3.2.1. Studi sistem struktur dan pelingkup
Kita pertama-tama harus sepakat bahwa studi mengenai sistem struktur dan pelingkup (enclosure) yang umum diajarkan di Indonesia
141 menggunakan pendekatan erorika13 meminjam istilah yang digunakan Prof. Dr. Josef Prijotomo bahkan diskursus pencarian identitas arsitektur di Nusantara juga dilihat dengan kacamata erorika14. Oleh karena itu mari kita mencoba membandingkan dua jenis pendekatan yang berbeda dari sistem struktur dan pelingkup dari sudut pandang erorika dan sudut pandang arsitektur nusantara.
Arsitektur erorika atau arsitektur nusantara?
Arsitektur erorika adalah arsitektur yang dibuat dengan kondisi empat musim dimana mati dan hidup penghuni ditentukan oleh seberapa besar panas dapat disimpan dan dilepaskan karena perbedaan temperatur bersifat ekstrem15. Karena itu urusan pengaturan panas membuat arsitektur
13 Erorika atau European rethoric yang dimaksud merujuk pada arsitektur barat merujuk pada Eropa.
14 Sudah semenjak pertamakali diselenggarakan di awal 1950-an, sekolah arsitektur di Indonesia mengisi pengajaran dan pengetahuan arsitekturnya dengan arsitektur Erorika sebagai tulang punggung sekaligus jiwa dari pengetahuan arsitekturnya. Para pengajar yang adalah bangsa asing dan berlatarbelakang pendidikan arsitektur Erorika telah mengisi pendidikan arsitektur di Indonesia ini dengan segenap ihwal kearsitekturan yang Erorika. (Prijotomo, 2011)
15 Bandingkan dengan cuaca di Illinois yang memiliki iklim benua, dengan curah salju tahunan berkisar antara 360mm hingga 970mm, suhu tertinggi yang pernah
142 erorika adalah arsitektur perlindungan yang sangat terkait dengan sifat material bahan bangunan yang digunakan. Untuk dapat mempertahankan panas dengan efektif diperlukan sistem konstuksi bangunan yang kaku, padat dan logis didapatkan dari penggunaan dinding masif pemikul beban.
Kejelasan logika sistem struktur erorika diajarkan di Indonesia dengan pemisahan trikotomi sistem struktur bangunan:
1. Substruktur dan pondasi
Pondasi adalah keharusan bagi bangunan erorika dan ditentukan berdasarkan jenis dan daya dukung tanah di bawa dan beban total bangunan. Secara sederhana pondasi dibagi menjadi pondasi untuk dalam dan pondasi dangkal. Berdasarkan wujudnya pondasi dapat dibedakan menjadi pondasi titik (setempat) misalnya pondasi plat setempat atau pondasi cakar ayam, pondasi tiang pancang dan pondasi sumuran; pondasi garis misalnya pondasi lajur batu belah dan pondasi lajur beton bertulang; pondasi bidang misalnya pondasi rakit beton bertulang dan pondasi sarang laba-laba. Inti dari sistem pondasi adalah distribusi gaya aksial yang dapat ditopang tanah keras dan kekakuan yang sering ditunjukkan dengan keberadaan sloof atau pile cap. Pondasi memastikan bangunan tidak bergeser dari lokasi aslinya sehingga mencegah kerusakan bangunan.
143
Gambar 59. Jenis pondasi bangunan Sumber: https://www.onlinecivilforum.com
Untuk mengetahui kekuatan tanah dan jenis pondasi yang dipilih perlu dilakukan penyelidikan tanah dengan zondir. Zondir atau DCP (Dutch Cone Penetratrion Test) adakah pengujian insitu dan hasil dapat diperoleh saat itu juga. Tes dilakukan dengan memasukkan serangkaian pipa dengan rod baja yang ujungnya terdapat conus yang dibaca sebagai tahanan ujung conus / conus resistance dan gerakan selimut pipa dibaca sebagai tahanan selimut (sleeve friction). Biasanya untuk satu sesi dilakukan penyelidikan pada minimum tiga titik pada garis lurus.
144 Gambar 60. Sondir atau DCP
Sumber: http://www.conepenetration.co.uk. Diakses 3 Maret 2018
2. Superstructure
Adalah struktur yang terletak di atas tanah dan di bawah atap. Dibedakan menjadi sistem struktur dinding pemikul beban (load bearing) baik dinding masif atau plat dinding sejajar. dan sistem rangka batang (post and lintel). Pada struktur dinding pemikul beban, seluruh permukaan dinding bekerja sebagai penyakur gaya aksial dari atas ke bawah dan gaya lateral dan dibedakan menjadi struktur dinding masif dan struktur dinding plat sejajar.
Gambar 61. Struktur dinding pemikul beban Sumber: (Frick, Heinz; Setiawan, 2007)
Pada struktur rangka batang, gaya aksial disalurkan melalui tiang atau kolom berupa garis-garis vertikal yang dikakukan dan dikunci dengan balok horizontal.
145 Gambar 62. Struktur rangka batang
Sumber: https://jayawan.com
3. Sistem lantai
Sisistem lantai adalah bidang horizontal yang mendukung beban hidup misalnya beban manusia, furnitur, kendaraan dan beban mati yaitu beban konstruksi dan penutup lantai. Terdapat dua komponen utama dari sistem lantai yaitu konstruksi plat lantai dan penutup lantai.
Tabel 25. Sistem lantai berdasarkan pendistribusian beban. Sumber: Building Construction Illustrated
No Nama Kegunaan Jarak Bentang Tebal slab / balok 1 One-way slab dengan balok sejajar Beban ringan hingga menengah, bentang pendek 1,8 m – 5,4 m L/30 2 One-way joist slab Beban ringan hingga menengah, bentang panjang perlu post-tensioning 4 m-10 m, rib tiap 6 m-9 m atau
tiap 4,5 m untuk bentang >9 m 7,5 cm – 11,5 cm lebar joist 12-23cm 3 Two-way slab dan balok Beban menengah hingga berat 4 m - 12 m 12-15cm
146 4 Two-way waffle slab Beban menengah hingga berat, bentang panjang perlu post-tensioning 7 m - 16 m + kantilever 1/3 bentang 7,5 cm – 11,5 cm 5 Two-way flat plate Beban ringan 3,6 m – 7 m 12,5 cm – 30 cm 6 Two-way flat slab Beban berat dan bentang menengah 6 m -12 m Lebar kolom kapital
1/3 bentang
15-30cm Tebal kolom kapital:
¼ tebal slab
Berdasarkan bahan konstruksi rangkanya, sistem lantai dapat dibuat dengan:
a) Rangka Beton , baik pre-cast atau in-cast yang didukung balok, tanpa didukung balok atau didukung dinding pemikul beban. Dibedakan menjadi: solid flat slab, hollow core slab, single tees, double tees, pre-cast slab, pre-pre-cast structural tees.
b) Rangka Baja, yang mendukung plat lantai beton pre-cast, metal decking atau papan. Rangka baja dapat bertumpu pada kolom beton atau dinding pemikul beban. Rangka baja dapat dipakai untuk one way beam system, two way beam system, triple way beam system, open web steel joist.
c) Rangka kayu, yang mendukung plat lantai kayu. Rangka dapat bertumpu pada kolom kayu, kolom beton atau dinding pemikul beban.
147 4. Konstruksi dan pelingkup atap
Adalah struktur yang terletak di bagian atas dan melindungi bangunan dari panas, hujan dan salju. Secara umum struktur atas dibedakan menjadi strukur atap rangka dan struktur atap bidang. Struktur atap rangka dapat dibuat dengan menggunakan baja berat, baja ringan, balok kayu, papan kayu dan bambu. Struktur atap bidang umumnya dibuat dengan beton bertulang membentuk bidang lipat, cangkang dan serupa lantai untuk fungsi
roof garden. Di negara-negara Afrika utara bidang atap juga dapa dibuat dengan tanah liat dan batu bata.
Tabel 26. Macam atap berdasarkan kemiringan Sumber: Building Construction Illustrated
No Nama Catatan Bahan Kemiringan
1 Flat roof Memerlukan lapisan antiair
Slab beton, papan kayu, kuda-kuda baja, balok baja / kayu dan papan.
Datar hingga 1:50
2 Slooping roof
Memerlukan lapisan bawah anti air dan flashing
Papan kayu, balok kayu / baja,
kuda-kuda kayu / baja
Rendah: hingga 3:12
Menengah – tinggi: 4:12 – 12:12
Tabel 27. Macam konstruksi atap.
Sumber: Building Construction Illustrated & Structures
N o
Nama Jenis Jarak
bentang maks. Gambar 1 Structural steel roof framing Heavy steel, lightweight steel. < 12m
148 2 Steel rigid frame Heavy steel 3 Steel / wood trusses: flat truss, pratt truss, belgian truss, warren truss, raised chord truss 4 Space frame triangular grid, square, hexagonal grid Tumpuan kolom 9-24m. Tumpuan dinding 9-34 m. Kantilever 1/3 bentang 5 Shell barrel. hyperbolic, hyperbolic-parabolic, dome bervariasi 6 Folded plate bervariasi 7 Steel cable structure single curvature, double curvature, cable-stayed structure bervariasi
149 8 Laminated wood roof Glue-lam. Finger joints bervariasi Sumber: http://westernwoodstructures.co m 9 Membran e structure Air-supported structure, air-inflated structure bervariasi
Struktur juga dapat terbentuk dari kesatuan struktur tengah dan struktur atas. Struktur bidang lipat dan struktur cangkang terbuat dari satu kesatuan beton bertulang yang berfungsi sekaligus sebagai kolom dan balok yang menahan gaya lateral dan aksial.
Gambar 63. Struktur cangkang karya Felix Candela Sumber: http://www.archdaily.com
150 Pelingkup dapat dibedakan menjadi pelingkup horizontal dan pelingkup vertikal. Pelingkup horizontal berupa lantai tempat penhuni dan barang berpijak. Lantai dibuat dari konstruksi bidang misalnya dengan beton bertulang cetak di tempat, konstruksi lantai pra cetak, konstruksi lantai kayu, bambu atau kaca. Lantai tersebut dapat ditutup dengan berbagai material misalnya lantai keramik, ubin pc, batu alam, granite tile, marmer, vynil floor,
laminated wood, karpet dan sebagainya. Lantai dapat juga dibuat beton telanjang dengan penyelesaian floor hardener atau epoxy resin. Pelingkup horizontal berupa penutup atap dengan berbagai material ditunjukkan dalam tabel di bawah:
Tabel 28. Jenis penutup atap
No Nama Catatan Gambar
1 Genting keramik Beban yang berat. Dapat difinishing dengan glazur. Sumber: www.gentenglayur.com 2 Genting beton Beban berat. Dapat difinishing glazur. Dibuat secara
ekstrusi. Sumber: www.monier.co.id 3 Atap metal / zincalume Ringan, tidak tahan api, pemasangan cepat. Sumber: https://www.bluescopesteel.com.au
151 4 UPVC Ringan, tidak
tahan api, tahan korosi.
Sumber: www.alderon.co.id 5 Kaca Berat, kaku,
umumnya transparan, tidak tahan api. Sebaiknya digunakan tipe tempered
laminate. Sumber: https://sc01.alicdn.com 6 Bitumen Ringan, lentur, tahan api, dalam lembaran atau panel. Sumber: https://id.onduline.com 7 Membran EFTE Ringan, kuat, transparant, elastik, peredam suara yang baik. Sumber: www.birdair.com 8 PTFE Fiberglass Memiliki lapisan teflon, durabilitas tinggi, fleksibel, kurang
transparan Sumber: www.birdair.com 9 Roof garden Vegetasi
rumput, semak dan perdu, memperluas daerah hijau dalam bangunan Sumber: www.nanyangchronicle.ntu.edu.s
152 Pelingkup horizontal berupa penutup plafon dengan berbagai material ditunjukkan dalam tabel di bawah:
Tabel 29. Jenis penutup plafon
No Nama Catatan Gambar
1 Gypsum Berat, dapat di cat, tidak tahan air, sambungan tidak terlihat
Sumber: www.usgboral.co.id 2 Fiber cement Beban berat,
sambungan terlihat, tahan air, tahan api.
Sumber: www.kalsi.co.id
3 PVC Ringan, tidak
merambat api api, tahan air, berupa papan panel
Sumber: www.sd.co.id
4 Metal Kaku, sudah
terfinishing, tahan korosi, tidak tahan api
Sumber:
153 5 Aluminum composite panel Kaku, sudah terfinishing, tahan korosi, tidak tahan api
Sumber: http://www.mpalumunium.com 6 Plafone membrang Fiberglass Memiliki lapisan teflon, durabilitas tinggi, fleksibel, kurang
transparan Sumber: www.birdair.com
Pelingkup vertikal berupa dinding dengan berbagai material ditunjukkan dalam tabel di bawah:
Tabel 30. Jenis dinding
No Nama Catatan Gambar
1 Batu bata Berat, disambung dengan semen, bisa diplester atau diekspos, tidak tahan air Sumber: www.lowes.com 2 Autoclaved Aerated Concrete Ringan, disambung dengan semen, bisa diplester atau diekspos, tidak tahan air. Sumber: www.hebelindonesia.com
154 3 Glassblock Transparan,
mudah pecah
Sumber: www.homedepot.com 4 Panel gypsum Kaku, tidak
tahan air, perlu difinishing
Sumber:
https://www.alibaba.com 5 Panel GRC Ringan, kaku,
dapat dibuat perforated, tahan air, perlu finishing
Sumber:
http://grckharismaperkasa.com/
6 Kaca Transparan,
penyalur panas, anti air
Sumber: http://innovativeag.com.au 7 Perforated metal Penyalur udara yang baik, dapat menangkis panas, ringan Sumber: http://www.perforatedmetal supplier.com
155 Arsitektur nusantara adalah arsitektur yang dibuat di daerah beriklim tropis panas lembab. Karena suhu udara di daerah ini stabil antara 22-28 derajat celcius maka penghuni bangunan tidak memerlukan penyimpanan panas yang baik. Tantangan cuaca muncul dari curah hujan yang tinggi dan menyebabkan kelembaban udara yang tinggi, oleh karena itu arsitektur nusantara adalah arsitektur pernaungan dari hujan dengan bentuk atap yang menjulang.
Sistem struktur bangunan di nusantara juga dipengaruhi gangguang gempa bumi yang berasal dari tektonik dan vulkanik oleh karena itu diperlukan fitur bergoyang (fleksibel) yang didapat dari struktur rangka batang. Fitur bergoyang memungkinkan unsur struktural bangunan untuk bergerek-gerak secara horizontal ke berbagai penjuru. Manakala kedua balik bergoyang , akan terjadi sebuah saat yang menjadikan kedua balok itu mengunci (Prijotomo, 2011). Konstruksi ini adala pilihan terbaik menghadapi gempa. Bahkan bangunan arsitektur nusantara tidak mengenal pondasi sehingga bangunan dapat bergeser sedikit saat terjadi gempa. Untuk mengusir kelembaban udara berlebihan, udara dari ruang luar perlu dialirkan ke dalam bangunan dan dibuang kembali keluar oleh karena itu pelingkung berongga atau dinding bernafas lebih cocok digunakan. Oleh karena itu dapat disimpulkan, bangunan di nusantara mementingkan kebutuhan pernaungan di iklim tropis, fitur bergoyang dan dinding bernafas dengan menggunakan berbagai material lokal.
156 Tabel 31. Perbedaan arsitektur erorika dan arsitektur nusantara
Sumber: (Prijotomo, 2011)
Arsitektur erorika / barat Arsitektur nusantara
Empat musim Dua musim
Perlindungan Pernaungan
Konstruksi kaku Konstruksi goyang
Dinding pemikul dan rangka batang Rangka batang
Berpondasi Tanpa pondasi
3.2.2. Studi sistem utilitas
Kelistrikan
Sumber listrik berasal dari transmisi yang dikelola oleh Perusahaan Listrik Negara. Di daerah Kabupaten Semarang, listrik diperoleh dari Pembangkit Listrik Tenaga Air di Jelok, Kabupaten Semarang. Listrik kemudian disalurkan melalui saluran udara tegangan ekstra tinggi (SUTET), saluran udara tegangan tinggi (SUTT) dan saluran kabel tegangan tinggi (SKTT).
Skema 21. Transmisi listrik dari pembangkit ke konsumen Sumber: http://ilmu-listrik.weebly.com
Sebelum masuk ke rumah atau bangunan, tegangan listrik diturunkan dengan terafo. Listrik kemudian disalurkan ke panel induk, sub panel kemudian menuju titik stop kontak, titik lampu dan sebagainya.
157 Dalam keadaan darurat atau jika diperlukan listrik yang harus menyala terus, listrik dapat dibangkitkan menggunakan generator listrik berbahan bakar diesel. Generator ini sebaiknya diletakkan di luar bangunan utama atau di dalam bangunan dengan sirkulasi udara buatan khusus. Generator yang umumnya menimbulkan suara berisik dapat diredam menggunakan kulit peredam khusus.
Gambar 64. Generator listrik jenis silent
Sumber: https://img.diytrade.com Pemipaan dan sanitasi
Air bersih didapatkan dari perusahaan daerah air minum setempat yang disalurkan melalui pipa air bersih tertanam di tanah. Air bersih masuk ke dalam tapak melalui pipa dengan katup meter kemudian disalurkan ke tangki bawah tanah. Air tersebut kemudian dapat disalurkan dengan metode up feed dan down feed dengan bantuan pompa.
158 Skema 22. Metode down feed (kiri) dan metode up feed (kanan)
Sumber: http://2.bp.blogspot.com
Air hujan yang ingin digunakan lagi diperoleh dengan menampung air yang jatuh pada atap, dak lantai dengan bantuan talang dan roof drain / floor drain. Air hujan kemudian disaring atau langsung disimpan dalam tangki penyimpanan khusus. Jika diperlukan air tersebut dapat digunakan lagi dengan cara memompanya dan menyalurkan ke toilet dan saluran pengairan taman.
Limbah padat dan limbah cair diolah dengan cara diendapkan dalam grease trap atau kolam septicktank.
Pencegahan kebakaran
Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 26 /PRT/M/2008 tentang Persyaratan Tekniks Sistem Proteksi Kebakaran Pada Bangunan Gedung dan Linkungan, setiap bangunan publik diwajibkan memiliki akses, pasokan air pemadam kebakaran, sarana penyelamatan, sistem proteksi aktif dan sistem proteksi pasif.
159 1. Akses pemadam kebakaran
a) Jarak antara bangunan setinggi 8 meter sampai 14 meter adalah 3 meter hingga 6 meter
b) Memiliki akses masuk , sirkulasi dan keluar untuk mobil pemadam kebakaran. Lingkungan dilengkapi perkerasan khusus berukuran lebar 6 meter dan panjang minimum 15 meter dan jika ada belokan memiliki radius putar dalam minimum 9,5 meter dan radius putar luar minimum 10,5 meter.
Gambar 65. Letak hidran halaman terhadap jalur akses pemadam kebakaran.
Sumber: Permen PU no 26/PRT/M/2008
c) Memiliki sambungan siamese di lingkungan atau dalam bangunan dan berjarak radius maksimal 50 meter dari tempat parkir pemadam kebakaran.
160 d) Untuk bangunan berlantai lebih dari 20 meter dari tanah harus
dilengkapi ruang saf khusus pemadam kebakaran. 2. Sistem kebakaran pasif
a) Menggunakan bahan dinding tahan api, dinding penghalang, jendela dan pintu yang tahan api.
b) Atrium diberi penghalang api dan ada proteksi bukaan pada dinding koridor
c) Koridor eksit tidak boleh terhalang furnitur, dekorasi, cermin dan sebagainya.
3. Sistem kebakaran aktif
a) Memiliki sistem pipa tegak
b) Memiliki detektor bahaya kebakaran
c) Memiliki sprinkler otomatis dengan sumbat kaca tiap 4,6 meter dan sinyal alarm
d) Memiliki pompa air khusus pemadam kebakaran yang dapat menjangkau ketinggian 26-66 meter yang didukung tenaga listrik cadangan(Juwana, 2008).
e) Memiliki alat pemadam api ringan (APAR)
f) Memiliki hidran bangunan tiap jarak 30 metern, hidran lingkungan dan selang kebakaran.
161 Gambar 66. Jenis tabung pemadam api ringan berdasarkan isi
Sumber: http://www.pandawalima.co.id
Penangkal petir
Penangkal petir adalah jaringan untuk memisahkan aliran listrik petir dan aliran listrik peralatan dalam bangunan untuk alasan keamanan. Komponen jaringan penangkal petir adalah tiang penangkap petir dari logam, pemotong arus, penghantar berupa kabel tembaga, konektor dan sistem pengebumian. Pada saat ini terdapat tiga jenis jaringan pemadam kebakaran yaitu konvensional, sistem Thomas dan sistem Prevectron.
Pengolahan sampah konsumsi
Sampah dalam tapak perlu dipisahkan agar didapatkan sampah organik yang dapat diolah menjadi pupuk organik. Sampah non organik dikumpukan oleh pengelola sampah kota untuk dibuang ke tempat pengolahan akhir (TPA)
162 Telepon dan internet
Jaringan telepon dan internet masa kini disalurkan melalui kabel optik atau melalui kabel tembaga melalui pengkabelan udara. Jaringan telepon dihubungkan ke private automatic branch exchanger (PABX) untuk disalurkan ke pesawat telepon masing-masing. Internet disalurkan melalui jaringan intranet dengan kabel LAN melalui router atau nirkabel dengan Wifi.
Keamanan
Pemanfaatan closed-circuit television (CCTV) yang dipasang di sudut-sudut bangunan atau lingkungan dapat digunakan untuk mengawasi aktivitas penghuni dan keadaan mesin.
3.2.3. Studi pemanfaatan tehnologi
4.2.3.1 Mixed mode cooling system
Mixed mode cooling system atau mode campuran penyejuk udara adalah pendekatan hibrid yang mengkombinasikan pengudaraan alami dan sistem mekanis rendah energi. Strategi hibrid ini mendorong pengudaraan alami saat temperatur udara luar bersifat kondusif dan untuk meminimalkan lepasnya energi dengan mengubahnya ke sistem pengudaraan buatan saat
163 temperatur udara luar mencapai tidak nyaman bagi penghuni bangunan. (Yeang, 2016). Pada sistem ini hanya mekanis rendah energi yang digunakan misalnya kipas angin raksasa, fan demister16, pelingkup fasad ganda, atrium. Mode ini umumnya dikombinasikan dengan pencahayaan alami.
Gambar 67. Mixed mode cooling system dengan fan ekstraktor
Sumber: Constructed Ecosystems Idea and Subsystems In The Work of Ken Yeang
16 Fan demister adalah kipas angin yang dilengkapi alat untuk menangkap titik air untuk mengurangi kelembaban udara berlebih.
164
4.2.3.2 Rain check wall / monsoon wall
Rain check wall atau dinding pemeriksa / penyaring hujan adalah pendekatan desain bioklimatik yang memampukan selubung bangunan menyaring aspek positif dan aspek negatif iklim termasuk pencahayaan alami dan heat gain. Pada iklim panas dan lembab yang ditandai dengan banyaknya curah hujan dan angin yang sejuk, rain check wall dapat mencegah air hujan yang ditiup angin namun tetap membiarkan udara sejuk masuk ke dalam bangunan. Rain check wall merupakan inovasi yang menggabungkan pengudaraan alami atau campuran pada ruang-ruang publik seperti atrium sehingga udara yang masuk dapat menyejukkan ruangan. Udara tersebut masuk melalui celah-celah kecil di jendela (Yeang, 2016).
Gambar 68. Konsep rain check wall
Sumber: Constructed Ecosystems Idea and Subsystems In The Work of Ken Yeang.
165