan ruangan studio mempunyai penerangan yang cukup baik tetapi dari segi temperatur ruangan ini sangat tidak nyamana karena temperatur ruangan mencapai 320 C hal ini disebabkan radiasi matahari yang terbawa cahaya melalui bukaan. Dan ditambah lagi dengan tidak adanya perlindungan terhadap bukaan cahaya pada bagian barat sehingga matahari langsung masuk ke dalam ruangan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

R i s e t A r s i t e k t u r | 40

Kesimpulan Ketidaknyamanan yang terdapat pada ruang studio terjadi karena radiasi cahaya matahari yang dibawa oleh cahaya, cahaya ini masuk melalui bukaan yang ada di sisi bangunan. Tingkat radiasi yang begitu tinggi karena tidak adanya perlindungan terhadap bukaan pada bagian barat. Tingkat kenyamanan visual pada ruang studio masih memenuhi persyaratan faktor langit untuk bangunan sekolah. Sesuai dengan standar yang dikeluarkan oleh departemen pekerjaan umum. Saran Diperlukan perlindungan bukaan dari sinar matahari berupa kanopi,shading atau screening pada sisi barat bangunan, hal ini untuk mengurangi radiasi matahari dan untuk melembutkan cahaya matahari yang datang dari arah barat.

DAFTAR PUSTAKA

R i s e t A r s i t e k t u r | 41

Lippsmeier Georg. Bangunan Tropis, Jakarta, Erlangga, 1994 Satwiko Prasato. Fisika Bangunan, Yogyakarta, Penerbit Andi, 2008 Departemen Pekerjaan Umum. Tata Cara Perancangan Penerangan Alami Siang Hari Untuk Rumah Dan Gedung, Bandung, Yayasan LPMB, 1989 Moch Fathoni setiawan, Keterkaitan Antara Sudut Bukaan Jendela Dengan Kenyamanan Termal, Tesis, 2002