BAB VI. DESAIN FASADE BANGUNAN YANG EFFISIEN TERHADAP PEMAKAIAN BEBAN ENERGI, berisi tentang pengujian hasil rancangan berupa
DPRD KOTA MEDAN
5.1 Konsep Fasade Hemat Energi
5.1.1 Rancangan bentukan fasade bagunan gedung
Penerapan konsep arsitektur hemat energi pada desain bangunan dengan kaedah rancangan pasif untuk mengurangi pemakaian energi pada operasional bangunan diterapkan pada beberapa aspek rancangan, yaitu:
1. Orientasi bangunan
Sisi pendek bangunan dihadapkan pada arah utara-selatan untuk meminimalkan perolehan radiasi panas yang masuk kedalam bangunan, sehingga beban pengkondisian udara dapat berkurang dan pemakaian energi dapat ditekan. Pemanfaatan orientasi bangunan terhadap bentukan fasade pada masing-masing area memberikan dampak pada pengkondisian udara akibat radiasi panas matahari sehingga orientasi bangunan dapat dimaksimalkan secara baik terhadap kondisi dan lingkungan sekitar bangunan.
2. Gubahan massa bangunan
Selain respon terhadap tapak dan lingkungan sekitar serta pengoptimalan fungsi dan lahan, pemilihan gubahan massa bangunan berbentuk memanjang dengan bentuk yang pipih dan melingkar juga pada sisi timur-barat agar panas yang masuk kedalam bangunan dapat meminimalisir serta dapat secepatnya
terdistribusi keluar bangunan dengan adanya pergerakan udara pada koridor, semakin keatas pergerakan angin semakin besar.
Kombinasi bidang geometri seperti lingkaran dan persegi pada gubahan massa bangunan mempengaruhi terhadap bentukan fasade bangunan bentukan fasade dan penggunaan material bangunan DPRD Kota Medan.
3. Fasade bangunan
Terhadap kaitannya dengan rancangan yang tanggap iklim setempat dan hemat energi maka fasade bangunan yang menghadap utara-selatan desain berbeda dengan fasade yang menghadap timur-barat terutama dari rasio bukaannya yang lebih kecil/sedikit untuk meminimalkan radiasi panas yang diterima bangunan. Untuk mengurangi panas matahari maka pada bukaan fasade utara dan selatan menggunakan teritisan (shading) dan kaca ganda atau double glazing terhadap sinar matahari, dikarenakan matahari cenderung berada di bagian utara dan selatan sisi hadap bangunan.
Sedangkan pada fasade timur-barat yang terkena paparan sinar matahari sepanjang hari menggunakan kombinasi sirip vertikal dan horizontal, karena matahari cenderung bergerak menyinari sisi bangunan tersebut sepanjang hari.
Sedangkan pada bentukan fasade yang sesuai dengan karakteristik bangunan hemat energi yang ingin dicapai pada penerapan warna dingin pada fasade bangunan yaitu seperti warna putih sebagai wana netral dan warna biru sebagai warna sejuk untuk aksen di bagian fasade bangunan yang
mencerminkan bangunan sejuk terhadap lingkungan sekitar dan warna yang dapat memantulkan radiasi panas matahari.
5.1.2 Material fasade gedung DPRD Kota Medan
Dalam pemilihan warna pada bangunan disesuaikan dengan bangunan hemat energi, dinding bangunan gedung DPRD Kota medan menggunakan teknologi yang mampu menjawab akan kebutuhan penghematan energi yang dapat meruduksi panas sehingga dapat menghemat energi, sebelum dikembangkan dengan memaksimalkan penggunakan material alam.
Semakin banyak kita menggunakan material alam di dalam membangun suatu bangunan maka semakin membawa efek yang positif pada suhu udara yang masuk ke dalam ruang. Hal tersebut dikarenakan bahan alam yang digunakan sebagai bahan bangunan seolah memberi ikatan antara bangunan dan alam sekitarnya. Keterikatan tersebut diakibatkan karena material alam tidak mengalami banyak proses dalam pembuatannya, dibandingkan material pabrikasi. Material yang tebal dapat membantu meredam pengaruh panas matahari yang masuk ke dalam ruang yang akan mempengaruhi suhu udara pada ruang dalam.
Pemilihan material kulit luar bangunan tidak hanya faktor sinar matahari, faktor air hujan dan angin juga perlu menjadi pertimbangan karena faktor air juga dapat menimbulkan efek jamur, lumut pada kulit bangunan, bahkan akan terjadi pelapukan pada kulit bangunan.
5.2 Konsep Fasade Gedung DPRD Kota Medan 5.2.1 Konsep elemen fasade
Sebagai bagian tampak sebuah bangunan rasanya tidak ada komposisi yang demikian menarik dalam menciptakan tampak bangunan menjadi penanda, pembeda antara satu bangunan dengan bangunan lainnya, sebagai identitas dan karakteristik dari penggunanya atau pun bagi sebuah kawasan, bentukan fasade sebagai komposisi yang mempertimbangkan kepada efisiensi dan pemanfaatan energi tentunya menjadi suatu hal yang menjadi menarik untuk dibahas, terlebih berdasarkan analisa yang telah dilakukan terhadap bangunan gedung DPRD Kota Medan, perlu dilakukan beberapa perbaikan dalam suatu komposisi fasade pada bukaan (jendela dan pintu), dinding, atap dan teritisan (shading).
1. Bukaan (jendela dan pintu)
Jendela dan pintu merupakan bagian dari bentuk ventilasi alami di iklim tropis lembab pada gedung DPRD Kota Medan, dimana ventilasi alami ini sangat bergantung pada kualitas udara lingkungan sekitar gedung sehingga udara lingkungan yang sejuk dan sehat menjadi modal utama keberhasilan ventilasi alami tersebut. Perletakan jendela memperhatikan garis sederhana edar matahari, sisi utara dan selatan adalah tempat potensial untuk perletakan jendela (bukaan), guna mendapatkan cahaya alami.
Sedangkan posisi timur dan barat pada jam-jam diperlukan perlindungan terhadap radiasi matahari langsung. Untuk keperluan tersebut dapat membuat
simulasi efek cahaya matahari terhadap selubung bangunan. Dengan batasan bahwa desain ulang hanya dilakukan pada bukaan jendela dan pintu sesuai pada bangunan eksisting (Gambar 5.1).
Gambar 5.1 Rencana Rancangan Potongan Jendela – Double Glazing Sumber: Penulis
Penggunaan material transparan, seperti kaca bening yang diterapkan terlalu berlebihan pada tiap sisi dinding bangunan, membuat radiasi panas matahari masuk ke dalam ruangan. Hal ini menyebabkan udara di dalam ruangan bertambah panas seiring dengan bertambahnya waktu. Inilah yang disebut dengan efek rumah kaca. Gorden tidak termasuk material penghalang panas radiasi matahari tapi hanya dapat menghalangi cahaya saja, sedangkan panas matahari tetap masuk ke dalam ruangan.
2. Dinding
Penambahan dinding luar sebagai selubung ganda eksterior dengan pemakaian partisi tambahan pada dinding bagian luar dan penambahan spasi ruang anatara dinding eksisting dengan dinding selubung ganda dengan tujuan menciptakan ruang pemisah dinding luar yang merupakan usaha membuat dinding pada bagian luar dengan selubung dinding ganda yang tidak bersentuhan langsung. Yang merupakan usaha untuk menciptakan ruangan yang nyaman (Gambar 5.2).
Gambar 5.2 Rencana Potongan Selubung Bangunan pada Dinding Sumber: Penulis
Dengan memperhitungkan besaran luasan dinding pada eksisting, pada rancangan dilakukan penambahan volume luasan dinding fasade bangunan melalui rancangan selubung ganda pada setiap orientasi fasade bangunan
dengan memperhatikan kebutuhan yang ini dirancang dengan rincian pada Tabel 5.1
Tabel 5.1 Rancangan Dinding Fasade Gedung DPRD Kota Medan Fasade Rencana Luasan (m2)
Utara Selatan Timur Barat
Dinding 1.201,93 1.229,93 451,26 602,50
Partisi dinding luar lapis ACP 1.379,89 1.358,17 386,34 518,15
Bukaan 454,09 815,98 136,62 52,24
Atap 1.590,46
Sumber: Penulis
3. Atap
Taman atap, taman di atas atap (roof garden) merupakan salah satu alternatif penghijauan untuk meningkatkan kualitas kesehatan lingkungan di kota besar, hal ini dapat mengurangi panas yang merambat di dinding bangunan, dan mengurangi penggunaan pendingin ruangan melalui atap bangunan (Gambar 5.3).
Gambar 5.3 Konsep Green Roof pada Gedung DPRD Kota Medan Sumber: Penulis
Selain penerapan taman hijau pada atap, juga direncakanan menggunakan panel surya, energi matahari yang melimpah dimanfaatkan untuk menciptakan kemandirian energi di rumah. Salah satunya, dengan aspek desain yang dapat menempatkan solar panel di sisi rumah yang menghadap barat, yang mendapatkan terpaan sinar matahari paling tinggi dan lama.
Panel surya yang terintegrasi pada atap dikombinasikan jenis transparansi panel, warna dan bentuk berdasar sel. Kemirigan panel surya ditentukan dari posisi geografis letak bangunan gedung DPRD Kota Medan, dengan pemasangan Independent Photovoltaics rooftop array system yang mempunyai karekteristik, dengan sistem konvesional pada atap, sistem panel surya bebas pada kulit bangunan, efisiensi yang dapat digunakan pada bangunan yang sedang direnovasi dan pemanfaatan surya pasif yang dapat mengurangi beban panas dalam bangunan (Gambar 5.4).
Gambar 5.4 Independent Photovoltaics Rooftop Aray System pada Gedung DPRD Kota Medan
Sumber : Penulis
4. Teritisan (shading)
Dengan fungsi menghalangi atau memantulkan sinar matahari langsung dan panas yang dihasilkan, sistem penghalang matahari dapat mengoptimalkan sumber daya ini sebagai sistem pencahayaan alami yang terkontrol secara otomatis.
Gambar 5.5 Visualiasasi Konsep Shading pada Ruangan Sumber : Penulis
Pada Gambar 5.3 dapat dilihat konsep penyinaran matahari dalam ruangan dengan memanfaatkannya secara optimal dalam menjaga dampak minimun kesilauan dan pemanasan oleh sinar matahari secara minimum untuk meningkatkan produktifitas pada lingkungan pekerjaan.
Sedangkan fasade bangunan dibuat terintegrasi kombinasi antara teknologi elektrikal dari solar panel dengan konstruksi bangunan. Panel fotovoltaik diletakkan di kulit luar bangunan dengan konstruksi yang menopang kepada
struktur utama bangunan. Pada sistem fotovoltaik yang akan dibuat dengan sistem listrik umum, dimana tenaga yang dihasilkan ini berupa arus searah kemdian menjadi arus bolak balik (DC) melalui inverter yang ada pada umumnya dihubungkan juga dengan listrik dari PLN (Gambar 5.6).
Gambar 5.6 Rencana Instalasi Pemasangan Hybrid Photovotaics System Sumber: Penulis
Pada solar panel yang terintegrasi pada fasade dengan pemasangan hybrid photovoltaics system, dimana memiliki karakteristik pemasangan solar panel bebas di kulit luar bangunan sebagai bentuk bangunan renovasi difungsikan sebagai elemen sun shading dan pada pengaplikasian sistem ini tidak rumit dan murah.
Sistem yang digunakan adalah grid connected system untuk menggantikan keseluruhan energi listrik yang dibutuhkan kecuali bangunan dengan konsumsi energi rendah.
Pemasangan solar panel di fasade dipasang dengan jarak 80 cm dari kulit bangunan yang terhubung langsung dengan struktur utama bangunan dengan fungsi sebagai ruang pergerakan solar panel dari sudut kemiringan shading
pada fasade, dimana spesifikasi penggunaan solar panel yang digunakan adalah sebesar 120wp (dimensi 1499mm x 662mm x 46mm). Sedangkan hasil terbaik untuk pengumpulan panas matahari, bayangan dan cahaya matahari alami adalah dengan pemasangan 3 fixed modul solar panel dengan 1 moveable modul photovoltaic masing-masing fasade bangunan (Gambar 5.7).
Gambar 5.7 Rencana Rancangan Solar Panel pada Fasade Gedung DPRD Kota Medan
Sumber : Penulis
Untuk sudut kemiringan fotovoltaic dengan pemasagan fixed dengan sudut optimal adalah sebesar 37º terhadap horizontal. Pemasangan sistem bergerak diletakkan sejajar dengan pandangan manusia ketika duduk atau bekerja di dalam bangunan untuk mendapatkan view ke arah luar pada setiap orientasi bangunan terhadap matahari. Dengan sistem bergerak ini dapatditentukan besar sudut kemiringan dari solar panel.
Bentukan shading dibuat berdasarkan sudut optimal maka besaran sinar matahari yang masuk sebelumnya sebesar 730 lux menjadi 520 lux atau
berkurang sebesar 28,5% dari besaran intensitas sinar matahari yang masuk kedalam bangunan sebelumnya. Berdasarkan hal tersebut maka penggunaan energi terpakai gedung DPRD Kota Medan pada pengkondisian udara dan pencahayaan dalam bangunan dapat dikurangi. Ilustrasi dapat terlihat pada Gambar 5.8.
Gambar 5.8 Konsep Rancangan Detail Shading pada Fasade Sumber : Penulis
Untuk simulasi perubahan dalam ruangan dapat dilihat pada Tabel Lampiran 12.
Solar Panel
ACP
Bukaan
Dinding
5.2.2 Konsep komposisi fasade
Berdasarkan komposisi pada fasade bangunan, direncakanan fasade yang akan dirancang berdasarkan masing-masing fasade pada bangunan dengan penilaian bentuk, material dan warna pada fasade sebagai penilaian terhadap rancangan fasade yang akan dibuat terdapat. Seperti terlihat pada Tabel 5.2, 5.3, 5.4 dan 5.5.
Tabel 5.2 Konsep Rencana Desain Fasade Utara
Tabel 5.2 (Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
Bentuk Lurus dan Melengkung
Bentuk fasade bangunan yang terdiri dari bagian lurus simetris sebagai penambahan shading pada fasade dan bentuk lengkungan pada shading dan teritisan kanopi fasade gedung.
Pemasangan panel miring
Penambahan konstruksi untuk bidang miring yang bertumpu kepada struktur eksisting utama GAMBAR 01
TAMPAK UTARA GEDUNG DPRD KOTA MEDAN
Tabel 5.2 (Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
secara fixed sun shading
bangunan sebagai tindakan penghalang sinar matahari masuk langsung ke dalam bangunan.
Material Kaca ganda Penggunaan kaca ganda pada kusen dan jendela merupakan tindakan yang dilakukan untuk mengurangi sinar matahari langsung dan intensitas panas matahari yang masuk langsung ke dalam bangunan yang menjadikan suhu ruangan yang lebih baik.
Alumnium Composite Panel (ACP)
Alumnium Composite Panel (ACP) sebagai bagian dinding terluar pada bangunan, sebagai tujuan mengurangi sinar matahari langsung kedalam bangunan.
Tampak luar bangunan terlihat lebih high-tech dan futuristik seperti dinding kaca miring berwarna biru dan hal inilah yang dapat menarik perhatian pengguna untuk masuk kedalam bangunan ini. Juga sebagai sumber energi alternatif memenuhi kebutuhan energi pada bangunan gedung DPRD Kota Medan.
Warna Dingin
Putih dan Biru
Penggunaan warna dingin pada fasade khususnya penggunaan ACP berwarna putih dan biru sebagai warna pada bangunan bertujuan sebagai simbol kelembutan, sejuk, nyaman dalam menciptakan kesan mengurangi panas sinar matahari yang masuk ke dalam bangunan.
Sumber: Penulis
Tabel 5.3 Konsep Rencana Desain Fasade Selatan
Tabel 5.3 (Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
Bentuk Lurus dan Melengkung
Bentuk fasade bangunan yang terdiri dari bagian lurus simetris sebagai penambahan shading pada fasade dan bentuk lengkungan pada shading atau teritisan kanopi fasade gedung sebagai core bangunan
Penambahan konstruksi untuk bidang miring yang bertumpu kepada struktur eksisting utama bangunan sebagai tindakan penghalang sinar matahari masuk langsung ke dalam bangunan.
Material Kaca Ganda Penggunaan kaca ganda pada kusen dan jendela merupakan tindakan yang dilakukan untuk mengurangi sinar matahari langsung dan GAMBAR 02
TAMPAK SELATAN GEDUNG DPRD KOTA MEDAN
Tabel 5.3 (Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
intensitas panas matahari yang masuk langsung kedalam bangunan yang menjadikan suhu ruangan yang lebih baik.
Alumnium Composite Panel (ACP)
Alumnium Composite Panel (ACP) sebagai bagian dinding terluar pada bangunan, sebagai tujuan mengurangi sinar matahari langsung kedalam bangunan.
Tampak luar bangunan terlihat lebih high-tech dan futuristik seperti dinding kaca miring berwarna biru dan hal inilah yang dapat menarik perhatian pengguna untuk masuk kedalam bangunan ini. Juga sebagai sumber energi alternatif memenuhi kebutuhan energi pada bangunan gedung DPRD Kota Medan.
Warna Dingin
Putih dan Biru
Penggunaan warna dingin pada fasade bangunan gedung dengan penggunaan Aluminium Composite Panel (ACP) berwarna putih dan biru pada bangunan dengan tujuan sebagai simbol kelembutan, sejuk, nyaman pada bangunan dalam menciptakan kesan bagi penguna dan diharapkan dapat mengurangi akibat radiasi dan panas sinar matahari yang masuk ke dalam bangunan melaui fasade bangunan sebagai bagian terluar pada bangunan.
Sumber: Penulis
Tabel 5.4 Konsep Rencana Desain Fasade Barat
Tabel 5.4 (Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
Bentuk Lurus dan Melengkung
Bentuk fasade bangunan yang terdiri dari bagian lurus simetris sebagai penambahan shading pada fasade dan bentuk lengkungan pada shading dan teritisan kanopi fasade gedung sebagai core bangunan
Penambahan konstruksi untuk bidang miring yang bertumpu kepada struktur eksisting utama bangunan sebagai tindakan penghalang sinar matahari masuk langsung ke dalam bangunan.
Material Kaca Ganda Penggunaan kaca ganda pada kusen dan jendela merupakan tindakan yang dilakukan untuk GAMBAR 03
TAMPAK BARAT GEDUNG DPRD KOTA MEDAN
Tabel 5.4 (Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
mengurangi sinar matahari langsung dan intensitas panas matahari yang masuk langsung kedalam bangunan yang menjadikan suhu ruangan yang lebih baik.
Alumnium Composite Panel (ACP)
Alumnium Composite Panel (ACP) sebagai bagian dinding terluar pada bangunan, sebagai tujuan mengurangi sinar matahari langsung kedalam bangunan.
Tampak luar bangunan terlihat lebih high-tech dan futuristik seperti dinding kaca miring berwarna biru dan hal inilah yang dapat menarik perhatian pengguna untuk masuk kedalam bangunan ini. Juga sebagai sumber energi alternatif memenuhi kebutuhan energi pada bangunan gedung DPRD Kota Medan.
Warna Dingin
Putih dan Biru
Penggunaan warna dingin pada fasade bangunan gedung dengan penggunaan Aluminium Composite Panel (ACP) berwarna putih dan biru pada bangunan dengan tujuan sebagai simbol kelembutan, sejuk, nyaman pada bangunan dalam menciptakan kesan bagi penguna dan diharapkan dapat mengurangi akibat radiasi dan panas sinar matahari yang masuk ke dalam bangunan melaui fasade bangunan sebagai bagian terluar pada bangunan.
Sumber: Penulis
Tabel 5.5 Konsep Rencana Desain Fasade Timur
Tabel 5.5(Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
Bentuk Lurus Bentuk fasade bangunan yang terdiri dari bagian lurus simetris sebagai penambahan shading pada fasade dan bentuk lengkungan pada shading dan teritisan kanopi fasade gedung sebagai core bangunan
Pemasangan panel miring secara fixed sebagai sun
shading
Penambahan konstruksi untuk bidang miring yang bertumpu kepada struktur eksisting utama bangunan sebagai tindakan penghalang sinar matahari masuk langsung kedalam bangunan.
Material Kaca Ganda Penggunaan kaca ganda pada kusen dan jendela merupakan tindakan yang dilakukan untuk GAMBAR 04
TAMPAK TIMUR GEDUNG DPRD KOTA MEDAN
Tabel 5.5(Lanjutan)
Unsur Elemen Penilaian Keterangan
mengurangi sinar matahari langsung dan intensitas panas matahari yang masuk langsung kedalam bangunan yang menjadikan suhu ruangan yang lebih baik.
Alumnium Composite Panel (ACP)
Alumnium Composite Panel (ACP) sebagai bagian dinding terluar pada bangunan, sebagai tujuan mengurangi sinar matahari langsung kedalam bangunan.
Tampak luar bangunan terlihat lebih high-tech dan futuristik seperti dinding kaca miring berwarna biru dan hal inilah yang dapat menarik perhatian pengguna untuk masuk kedalam bangunan ini. Juga sebagai sumber energi alternatif memenuhi kebutuhan energi pada bangunan gedung DPRD Kota Medan.
Warna Dingin
Putih dan Biru
Penggunaan warna dingin pada fasade bangunan gedung dengan penggunaan Aluminium Composite Panel (ACP) berwarna putih dan biru pada bangunan dengan tujuan sebagai simbol kelembutan, sejuk, nyaman pada bangunan dalam menciptakan kesan bagi penguna dan diharapkan dapat mengurangi akibat radiasi dan panas sinar matahari yang masuk ke dalam bangunan melaui fasade bangunan sebagai bagian terluar pada bangunan.
Sumber: Penulis
5.3 Konsep Pendekatan Energi pada Fasade Gedung PDRD Kota Medan