RESUME TENTANG PASSIVE-MODE DESIGN

Passive-Mode Design (Desain Sistem Pasif) merupakan salah satu cara atau sistem

yang digunakan dalam merancangan (mendesain) sebuah bangunan. Passive-Mode Design

bisa disebut juga sebagai Bioclimatic Design yang artinya desain yang berbasis pada keadaan

iklim suatu daerah tertentu. Yang nantinya akan berpengaruh terhadap bentuk bangunan, tata

letak, dan rencana rancangan untuk meningkatkan kenyamanan internal (dalam bangunan)

tanpa menggunakan sumber energi tidak terbarukan dan sebagai desain hemat energi yang

berhubungan dengan iklim lokal.

Passive-mode juga merupakan bagian dari Eco-Design. Eco-design diawali dengan

mengoptimalkan kondisi iklim untuk meningkatkan kenyamanan termal internal. Hal tersebut

dapat membantu mengurangi konsumsi energi tidak terbarukan dan mengurangi dampak

negatif gas rumah kaca pada biosfer.

Sebagai perancang kita sudah seharusnya menganalisa kondisi ekologi yang nantinya

berdampak pada rancangan bangunan misalnya bentuk dan sirkulasi. Salah satu faktor atau

cara yang dapat menentukan rancangan bangunan adalah dengan mangadopsi desain passive-

mode yang bergantung pada kondisi iklim lokal. Dengan passive-mode ini kita dapat

meningkatkan kenyamanan internal ruangan tanpa menggunakan banyak energi tak

terbarukan.

Pada dasarnya passive-mode system merupakan cara untuk mengatur kenyaman

thermal dengan menggunakan energi alami, misalnya matahari, udara, dan vegetasi.

Penggunaan energi tersebut dimanfaatkan tanpa bantuan alat mekanik, sehingga iklim yang

berbeda dapat berdampak pada hal lain. Misalnya, pada iklim dingin bangunan akan

dirancang dengan memaksimalkan panas matahari, sedangkan pada iklim panas bangunan

akan dirancang untuk mengurangi panas matahari dan memaksimalkan ventilasi alami.

Jenis dan urutan respon desain yang diadopsi oleh perancang dapat memiliki dampak

yang signifikan terhadap konfigurasi dibangun, susunan dan tata ruang tersebut.

Implementasi dari passive-mode dapat menjadi cara terbaik dalam pembentukan bentuk dan

mpenggunaan material.

Dalam istilah desain, strategi desain passive-mode memberikan pengaruh signifikan

atas pembentukan bentuk bangunan, orientasi, disposisi internal yang spasial, warna,

porositas, penggunaan material, dan lain-lain, yang semua itu harus dimanfaatkan sebaik

mungkin termasuk matahari, angin dan sifat iklim lainnya, termasuk mengoptimalkan tenaga

surya dan pendinginan yang sesuai.

Bentuk bangunan mungkin dianggap sebagai dasar yang didirikan guna memberikan

perlindungan terhadap manusia atau aktifitas manusia yang berhubungan dengan lingkungan

luar dengan meningkatkan tingkat kondisi kenyamanan internal. Jika perancang tidak

mengoptimalkan aspek passive-mode dalam membuat bentuk (seperti konfigurasi dan

orientasi), maka hasilnya dapat terjadi kesalahan bentuk atau ketidak sesuaian orientasi

bentuk. Konsekuensinya lebih banyak sumber energi yang mungkin harus digunakan dalam

sistem M&E (mekanikal elektrikal) untuk menanggulangi kesalahan tersebut yang membuat

upaya hemat energi menjadi tidak ada artinya.

Kegiatan manusia mempengaruhi sistem iklim bumi. Pengaruh iklim pada daerah

perkotaan umumnya memiliki suhu yang lebih tinggi daripada pedesaan. Angin yang lemah,

cahaya matahari, radiasi matahari, suhu, dan angin bervariasi tergantung topografi dan

lingkungan. Sangat disayangkan banyak daerah perkotaan memiliki penataan yang

direncanakan dan dibangun sebelum memahami isu-isu lingkungan yang terjadi. Sekarang

designer menjadi peran yang penting untuk belajar dari kesalahan masa lalu ketika

penggunaan energi menjadi boros.

Di alam, ekosistem menggunakan energi matahari. Energi matahari diubah menjadi

energi kimia oleh fotosintesis tanaman hijau dan mendorong siklus ekologi. Dalam

Ecodesign, kita harus berusaha untuk melakukan hal yang sama dalam menggunakan energi

surya. Namun saat ini penggunaan energi surya terbatas untuk perangkat penyerap surya

tertentu dan sistem photovoltaic.

Kita perlu kembali ke dasar pemikiran untuk memliki sebuah bangunan. Manusia

memiliki tingkat kondisi kenyamanan lingkungan yang semakin meningkat. Kehidupan yang

meningkat diiringi dengan kondisi kenyamanan yang meningkat. Kebutuhan akan

kenyamananan semakin tinggi, mereka tidak bisa mengandalkan passive-mode semata,

akhirnya menggunakan energi tambahan, sayangnya kebanyakan berupa energi tidak

terbarukan. Sekitar 40% sampai 50% penggunaan energi berasal dari bangunan, hampir 50%

penghasil emisi CO2, sekitar 60% dari emisi CO2 tersebut berasal dari bangunan tempat

tinggal, dan sekitar 30% yang disebabkan oleh sektor jasa (industri).

Hari ini kita menggunakan sistem elektromekanis atau sistem mekanik dan listrik

untuk memodifikasi kondisi kenyamanan internal bangunan kita. Pendinginan dan

pencahayaan rumah menjadi diabaikan oleh perancang dan menghilang. Ecodesign harus

meminimalisir penggunaan sumber-sumber energi tidak terbarukan, dan dalam hal ini desain

hemat energi merupakan tujuan penting Ecodesign.

Desain dengan sistem passive-mode menyiratkan sebuah bangunan yang tidak

memiliki sistem listrik mekanik, misalnya tempat tinggal tradisional dan struktur yang

berhubungan dengan tempat tinggal yang kita lihat di negara manapun. Tradisional juga

merupakan teknologi berkelanjutan yang tidak menggunakan bahan bakar fosil. Belajar dari

contoh-contoh tradisional itu penting untuk mengadopsi strategi desain yang diawali dengan

desain bentuk yang dibangun dengan mengoptimalkan semua strategis passive-mode sesuai

dengan iklim dan ekologi wilayah tersebut. Hari ini banyak perancang yang mulai

mengadopsi strategi passive-mode kembali, mengintegrasikan pendinginan dan ventilasi

alami dalam rencana mereka.

Desain passive-mode sebagai desain hemat energi bukan dicapai dengan cara

elektromekanis, tetapi dengan organisasi morfologi bangunan. Sistem pasif menggunakan

berbagai teknik pendinginan dan atau pemanasan sederhana untuk mengaktifkan suhu di

dalam bangunan yang dimodifikasi sesuai dengan kondisi alam dan sumber energi pada

lingkungan alam. Sebenarnya, sistem pasif harus mengecualikan perangkat elektromekanis

yang menggunakan energi tak terbarukan. Desain responsif iklim (desain bioclimatic

misalnya) mengurangi konsumsi energi tak terbarukan, meminimalkan jalan lain seperti

sistem mekanikal.

Meskipun ada beberapa orang yang mungkin berpendapat bahwa penggunaan kipas

angin atau pompa mungkin diizinkan dalam kategori ini, pendapat disini sepenuhnya bahwa

sistem 'pasif' berarti sistem operasional tanpa menggunakan perangkat atau sistem

elektromekanikal. Aktif berarti bergantung pada energi atau sebagian di bantu dengan sistem

elektromekanikal.

Strategi sistem pasif yang sesuai dengan bangunan berhubungan dengan lintasan

matahari setempat, penggunaan ventilasi alami, penggunaan vegetasi, desain fasad yang

tepat, pembayangan matahari, dll. Secara umum, bangunan tradisional menawarkan contoh

terbaik dari desain sistem pasif atau desain bioclimatic karena mereka di bangun ketika

sistem M&E jaman sekarang tidak sama sekali menggunakan sumber-sumber energi tak

terbarukan.

Metode Passive-mode

Berikut ini adalah beberapa metode pasif yang diterapkan pada bentuk yang di bangun

untuk mengatasi kebutuhan yang tersisa demi kondisi kenyamanan internal yang lebih baik;

hal ini dapat dipenuhi dengan sistem aktif atau sistem campuran yang didukung oleh bentuk

energi yang ekologi berkelanjutan :

• Membuat konfigurasi bentuk dan perencanaan tapak

• Membuat orientasi ( fasad utama dan dan bukaan)

• Merancang sekat (dan fasad) (termasuk bukaan jendela,lokasi dan detail)

• Perangkat kontrol tenaga surya (misalnya pembayangan pada fasad dan jendela)

• Konsep pasif pada waktu siang

• Angin dan ventilasi alami

• Roofscape

• Membuat warna selubung bangunan

• Landscape (yaitu penggunaan tanaman dengan bentuk yang di bangun)

• Sistem pendingin pasif

• Masa bangunan

Passive-mode terhadap konfigurasi bangunan

Pengaturan ruang dan tata letak dikonfigurasi dan direncanakan berkaitan dengan

energi dari lingkungan sekitar dan data meteorologi sekitar sebagai respon pasif. Namun,

mengurangi kebutuhan energi pemanas (misalnya dengan mengoptimalkan panas yang

masuk) bukan hanya masalah orientasi bangunan: itu juga dipengaruhi oleh bentuk bangunan

dan rasio volume luar. Membuat bentuk yang sesuai konfigurasi dengan jalur matahari pada

garis lintang dapat mengurangi konsumsi energi sebanyak 30 sampai 40 persen tanpa biaya

tambahan.

Jika bangunan tertentu belum dikonfigurasi atau berorientasi untuk memaksimalkan

manfaat pasifnya, maka setiap sistem aktif mekanikal elektrikal dan perangkat yang terpasang

nantinya mungkin harus 'benar' untuk beberapa desain yang sebelumnya mengalami

'kesalahan' seperti salah dikonfigurasi atau orientasi bentuk.

Kita harus memastikan bahwa sumbu panjang dari bentuk berorientasi timur-barat

sehingga panjang bangunan menghadap ke utara-selatan. Hal ini memungkinkan sebagian

besar jendela dirancang ke arah utara untuk tapak pada equator (dan sebaliknya jika di atas

equator) sehingga penetrasi matahari ke dalam gedung akan dimaksimalkan.

Perancang harus mempertimbangkan bentuk antarmuka internal dan eksternal

bangunan dan kenyamanan dalam kaitannya pada tapak, iklim dan orientasi terhadap dampak

global ekologis bangunan . Jenis bangunan tinggi lebih terexpos daripada yang lain terhadap

dampak suhu eksternal, angin dan sinar matahari dan karena itu mereka membangun

konfigurasi bentuk, orientasi, bentuk plat dan penggunaan komponen penyangga yang

mempunyai efek penting pada desain konservasi energi dan pencahayaan alami pada interior.

Inti bangunan servis

Dari berbagai kemungkinan posisi service-core (yaitu inti pusat, inti ganda dan ssisi

core tunggal), posisi inti ganda-lah yang lebih disukai. Manfaat posisi service-core adalah :

• Tidak ada api, perlindungan tekanan saluran, sehingga biaya awal dan operasional

yang lebih rendah

• Kesadaran yang lebih besar terhadap penggunaan tempat

• Penyediaan ventilasi alami untuk lobi-lobi lift (yaitu peningkatan penghematan

energi)

• Penyediaan sinar matahari alami untuk lift dan tangga lobi

• Bangunan aman terhadap kerusakan total

• Efek tenaga surya dan atau efek tenaga angin

Terdapat korelasi antara peletakan inti bangunan dan orientasi dengan beban

pendinginan. Jenis inti bangunan yang menggunakan air-conditioning yang minimum adalah

konfigurasi inti bangunan ganda, yang membuat bukaan dari utara ke selatan dan inti

bangunan pada dari timur ke barat. Sebaliknya, jenis inti bangunan yang menggunakan air-

conditioning yang maksimum yang yaitu konfigurasi inti bangunan terpusat yang terdapat

bukaan untuk cahaya langit di bagian tenggara dan barat laut.

Passive-mode berdasarkan Orientasi bentuk bangunan

Strategi yang dilakukan adalah berdasarkan bentuk plat lantai bangunan, posisi site,

dan orientasi terhadap arah matahari dan angin lokal. Contohnya respon terhadap arah

matahari di iklim tropis, bentuk bangunan harus memanjang terhadap timur dan barat untuk

mengurangi dampak sinar matahari tidak sisi bangunan yang lebih luas. Ini karena sumber

panas terbesar adalah dari radiasi matahari yang masuk langsung melalui jendela.

Orientasi bentuk bangunan juga patut dipertimbangkan, terutama terhadap radiasi

matahari dan angin. Pada daerah dingin, orientasi bentuk bangunan memaksimalkan sinar

matahari, dan sebaliknya pada daerah panas. Untuk iklim dingin, orientasi sedikit ke tenggara

menjadi orientasi favorit (sekitar 15 derajat tenggara), hal ini mengekspose unit lebih ke

matahari pagi daripada matahari siang dan memungkinkan bentuk yang dibangun akan mulai

panas pada siang hari.

Beberapa mungkin menganggap bahwa bangunan yang memiliki pelat lantai persegi

akan memiliki area keliling yang kecil sehingga kurang terkena efek angin dari luar

dibandingkan bentuk bangunan lain, sehingga penggunaan air-conditioning lebih rendah.

Studi menunjukkan, bagaimanapun pelat lantai berbentuk lingkaran-lah yang memberi sedikit

paparan permukaan. Namun walau demikian, bentuk persegi panjang sebenarnya lebih baik

dalam mengontrol sinar matahari.

Diatas zona equator, pada zona iklim sedang dan dingin, ada dua strategi yang

berkaitan dengan bentuk untuk mengurangi dampak energi :

1. Meminimalkan area permukaan terhadap volume, desain untuk tingkat isolasi yang

tinggi dan bentuk bangunan yang compact untuk meminimalkan kerugian panas

dalam kondisi musim dingin. Strategi ini membantu meminimalkan bahan bangunan

yang dikonsumsi dan kebutuhan energi langsung dalam hal bahan bakar.

2. Mengurangi rencana kedalaman untuk memaksimalkan peluang menggunakan

ventilasi alami dan pencahayaan alami.

Memaksimalkan ventilasi alami dan cahaya langit dapat meminimalisir konsumsi energi dan

pendekatan tersebut dapat dilakukan bahkan jika ruang untuk hal tersebut terbatas.

Keputusan pertama yang diambil dalam menentukan orientasi bangunan pada sebuah site

dapat menyebabkan keputusan lain yang akan datang.setiap site bangunan memiliki keunikan

dan karena itu kekhususan desain bangunan tergantung pada site tersebut. Dengan begitu

terdapat 2 hal faktor site yang harus dicatat, yaitu iklim lokal dan dampak lingkungan pada

bangunan di site dan sebaliknya. Iklim lokal dapat dipertimbangkan sisi positif dan

negatifnya.

Orientasi bangunan dapat mengambil keuntungan dari energi dari matahari baik dari

panasnya maupun cahayanya. Angin dapat diatasi dengan tanaman pelindung atau dinding

berpori atau dapat digunakan untuk ventilasi alami. Desain akhir harus menggabungkan

penggunaan energi matahari dan cahaya alami serta meminimalisir kehilangan panas dan

mencegah silau. Hal tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan kaca. Idealnya bukaan

kaca memiliki rasio 20% dari luas permukaan solid atau masif agar mendapat cahaya dan

suhu yang sesuai yang dapat diukur secara manual maupun dengan modeling komputer.

Beberapa kasus pada dinding luar menggunakan kaca khusus, kaca ganda, kaca ganda yang

dilengkapi tirai, dan lain-lain. yang memungkinkan menggunakan kaca lebih tinggi.

Diluar bangunan intensif juga harus dipertimbangkan dalam kaitannya dengan

bangunan lain dalam jarak site yang relevan dalam blok. Aspek seperti estetika,

pembayangan, variasi iklim, vegetasi dan polusi juga harus diperiksa untuk menghindari efek

negatif pada bangunan yang ada. Dan strategi site secara keseluruhan untuk penggunaan

energi dan kebijakan energi terintegrasi harus dikembangkan pada tahap awal, ini akan

mencakup pertimbangan penggunaan limbah panas, potensi untuk menghasilkan listrik pada

site menggunakan panas dan listrik skema gabungan, dan sumber energi terbarukan (misalnya

turbin angin, photovoltaics, dll). Dengan kata lain, site harus dipertimbangkan secara holistik

dan tidak dipisahkan. Dalam membentuk plat lantai dan desain fasad, perancang mungkin

juga mengidentifikasi aspek view dari bangunan untuk yang perlu dipertahankan.

Di daerah beriklim sedang dimana jalan matahari lebih rendah, langkah-langkah yang

tepat harus diambil untuk menghindari overheating yang berlebihan di musim panas dan

untuk memastikan potensi keuntungan matahari di musim dingin yang dapat berguna secara

maksimal. Suhu dalam iklim, matahari harus dirancang 'keluar' serta 'masuk'. Sebuah

keseimbangan antara kerugian panas dari utara dan panas keuntungan ke selatan harus

dicapai. Hal ini dapat dibantu dengan hati-hati dalam pemilihan material serta perencanaan

ruang. Sebagai contoh, keuntungan panas dari ruang M&E dapat mengurangi kebutuhan

pemanas zona disekelilingnya. Strategi lain adalah dengan menggunakan area service pada

inti bangunan (core) dan ruang sirkulasi, tangga dan koridor sebagai pembatas antara daerah

akomodasi dan luar, baik dengan penentuan tapak mereka di utara untuk membantu

mengurangi kerugian panas, atau di selatan untuk mengurangi keuntungan yang berlebihan

(jika dirancang, misalnya, sebagai trotoar dan galeri).

Di daerah beriklim sedang, matahari akan bermanfaat saat pagi hari ketika struktur

dingin. Hal ini terutama berlaku dalam iklim dingin non-domestik, di mana penggunaan

energi matahari di timur dan tenggara di musim dingin dapat memberikan pemanasan pada

pagi hari. Sedangkan panas yang berlebihan saat musim panas dapat diatasi dengan

menggunakan shading untuk menangkal matahari yang berlebihan.

Dalam situasi dimana panas internal mulai meningkat, penambahan matahari ke

ruangan pada bagian barat daya dan barat dapat menyebabkan panas yang berlebihan, karena

sebagian besar cahaya matahari yang diterima muka bangunan pada hari sebelumnya pada

bagian interiornya masih hangat. Misalnya rekomendasi untuk bangunan tinggi residensial

seperti apartemen dan hotel, yang menghadap utara harus meminimalisir kaca, pada

bangunan tinggi non-residensial, bangunan yang menghadap utara harus memaksimalkan

kaca untuk membuat cahaya langit serta menghindari kehilangan panas. Hal ini penting untuk

mengetahui bahwa pencahayaan dapat menghabiskan 50% dari seluruh biaya listrik pada

bangunan kantor modern. Ditambah dengan panas matahari yang tidak terkontrol yang

beresiko meningkatkan temperature dalam ruangan yang akhirnya menjadi penting dalam

menggunakan energi tambahan pada air-conditioning yang bisa saja dihindari oleh

pemahaman yang benar dari dampak keseluruhan dari faktor internal dan eksternal.

Passive-mode berdasarkan penyekatan dan desain muka bangunan (fasad)

Desain fasad dan desain pembatas atau penyekatan akan menjadi prioritas lebih dalam

bangunan. Dan akan memberikan efek pada desain yang dikombinasi dengan

mengoptimalkan sistem pasif. Kulit (permukaan) bangunan dapat ditembus oleh cahaya,

panas, udara dan transparan harus bisa di kontrol dan bisa di modifikasi, jadi bangunan

tersebut dapat disesuaikan sesuai dengan kondisi iklim lokal. Faktor-faktor tersebut meliputi

penyaringan cahaya matahari, perlindungan dari silau, perlindungan dari panas atau termal,

dan ventilasi yang dapat menyesuaikan atau disesuaikan dengan alam. Desain selimut atau

pelindung bangunan yang baik akan menghasilkan menyimpanan energi yang signifikan.

Dengan analogi, fasad bangunan sebagai kulit ketiga kita, membutuhkan nafas dan fungsi

sebagai pengatur, pelindung, penyekat, dan penyatu dengan lingkungan.

Jadi, dinding ruang yang ideal adalah yang bisa berfungsi sebagai filter yang respon

terhadap lingkungan. Pelindung harus bisa dibuka sebagai penyaring dengan faktor penyedia

ventilasi alami, ventilasi silang yang terkontrol, menyediakan view ke luar, memberikan

pelindung matahari, dan mengatur tiupan angin hujan dan penghadang hujan lebat.

Penambahan Sekat

Sekat adalah faktor ketika bangunan membutuhkan pendingin dan pemanas mekanik.

Cara pasif yang efektif yaitu untuk mengurangi konsumsi energi bangunan, terutama pada

iklim sedang dan iklim dingin. Menambahkan sekat dinding luar ini dilakukan untuk

mengurangi kebocoran dan untuk mengurangi perbandingan dari dinding solid (masif) ke are

kaca. Dalam bangunan panas dan dingin, ini akan menghasilkan menyimpanan energi dan

kenyamanan termal yang signifikan.

Permukaan dinding luar yang memiliki isolasi panas matahari akan disekat dan “time

lag” juga patut pertimbangan. Material luar yang digunakan harus yang bisa menurunkan

panas (contoh: alumunium) atau yang di desain untuk dua layer (atau bahkan tiga layer)

ruang ventilasi.

Sering kali di asumsikan bahwa penyekatan yang tinggi pada fasad dan atap adalah

solusi nyata untuk mengurangi penggunaan energi. Bagaimanapun memperbanyak sekatan

tidak perlu pertanyaan. Hasil panas dari material benar-benar di pertimbangkan dalam

membantu faktor yang lain, antara lain:

• Dalam zona iklim sedang dan iklim dingin, kehilangan suhu panas melalui kebocoran

udara dapat menjadikan “kehilangan panas” jika tidak ditujukan secara serempak

dengan level isolasi.

• Sama halnya, sistem pemanas dan komponen harus di desain dan diseleksi dengan

efektifitas energi yang digunakan dan harus sesuai dengan bangunan. Bangunan yang

terisolasi dengan kontrol pemanas yang tidak efektif akan mungkin mengalami

kelebihan panas tanpa menyimpan energi.

Musim Panas dan Musim Dingin

Pada zona iklim sedang dan iklim dingin ‘level isolasi tinggi’ akan mengurangi panas

rata-rata pada musim dingin dan musim panas. Juga mengurangi potensi penambahan panas.

Bersamaan dengan hal tersebut, kemungkinan besar penggunaan keuntungan dari musim

dingin tidak akan terhapus hanya dengan mempertimbangkan menghindari keuntungan

musim panas. Solusi yang optimal akan tercapai dengan memaksimalkan level isolasi.

Mendesain sistem pemanas cocok untuk menjalankan efisiensi tinggi dan menyediakan

proteksi solar di summer tanpa membahayakan manfaat keuntungan matahari musim dindin.

Passive-mode melalui pengaturan matahari

Solar Shading

Umumnya, sinar matahari langsung terjadi di sisi barat dan timur, beberapa shading

diperlukan untuk menyaring sinar matahari langsung agar tidak berlebihan. Karena

pemakaiannya yang berkepanjangan, dibutuhkan bentuk dan perhitungan shading yang benar,

agar pemanfaatan sinar matahari langsung menjadi lebih efektif.

Cara yang paling efisien dalam pengaturan matahari adalah dengan menggunakan

shading tambahan pada kaca. Kaca akan memberikan visual yang lebih jelas dan memberi

kesan hubungan antara didalam ruangan dan luar ruangan. Shading juga harus dirancang

untuk mengurangi kesilauan. Shading juga dapat dikombinasikan dengan tirai yang dapat

diatur sehingga dapat digunakan sesuai dengan kondisi yang ada.

Passive-daylight Concept (Pantulan tak langsung)

Dalam mencapai tingkat kenyamanan yang dapat diterima siang hari, silau (baik

langsung dan tidak langsung) adalah salah satu ketidaknyamanan yang harus diatasi. Ada dua

penyebab silau yaitu sumber cahaya yang terang seperti jendela yang diterangi matahari atau

lampu terang dilihat dari daerah sekitarnya yang ada di kegelapan relatif. silau menyebabkan

ketidaknyamanan penghuni, sehingga menyebabkan kinerja visual yang buruk dan potensi

ketidakpuasan dengan lingkungan.

Solusinya yaitu penggunaan perangkat pasif (bidang pantulan). Tujuannya adalah

untuk memaksimalkan penggunaan pencahayaan dan mengurangi kebutuhan pencahayaan

buatan.

Teknik Passive-daylight concepts bekerja mengontrol sinar matahari langsung masuk dengan

cara memantulkan cahaya ke sebuah bidang kemudian masuk ke dalam ruangan. Fungsinya

untuk meminimalkan efek negatif kenyamanan visual, yaitu silau dan mengurangi panas sinar

matahari langsung.

Glare (Kesilauan)

Dalam mencapai tingkat kenyamanan yang dapat diterima pada siang hari, salah satu

utama 'ketidaknyamanan' adalah masalah yang terkait dengan silau (baik langsung dan tidak

langsung). Penyelesaian masalah ini mencerminkan strategi pencahayaan dan berimplikasi

pada kinerja energi bangunan. Glare adalah kontras dan kecerahan hasil dari sumber

pencahayaan (seperti jendela yang diterangi matahari atau lampu yang terang) dari daerah

sekitarnya yang relatif gelap, dan dapat menambah pencahayaan di dalam ruang.

Sky Courts

Pada hal ini, sebuah perangkat yang digunakan yaitu penggunaan teras tersembunyi

sebagai zona interstitial antara daerah dalam dan daerah luar, yaitu menyeimbangkan massa

anorganik yaitu bangunan dengan massa organik yaitu taman, yang dapat mempengaruhi

keseimbangan ekosistem.

Sky Courts dasarnya adalah daerah tersembunyi dengan penuh pintu kaca yang

terbuka dari daerah internal ke ruang teras. Selain menyediakan shading pada bangunan, sky

courts juga dapat berfungsi: sebagai zona darurat; sebagai area untuk penanaman dan

lansekap; zona interstitial fleksibel untuk ekspansi masa depan (misalnya dalam hal

peningkatan masa bangunan); atau sebagai area untuk penambahan masa ruang seperti kamar

mandi, dapur, dll.

Ruang transisi ini juga dapat ditemukan untuk melindungi sisi panas bangunan

perkotaan atau untuk membingkai pandangan penting. Teras tersembunyi juga mempunyai

fungsi pertukaran udara yang biasanya sangat dibutuhkan di iklim panas di mana perbedaan

suhu eksternal dan internal.

Passive-mode dengan ventilasi alami

Ventilasi alami dapat digunakan untuk meningkatkan kenyamanan pergerakan udara,

pertukaran udara, pendingin bangunan. cara alami ventilasi memanfaatkan perbedaan tekanan

udara dari efek angin eksternal pada bangunan, dan dari perbedaan suhu. perancang harus

memastikan dasar untuk penggunaan kekuatan angin untuk wilayah yang bersangkutan.

Perancang harus mencari informasi rinci tentang tingkat angin untuk wilayah dan tentang

arah angin dan frekuensi selama satu bulan atau satu tahun.

Angin

Salah satu sumber utama energi adalah angin. Dengan mengoptimalkan kondisi angin,

kenyamanan ventilasi yang dibutuhkan, dapat membuat ventilasi alami dan pendinginan yang

lebih efektif.

Ventilasi alami mencakup sejumlah cara di mana udara luar dan angin dapat

digunakan untuk menguntungkan penghuni bangunan. pada tingkat yang paling sederhana,

ventilasi alami menjamin pasokan udara segar untuk interior (misalnya melalui ventilasi di

fasad kulit ganda atau ventilasi yang sederhana dipasang di atas jendela). Namun harus

diperhitungkan bahwa ini bisa membuat kondisi internal rumah lebih berdebu atau ribut.

Dirancang dengan baik solusi ventilasi alami dapat menghasilkan penghematan baik biaya

modal dan energi. di samping itu, hal ini juga diinginkan untuk meminimalkan kebutuhan

untuk ventilasi dan pendingin udara sistem mekanis untuk memastikan bangunan yang sehat.

Di samping itu, pemeliharaan berkurang, ada insiden lebih sedikit dari sakit sindrom

bangunan dan ada pengurangan emisi karbon dioksida.

Lantai dasar bisa sepenuhnya terbuka untuk ruang luar dan digunakan sebagai ruang

ventilasi alami di mana mungkin dalam zona lembab dan beriklim panas. Namun, perawatan

harus dilakukan untuk mencegah angin didorong hujan dan untuk menghindari turbulensi

angin di daerah-daerah.

Ada dua cara di mana ventilasi dapat meningkatkan kenyamanan. satu adalah efek

fisiologis langsung: dengan membiarkan angin melalui jendela. Di dalam ruangan

menghabiskan udara meningkat yang akan membuat penghuninya merasa dingin.

Pendekatan ini disebut ventilasi kenyamanan. memperkenalkan udara luar dengan diberikan

kecepatan angin lebih tinggi dalam bangunan dapat memberikan efek pendinginan langsung

fisiologis bahkan ketika suhu udara dalam ruangan sebenarnya meningkat, hal ini terutama

terjadi ketika kelembaban tinggi, seperti kecepatan udara yang lebih tinggi meningkatkan laju

keringat penguapan dari kulit, sehingga mengurangi ketidaknyamanan. Metode lain adalah

pendinginan nokturnal, ventilasi bangunan hanya pada malam hari dan dengan demikian

pendinginan mengurangi panas membangun tingkat suhu dalam ruangan.

Di daerah beriklim sedang, strategi bioclimatic adalah untuk memperluas pertengahan

musim (dan seperti yang disebutkan sebelumnya, mengurangi kebutuhan untuk pemanasan di

musim dingin dan AC di musim panas melalui penggunaan sistem fasad beberapa yang

memiliki mode yang berbeda selama musim dingin dan musim panas) . Di musim dingin

bagian dari fasad bisa menjadi dinding trombe dan menyerap panas dari matahari. Dinding

berventilasi untuk melepaskan akumulasi panas.

Ventilasi alami harus digunakan bila memungkinkan tanpa menimbulkan pemanasan

atau pendinginan hukuman energi. ventilasi membantu menipiskan polusi udara didalam

ruang dengan udara dari luar. pergantian udara didorong oleh suhu dan tekanan yang berbeda

dari luar dan dalam. ventilasi alami bangunan didorong oleh penyediaan bukaan tingkat

rendah dan tingkat tinggi yang memungkinkan udara segar ditarik dan udara kotor

dikeluarkan.

Core juga mempengaruhi bangunan untuk mendapatkan tempat ventilasi alami dan

cahaya alami. Penghematan energi lebih lanjut dapat dicapai melalui mengurangi kebutuhan

pengudaraan mekanik, pencahayaan buatan, dan kebutuhan untuk saluran tekanan udara

mekanik untuk proteksi kebakaran.

Pengujian terowongan angin membantu pembangunan untuk sistem struktur,

membantu di outriggers, design fasad exterior, memperkenalkan peluang ventilasi alami di

lobby area, membantu memastikan turbulansi dan kondisi di dasar lantai dan lantai paling

atas dan memperkenalkan peluang generator angin.

Stack ventilalation

Bangunan yang lebih tinggi, potensi ventilasinya harus lebih besar yaitu dengan stack

ventilation. Stack ventilation adalah sistem alami (non-mekanik), ventilasi yang

menggunakan arah vertikal "bertumpuk" saluran yang memungkinkan udara internal untuk

dikeluarkan dari sistem bangunan dengan menciptakan kekuatan tekanan yang berbeda.

Wing Walls

Wing walls juga merupakan perangkat hemat energi yang berguna yang dapat

dirancang dalam bangunan dari untuk menangkap angin menggunakan "sirip", di fasad untuk

menyalurkan angin ke bagian dalam bangunan untuk meningkatkan aliran udara internal dan

membuat kondisi internal nyaman mirip dengan efek dari kipas langit-langit.

Ventilasi alami penting untuk desain berkelanjutan karena bergantung pada

pergerakan udara alami dan dapat menghemat energi berbasis bahan bakar tak terbarukan

yang signifikan dengan mengurangi kebutuhan ventilasi mekanik dan pendingin udara. Ini

ditujukan untuk dua kebutuhan dasar dalam bangunan: penghapusan kelembaban udara kotor,

dan peningkatan kenyamanan termal pribadi.

Ventilasi alami umumnya hanya cocok untuk daerah selektif seperti lobi, tangga dan

toilet, yang dapat memiliki jendela openable atau celah udara ke luar, tetapi juga harus

dihitung presentasi dari kerugian udara yang diizinkan untuk meresap di ruang ber-AC.

Balkon besar dapat memiliki tinggi penuh pintu geser disesuaikan untuk melayani ventilasi

yang dioperasikan dalam kasus di mana ventilasi alami tersebut diperlukan.

Di daerah beriklim sedang dan dingin, tantangan desain adalah untuk membatasi

masuk untuk mencapai diperlukan perubahan udara segar minimum tanpa menyebabkan

udara dingin atau kehilangan panas yang berlebihan. Bahkan dalam kondisi musim dingin

klaim, perbedaan suhu antara udara interior dan eksterior biasanya akan membuat tumpukan

efek yang cukup untuk menarik udara segar. Udara lebih berat untuk ditarik dari luar.

Ventilasi alami sering absen dari sebagian besar wilayah dalam gedung-gedung tinggi yang

terletak di iklim dingin dan sedang, sebagian karena kecepatan angin yang berlebihan pada

tingkat yang lebih tinggi, tetapi juga masalah karena efek yang timbul.

Ventilasi alami yang lebih lanjut diinduksi dengan menciptakan tekanan yang berbeda

di seluruh gedung. Prinsip penting adalah bahwa dinding bangunan menghalangi aliran udara.

Dan sehingga perlu untuk membuat perbedaan tekanan angin antara angin dan bawah angin

dinding. Perbedaan tekanan yang efektif cenderung 1,4 kali tekanan dinamis pada proyeksi

tingkat lantai-overhang atau lokasi setiap dinding sayap di fasad. Dimana bukaan dinding

sekitar 15 sampai 20 persen dari luas dinding, kecepatan angin rata-rata melalui lubang

dinding dapat memiliki potensi untuk menjadi 18 persen lebih tinggi dari kecepatan angin

lokal.

Selama musim dingin di daerah beriklim sedang dan dingin, perlu untuk memastikan

pertukaran memadai dalam ruangan untuk menjaga kualitas ruangan. Udara bangunan

perkotaan di iklim gurun yang panas-kering bisa mendapatkan keuntungan dari ventilasi

alami oleh efek tumpukan untuk menarik aliran udara melalui evaproative sistem pendingin

atau dengan tekanan angin pada malam hari untuk meningkatkan malam pendinginan

bangunan. Ventilasi alami di siang hari dapat dicapai melalui sistem pendingin menguapkan

(untuk memastikan bahwa suhu udara yang masuk diturunkan dan mengangkat kelembaban

relatif).

Aspek utama yang mempengaruhi kondisi ventilasi dalam ruangan adalah:

• Konfigurasi geometris bangunan - (Proyeksi, relung, dll) bentuk dan profil

• Lokasi bukaan dengan menghadap ke arah angin

• Luas bukaan tekanan dan hisap daerah dari sistem yang dibangun

• Tipe jendela dan rincian pembukaan mereka

• Tatanan interior untuk aliran udara dari inlet ke bukaan outlet, terutama ketika udara

mengalir ke lebih dari satu kamar (termasuk informasi seperti ukuran dan lokasi

bukaan menghubungkan berdekatan kamar - pintu); dan

• Ada atau tidak adanya flyscreen di bukaan.

Dampak penuh detail desain ini tergantung dari sejauh mana mereka mengaktifkan

atau menghambat ventilasi silang di dibangun dari kedua arah secara keseluruhan dan di

kamar individu. Ventilasi silang didefinisikan sebagai situasi di mana udara luar dapat

mengalir dari lubang di salah satu sisi bangunan (bukaan inlet, atau zona tekanan di sekitar

bangunan) melalui bangunan dan keluar melalui bukaan di hisap bangunan.

Dalam mengevaluasi ventilasi dari titik kenyamanan manusia, perhatian harus

diberikan tidak hanya untuk jumlah keseluruhan aliran udara tetapi juga untuk distribusi

kecepatan udara di seluruh ruang ventilasi. Dalam setiap diskusi tentang ventilasi, kriteria

kuantitatif dimana kondisi ventilasi dalam ruangan dapat dievaluasi diperlukan, contoh

kriteria tersebut adalah:

• Kecepatan udara pada pembukaan inlet;

• Kecepatan maksimum pada setiap titik dalam ruang;

• Rata-rata kecepatan udara dalam ruang; dan

• Rata-rata kecepatan pada tingkat hunian (yaitu sekitar 1 meter di atas lantai).

Pada dasarnya, desain bioclimatic (yaitu mode pasif) bekerja dengan iklim. Untuk

melakukan hal ini, kita perlu memahami kondisi iklim lokalitas dan kemudian merancang

dalam kaitannya dengan kondisi iklim, bukan hanya untuk menyinkronkan desain bentuk

yang dibangun dengan kondisi cuaca lokal tetapi juga untuk mengoptimalkan energi lokalitas

ke dalam desain bangunan hemat energi. Untuk merancang untuk memperbaiki kondisi

kenyamanan internal tanpa menggunakan setiap sistem elektromekanis kita meminimalisir

ketergantungan pada sumber energi eksternal dan penggunaan energi tak terbarikan dapat

berkurang.

Vegetation (Tumbuh-tumbuhan)

Penelitian telah menunjukkan bahwa kenyamanan visual adalah diberikan oleh

vegetasi pada bangunan. Manfaat lain adalah peningkatan fisik dalam kualitas udara.

Ecodesign harus lebih ramah lingkungan, dan kita harus merancang karakteristik serupa

sesuai potensi yang ada di alam untuk memberikan desain yang mencakup lingkungan yang

kaya dan beragam yang berhubungan dekat dengan alam.

Windows (Jendela)

Desain jendela adalah salah satu aspek yang paling penting dari pembuatan sistem

yang dibangun lebih hemat energi. Umumnya, kaca merupakan insulator yang buruk. Upaya

juga sedang dilakukan untuk mengembangkan jendela yang dapat langsung memanfaatkan

energi matahari dengan sel fotovoltaik tertanam.

Untuk mengurangi biaya pendinginan, penting untuk menjaga panas dan sinar

matahari keluar rumah siang hari dengan menutup semua jendela, pintu, tirai, dan kerai,

terutama pada jendela yang menghadap timur dan barat. Namun, jika suhu di luar lebih

dingin dari 25,5 ° C Jendela dan pintu harus dibuka untuk membiarkan angin. Dalam iklim

ringan, ventilasi dibangun dengan udara malam yang dingin dapat mengurangi penggunaan

AC di siang hari. Membuka semua tirai dan tirai setelah gelap akan mengikuti panas dari

rumah untuk keluar melalui jendela.

Cara lain untuk mendinginkan bangunan adalah untuk menghentikan panas matahari

dari merembes masuk melalui atap. Salah satu cara untuk melakukan ini adalah dengan

menambahkan penghalang yang mengkilap seperti dari alumunium foil di bagian bawah atap.

Ini akan berhenti setidaknya 95 persen panas dari radiasi ke loteng atau celling.

Ecodesign berusaha untuk menyediakan cahaya sebanyak siang hari alami untuk

ruang dalam. Penggunaan kaca bening (dengan shading yang tepat) dan sinar matahari

menyediakan cahaya untul penghuni bangunan dengan hubungan antara ruang indoor dan

outdoor serta memungkinkan pandangan ke daerah-daerah secara teratur yang ditempati

bangunan.

Ecodesign harus memaksimalkan pencahayaan interior. Strategi desin yang perlu

dipertimbangkan termasuk orientasi bangunan, dangkal pelat lantai, eksterior, dengan

penggunaan kaca bening (dengan shading yang tepat). Desainer dapat memprediksi

pencahayaan melalui perhitungan atau strategi Model pencahayaan dengan model fisik atau

komputer untuk menilai tingkat penggunaan dan faktor daylight dicapai.

Silau dapat dihindari dengan pertimbangan hati-hati desain jendela dalam kaitannya

dengan kedalaman ruang dan tinggi, atribut permukaan ruang dan hubungan antara jendela,

eksterior dan penghuni.

Roofscape

Bangunan tinggi memiliki penampang atap yang lebih luas daripada bangunan tempat

tinggal. Dan apabila atap tersebut terpapar sinar matahari dapat mengakibatkan panas yang

dapat meningkatkan suhu internal bangunan. Apabila panas tersebut berlebihan, maka harus

menggunakan energi tambahan berupa air-conditioning yang artinya mengkonsumsi energi

tak terbarukan lebih banyak.

Solusi yang dapat dilakukan adalah dengan membuat roofscape yaitu dengan

menanam tanaman di atap bangunan yang akan memberi efek sejuk pada bangunan dan dapat

menyerap panas serta air hujan sehingga dapat menghemat konsumsi energi.

Passive-mode berdasarkan warna dari bangunan

Puncak pendinginan dapat diturunkan hingga 40% dengan menggunakan warna putih

atau material yang lebih terang, sehingga panas yang masuk ke dalam bangunan tidak terlalu

besar sehingga efek panas matahari yang berlebihan dapat teratasi. Sedangkan warna gelap

mungkin dapat digunakan pada sisi eksterior Selain itu penggunaan vegetasi sebagai

kombinasi juga dapat membuat pendinginan lebih baik sehingga lebih hemat energi.

Passive-mode berdasarkan landscape

Salah satu faktor penting dalam desain ekologi adalah keseimbangan antara karakter

non organik bangunan dengan komponen organik atau biotik yang menganalogikan

ekosistem. Ini dapat dicapai dengan menggabungkan vertical landscaping kedalam bangunan.

Atap dapat diberikan tanaman lain, dinding dapat diberi tanaman rambat, parkir mobil dapat

diperkuat dengan rumput, jalan dapat menggunakan vegetasi sehingga menghindari dari debu

dan air.

Dengan landscape yang sedemikian rupa, temperatur disekitar bangunan akan menjadi

lebih rendah sehingga akan mengurangi efek panas pada tanah. Adanya tanaman juga dapat

menjaga kondisi kelembapan dan temperatur. Studi mengatakan bahwa menggunakan

tannaman sebagai lapisan dinding dapat meningkatkan efisiensi energi. Tanaman juga akan

memberikan efek shading (pembayangan) yang dapat mendinginkan temperature hingga 5

derajat celcius.

Passive cooling system

Sistem pendinginan pasif merupakan cara pendinginan termudah dengan

mengaktifkan suhu dalam ruangan menjadi lebih rendah dengan menggunakan energi yang

bersumber dari alam. Misalnya dengan memanfaatkan jendela sebagai sumber cahaya dan

menggunakan ventilasi alami, selain itu juga mempertimbangkan orientasi, lokasi, layout

bangunan, dan sebagainya.

Beberapa macam sistem pendinginan pasif dapat diidentifikasikan antara lain :

1. Ventilasi kenyamanan : yaitu yang behubungan langsung dengan manusia. Misalnya

pada siang hari suhu tinggi maka manusia mengeluarkan keringat sehingga mengurangi

kenyamanan.

2. Pendinginan ventilasi malam hari : Yaitu pendinginan struktur yang saat siang hari

mengalami peningkatan suhu akibat terik matahari, pendinginan ini juga berdampak pada

suhu didalam ruangan.

3. Pendinginan pemancar : memasukkan energi dingin kedalam bangunan yang dihasilkan

dari atap, atau menggunakan pemancar khusus yang berasal dari radiasi dingin malam

hari.

4. Pendinginan dengan penguapan langsung : Merupakan kelembapan atau udara dingin

yang langsung masuk kedalam bangunan.

5. Pendinginan dengan penguapan tak langsung : yaitu pendinginan penguapan dari atap,

misalnya dengan kolam atap. Ruang interior yang dingin tanpa kelembapan yang tinggi.

6. Pendinginan luar ruang : yaitu pendinginan yang berasal dari luar ruangan, misalnya

melalui teras.

Passive-mode berdasarkan massa bangunan

Bangunan harus dirancang berdasarkan sistem thermal, menggunakan konstruksi dari

material yang berkualitas yang dikombinasikan dengan ruang yang memungkinkan dan

menciptakan aliran udara alami, dapat memungkinkan untuk memodifikasi suhu dan

kecepatan, ventilasi dan pendinginan, tanpa menggunakan bantuan mekanik.

Bahan dapat dibuat berdasarkan respon dari siklus alam baik harian maupun musiman

dan untuk memanfaatkan sumber energi. Hal tersebut dapat dicapat dengan menggabungkan

interaksi di alam dan manusia dengan lingkungan, yang dikombinasikan menjadi sebuah

dimensi ruang, ukuran dan bentuk.

Glazzed thermal walls (dinding kaca termal)

Tambahan kaca pada bagian luar dari dinding eksternal dapat menangkap radiasi

matahari yang salurkan melalui kaca dengan menekan kerugian panas dan radiasi dari

permukaan dinding. Cocok diberi warna gelap, sehingga permukaan dinding dibelakang kaca

akan menyerap radiasi yang masuk dan melepas panas ke lubang antara dinding dan kaca.

Kesimpulan

Passive-mode system merupakan cara untuk mengatur kenyaman thermal pada sebuah

ruangan atau bangunan dengan menggunakan energi alami, misalnya matahari, udara, dan

vegetasi. Passive-mode juga bukan hanya bagaimana cara mengatur kenyamanan, tetapi juga

dapat menyesuaikan sesuai dengan iklim lokal dan meminimalisir penggunaan energi yang

tidak terbarukan.

Passive-mode dapat dicapai dengan memperhatikan dari berbagai aspek, misalnya :

• Konfigurasi bangunan

• Orientasi bentuk bangunan

• Penyekatan dan desain muka bangunan

• Pengaturan matahari

• Ventilasi alami (angin, vegetasi, dsb)

• Warna bangunan

• Landscape

• Massa bangunan

Untuk itu perancang khususnya arsitek harus dapat mendesain sebuah bangunan yang

hemat energi dan ramah lingkungan demi terciptanya ekologi yang seimbang. Dengan

menerapkan passive-mode ini artinya kita sudah menempuh salah satu tahap dalam

merancang sebuah bangunan yang Ecodesign. Passive-mode ini tidak selamanya bisa 100%

diterapkan sesuai yang dipikirkan, untuk itu dirasa perlu untuk mempelajari metode lain

seperti full mode, mixed mode, productive mode, composite mode, untuk menyempurnakan

passive-mode agar terciptanya sebuah desain seramah mungkin terhadap lingkungan dan

sehemat energi mungkin sehingga pembangunan terus berkembang namun ekosistem dan

alam tetap lestari.

Sumber referensi : ECODESIGN oleh Ken Yeang