MODEL INTEGRASI PEMBELAJARAN FISIKA DENGAN KEARIFAN LOKAL
B. Arsitektur Rumah di Kampung Naga
Arsitektur perumahan di Kampung Naga tidak jauh berbeda bila dibandingkan dengan kampung adat yang lain di Jawa Barat. Perumahan di Kampung Naga berbentuk panggung yang secara vertikal terbagi ke dalam tiba lapisan utama, yakni bagian bagian bawah disebut kolong, bagian tengah adalah ruang utama tempat beraktivitas dan bagian atas yang disebut para, ruangan yang dibatasi lalangit dan atap yang terbuat dari ijuk. Jika digambarkan, profil bangunan rumah di Kampung Naga diperlihatkan pada gambar 7. Penjelasan
masing-42 masing bagian disertai pandangan kosmlogi sunda dan konsep fisika yang terdapat dalam bagian itu diberikan pada tabel 7. 2
Tabel 7.2. Bagian Rumah di Kampung Naga Bagian Rumah
(secara vertical) Fungsi Kosmologi
Sunda Konsep Fisika
(bagian tengah) Tempat beraktivitas
sehari-hari Dunia
dan panas Dunia atas Perpindahan kalor
Secara arsitektur, bangunan di Kampung Naga termasuk arsitektur vernacular. Secara sederhana, vernacular diartikan sebagai desain arsitektur yang menyesuaikan iklim lokal, menggunakan teknik dan material lokal, dipengaruhi aspek sosial, budaya, dan ekonomi masyarakat setempat.
Rumah bagi masyarakat Sunda, termasuk masyarakat Kampung Naga dibuat bukan untuk perlindungan dari musuh, tapi dari alam, seperti hujan, angin, sinar matahari, dan tempat berlindung dari hewan. Oleh karena itu bangunan di kawasan Kampung Naga didominasi oleh material alami, dengan atap dari ijuk
43 atau pelapah kelapa kering, dinding dari bilik bambu, kolom dari kayu, dan pondasi dari batu.
Gambaran lengkap arsitektur perumahan di Kampung Naga dapat dilihat di gambar 7.1 dan 7.2.
Gambar 7.1. Tipe Pemukiman di Kampung Naga (Sumber:dokumen Asriningpuri et.al)
Gambar 7.2: Bagian-bagian Rumah (Sumber: dokumen utami et.al)
44 C. Fenomena Fisika dalam Kearifan Lokal Bentuk Bangunan di Kampung
Naga
a. Atap Ijuk dan proses penyerapan dan perpindahan kalor
Penggunaan atap ijuk termasuk pada konsep green roof yang memberikan manfaat yang besar terhadap efisiensi energi bangunan. Konsep fisika yang dapat diangkat dari penggunaan ijuk sebagai bahan atap rumah adalah konsep suhu, kalor dan perpindahan kalor. Atap berfungsi mengahalangi radiasi sinar matahari langsung. Radiasi yang diterima oleh atap dari lingkungannya dirumuskan oleh formula:
ππππ = πππ΄ππππ£4 (1)
dimana P abs = laju aliran kalor, π = 5,6703 x 10 -8 W/m 2 .K 4, disebut konstatnta Stefan-Boltzmann, Ξ΅= emisivitas permukaan atap ( nilainya dari 0 sampai 1). Tenv= adalah suhu lingkungan (Kelvin).
Selain fenomena perpindahan kalor secara radiasi, terjadi pula perpindahan kalor secara konveksi. Secara teori. perpindahan kalor secara konveksi terjadi jika ada fluida yang melakukan kontak dengan permukaan zat padat pada temperature yang berbeda. Ada dua jenis konveksi yakni konveksi alami atau bebas dan konveksi paksa. Perpindahan kalor di antara dinding atau atap sebuah rumah di hari yang tenang merupakan salah satu contoh konveksi bebas.
45 Formula rata-rata perpindahan kalor secara konveksi dapat dinyatakan dalam bentuk Newtons law of cooling:
ππ = βΜ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ ππ΄(ππ β πΜ π,β)
(2)
b. Dinding bilik dan Konsep the Building Balance Point Temperature
Bagian tengah merupakan bagian utama rumah bagi aktivitas masyarakat Kampung Naga. Di ruang inilah tempat mereka beristirahat, tidur, menerima tamu dll. Dari ilmu arsitektur, bagian tengah adalah bagian yang harus diperhatikan kenyamanannya terutama masalah suhu dan sirkulasi udara. Konsep fisika yang terkait pada bagian ini adalah temperature titik keseimbangan bangunan. Suhu titik keseimbangan bangunan adalah indikator VITAL SIGN dari hubungan antara berbagai kekuatan termal yang dimainkan dalam suatu bangunan; panas yang dihasilkan oleh hunian bangunan, panas matahari yang memasuki gedung, dan transfer energi melintasi selungkup bangunan karena perbedaan suhu antara bangunan dan lingkungan.
Gambaran temperature ini digambarkan pada gambar 5.3.
Gambar 7.3 . Diagram dasar gedung dengan suhu titik keseimbangan (sumber:
https://en.wikipedia.org)
46 Suhu titik keseimbangan secara matematis didefinisikan sebagai:
ππππππππ= ππ‘βπππππ π‘ππ‘βππΌπ»πΊ+ ππππΏ
πππππ (3)
c. Arah Utara-Selatan
Arah utara selatan dalam bentuk rumah di Kampung Naga ternyata dapat dijelaskan secara ilmiah. Secara teori, orientasi bangunan harus dilakukan untuk zona iklim dimana bangunan berada. Tujuan orientasi bangunan tiada lain adalah untuk memberi rasa nyaman bagi penghuni di sepanjang tahun bahkan bahkan di bawah kondisi cuaca yang tidak diinginkan sekalipun.
Salah satu teori arsitektur tropis yang berhubungan dengan studi ini adalah teori Geroge Lippsmeier. Ia menyatakan bahwa iklim dan kelembaban sangat mempengaruhi arsitektur di Indonesia. Sementara itu, karakteristik iklim tropis yang lembab adalah: suhu rata-rata adalah 20 Β° C, kelembaban di atas 60%, dan intensitas curah hujan harus rendah di musim kemarau dan tinggi di musim penghujan. Selain kondisi iklim, kelembaban dan curah hujan, faktor terpenting yang menentukan orientasi bangunan adalah arah angin. Arah angin umumnya dianggap untuk menentukan orientasi blok bangunan untuk memaksimalkan kapasitas udara yang mengalir melalui ventilasi pada dinding bangunan. Bentuk fisik dasar dan orientasi bangunan dianggap relatif terhadap arah angin.
47 Di daerah tropis, sudut cerah sinar matahari yang lebih curam, energi panas yang lebih besar akan didapat. Untuk ini, diasumsikan bahwa posisi ideal sisi lebar massa bangunan harus diarahkan ke utara β selatan. Gambar 7.4 memperlihatkan skema arah angin dan sinar matahari.
Gambar 7.4. Orentasi Bangunan berdasarkan arah gerak matahari dan angin
Dinding bangunan yang berbahan lokal (kayu, dan anyaman bambu) serta arsitektur bangunan yang merupakan bangunan panggung. Bahan bangunan dan bentuk arsitektur bangunan demikian merupakan bentuk penyesuaian dengan kondisi iklim dan cuaca setempat, udara di dalam rumah tetap bersih dan kesejukan di dalam rumah tetap terjaga. Udara panas akan keluar melalui dinding dan atap. Udara tersebut akan segera digantikan dengan aliran udara sejuk yang masuk melalui dinding dan palupuh/ lantai kayu atau bambu
48 d. Setiap rumah memiliki kolong dan kalor jenis zat
Arsitektur bangunan yang berbentuk panggung ternyata sangat menguntungkan bagi penghuni rumah. Secara sederhana, penempatan posisi lantai yang dibuat lebih tinggi (kolong) dipengaruhi oleh kondisi udara di tempat tersebut. Sesuai dengan sifatnya yang padat, tanah akan cepat menerima panas dan cepat pula melepas panas. Pada posisi lantai yang menyentuh tanah, suhu lantai akan dipengaruhi oleh naik turunnya suhu tanah. Pada lantai yang tidak menyentuh tanah (bangunan panggung) suhu permukaan tanah sedikit pengaruhnya pada lantai bangunan, sehingga suhu lantai tetap hangat. Penjelasan fisika terkait dengan fenomena ini adalah konsep kalor jenis zat.
Kalor jenis zat secara sederhana didefinisikan sebagai kuantitas kalor (joule) yang dperlukan untuk menaikkan suhu 1 oC dari 1 kg zat. Formula matematisnya diberikan pada persamaan.
π = 1
π dQ
dT (4) Dalam konteks kampong naga, jika kalor jenis kayu: 1760 (J/kg.oC) sementara kalor jenis tanah (dry clay) 922 (J/kg oC) [25] , maka untuk menaikkan suhu tanah 1 oC diperlukan 922 J kalor semnetara untuk menaikkan suhu 1 oC pada kayu cukup memerlukan kalor 1760 J.
49 e. Perlunya Integrasi Kearifan Lokal dalam Pembelajaran Fisika di Sekolah
Mengintegrasikan kearifan lokal dalam konteks, konten dan semua perangkat pembelajaran sains terutama fisika memiliki tantangan tersendiri. Salah satu cara upaya yang dapat ditempuh adalah melalui transformasi praktek ilmiah otentik ke dalam konteks pembelajaran. Masyarakat Eropa telah melakukan proses itu melalui Cultural Historical Activity Theory (CHAT) bahkan banyak ilmuwan di Amerika Serikat, Kanada, Australia telah mengembangkan teori dan metode bukuya. Salah satu mamfaat praktis dalam mengintegrasikan pembelajaran sains dengan lingkungan akan menumbuhkan pemahaman dan kesadaran bagi siswa untuk berinteraksi dengan warga yang pada gilirannya akan membentuk komunitas yang dapat menjaga kelestraian lingkungan tersebut.
Dengan integrasi ini diharapkan pembelajaran sains ke depan akan lebih membumi, bermakna, kontekstual dan mudah dipahami.
50