METODE PENELITIAN
2. Teknik Pengumpulan Data
3.4 Metode Simulasi
Terkait dengan penelitian korelasional yang mencoba menjelaskan hubungan antara variabel-variabel terukur, yang berlainan dalam kondisi yang terjadi secara natural. Metode penelitian simulasi ini akan dilakukan dengan strategi sebagai berikut :
a. Untuk menciptakan “tiruan” suatu objek secara keseluruhan dengan semua variabel relevan sesuai setting di dunia nyata. Tiruan tersebut mampu menunjukkan bagaimana fenomena pada sistem yang ada „dapat‟ dan „seharusnya‟ terjadi, meski tidak dapat menunjukkan bagaimana kondisi persis secara akurat.
b. Untuk efisiensi waktu dari survei lapangan di setiap tipe lansekap sehingga mempercepat dan mempermudah dalam perolehan hasil data dan proses analisa selanjutnya. Khususnya penelitian ini dilakukan di dua waktu : musim terpanas (survei lapangan) dan terdingin (simulasi).
c. Untuk memilih dan menetapkan variabel yang akan dikaji, dibandingkan pengukuran lapangan ada kemungkinan variabelnya banyak yang tidak terkontrol.
d. Untuk analisa secara mendetail dan menyeluruh terhadap sistem termal perkotaan, agar dapat diketahui komponen penutup lahan yang mana yang paling berpengaruh dan seberapa luas sebaran pengaruhnya terhadap kenyamanan termal ruang luar.
Simulasi akan digunakan untuk mengkaji sistem termal perkotaan melalui pengujian berbagai konfigurasi dan komposisi lansekap ruang kota serta pembayangan yang dihasilkan oleh setting tersebut. Program Revit dan ENVI-met
102
merupakan dua program simulasi yang akan digunakan dalam penelitian ini. Program Revit akan menciptakan pemodelan beberapa tipe komposisi dan konfigurasi lansekap serta memproyeksikan posisi matahari terhadap objek dan mensimulasikan perilaku pada waktu tersebut.
Berdasarkan tujuan strategi simulasi di atas, maka pembuatan model simulasi untuk kedelapan tipe lansekap tersebut akan dilakukan penyederhanaan model. Penyederhanaan model (Tabel 3.4) ini mengikuti software Envi-met, yang nantinya akan berpengaruh pada verifikasi antara hasil pengukuran lapangan dengan hasil simulasi. Jika terdapat perbedaan, hal ini didukung oleh penelitian-penelitian sebelumnya yang menyatakan bahwa terdapat perbedaan antara hasil pengukuran lapangan dan simulasi sekitar 2-4 ˚C (Bruse, 2009 ; Taleghani dkk, 2015).
Tabel 3.4 Penyederhanaan Model Simulasi ENVI-met untuk Kedelapan Tipe Lansekap
1. Komposisi lansekap (Komponen Penutup Lahan) Bangunan, aspal, paving, pohon, rumput dan tanah
Eksisting Model Simulasi
Komposisi Tidak ada perbedaan antara eksisting dan model simulasi: lebih kurang sama persentase setiap komponen penutup lahan
Bangunan Bangunan ekisting Bangunan hanya bisa berupa blok dan beratap datar
Pohon Pohon Eksisting Pohon yang digunakan mengambil kriteria yang menyerupai pohon pada eksisting :
Pohon dengan ketinggian 10, 15 dan 20 m. Ada yang kerapatan daun (LAD) yang lebat dan tidak.
Rumput Rumput eksisting Rumput yang digunakan mengambil kriteria yang menyerupai rumput pada eksisting :
Rumput padat dengan panjang 18cm. Aspal,
paving dan tanah
Tidak ada perbedaan antara eksisting dan model simulasi
2. Konfigurasi lansekap
orientasi jalan, nilai H/W, pola massa bangunan dan pola penataan vegetasi
Eksisting Model Simulasi
Tidak ada perbedaan antara eksisting dan model simulasi 3. Panas Antropogenik
Arus lalu lintas
Eksisting Model Simulasi
Frekuensi arus lalu lintas
Di lapangan terdapat frekuensi arus lalu lintas
103
Dalam ENVI-met V3.1 efek dari fluks gelombang panjang diperhitungkan hanya untuk tanah dan permukaan daun, sementara untuk bangunan tidak begitu diperhatikan (tidak menjadi perhatian utama) (
www.envi-met.com). Selain itu, untuk kondisi awan dianggap cloud-free sky condition. Hal
ini akan berpengaruh pada proses pelepasan panas baik siang maupun malam hari. Gambar 3.5 menunjukkan skema tahapan simulasi.
Gambar 3.5 Skema Tahapan Simulasi Pengukuran Lapangan
– Kondisi Eksiting ENVI-met V3.1 Simulasi
Delapan tipe Lansekap OSH, OSM, OSL, OST, CM, CL, DL, EL Input data : Iklim Makro (bulan terpanas dan terdingin), Zona wilayah dan waktu Verifikasi Hasil Kondisi Iklim Korelasi / Hubungan
Komposisi dan konfigurasi lansekap ruang kota serta pembayangan dengan kondisi termal perkotaan.
Parameter desain :
Persentase komponen penutup lahan (elemen lansekap)
Orientasi kawasan Pola perletakan bangunan Rasio H/W
Pola perletakan vegetasi
Pembayangan (bangunan dan pohon)
Hasil Akhir penelitian :
MODEL SISTEM LINGKUNGAN TERMAL PERKOTAAN Model optimum komposisi lansekap Analisa korelasi dengan statistik MANOVA
Eksperimen : Simulasi ENVI-met V3.1
(Optimasi)
Parameter desain yang paling berpengaruh dari Komposisi dan
konfigurasi lansekap serta pembayangan Hasil Korelasi Parameter desain yang paling berpengaruh terhadap kondisi termal perkotaan
104
Penggunaan program simulasi ENVI-met ini sudah banyak digunakan para peneliti sebelumnya untuk menganalisa kondisi iklim mikro dan kenyamanan termal ruang luar di suatu perkotaan (Bruse, 2006; Ali-Toudert, 2005; Johansson, 2006, 2012; Spangenberg 2008, Kakon, 2012; Juhana, 2013; Paramita dkkl, 2014). Simulasi ENVI-met merupakan model komputer tiga dimensi yang dirancang untuk menganalisa interaksi skala kecil antara desain perkotaan dan iklim mikro, yang pertama kali diperkenalkan oleh Michael Bruse pada tahun 1989. Simulasi ini didukung dengan memasukkan data input berupa geografis, meteorologi dan karakteristik fisik perkotaan (permukaan tanah, tanaman, bangunan) sehingga sangat mendukung dalam penganalisaan terhadap kondisi termal lingkungan perkotaan. Setiap tanaman dan struktur perkotaan dapat secara eksplisit disimulasikan, sehingga simulasi ini dapat menjadi alat yang sempurna bagi para perencana kota, arsitek, klimatologi perkotaan yang ingin mensimulasikan komponen klimatologi dari lingkungan perkotaan.
Output dari penggunaan simulasi ini berupa komponen klimatologi, misalnya dapat menghitung kenyamanan termal, dengan beberapa variabel: temperatur udara, kelembaban udara, kecepatan angin, temperatur radiasi rata-rata dan PET. Hasilnya dapat berupa nilai rata-rata dan nilai modus. Kedua nilai ini akan digunakan untuk menganalisa pengaruh lansekap dan bayangan terhadap sistem lingkungan termal perkotaan.
Berdasarkan hasil penelitian terdahulu, disebutkan bahwa selain kelebihan simulasi ENVI-met yang dapat menghasilkan klimatologi perkotaan, juga terdapat beberapa kelemahan. Bruse (2002) yang merupakan programmer dari ENVI-met menyatakan bahwa karena perbedaan fluks gelombang panjang vertikal tidak diperhitungkan, ini bisa mengakibatkan perbedaan temperatur sebesar 2-4°C. Hal demikian juga, Johansson (2006), Emmanuel dkk (2007), M. Taleghani dkk (2015) dalam hasil penelitiannya terdapat perbedaan temperatur udara dari hasil pengukuran lapangan dengan hasil simulasi ENVI-met. Dengan kecenderungan hasil pengukuran lapangan lebih tinggi dibandingkan hasil simulasi. Tabel 3.5 menunjukkan kelebihan dan kekurangan dari program simulasi ENVI-met V.3.1.
105
Tabel 3.5 Kelebihan dan Kekurangan Program Simulasi ENVI-met V.3.1
Keunggulan Kelemahan / Keterbasan
• Dapat mensimulasikan secara aerodinamis, termodinamika dan keseimbangan radiasi dalam struktur perkotaan yang kompleks dengan resolusi (grid-ukuran) antara 0,5 meter dan 10 meter sesuai dengan posisi matahari, geometri perkotaan, vegetasi, tanah dan berbagai bahan konstruksi
• Output dari simulasi cukup detail berupa komponen iklim mikro dan penilaian kenyamanan ruang luar
Adanya penyederhanaan dalam pembuatan model
• Untuk model bangunan, memiliki nilai albedo dan U-value dianggap sama untuk keseluruhan bangunan (dinding dan atap), tidak memperhitungkan massa termal bangunan dalam penyimpanan dan pembuangan panas bangunan. Kondisi ini tidak menguntungkan untuk bangunan berkepadatan tinggi
• Tidak mampu mensimulasikan penyimpanan panas bangunan, karena setiap bangunan diberikan temperatur awal yang sama, yaitu dijaga konstan selama simulasi
• Kondisi langit dianggap sama sepanjang hari (terang langit, tanpa berawan)
Sumber: Bruse, 2006 ; Johansson, 2006 ; Spangenberg, 2008 ; Middel, Ariane dkk, 2014