189
PEMBAYANG PASIF BIOKLIMATIK PADA FASAD
TERMINAL BANDAR UDARA SUKABUMI
PASSIVE SHADING WITH BIOCLIMATIC APPROACH FOR
THE SUKABUMI AIRPORT TERMINAL FACADE
Indira Suryaputri
1, Ir. Endang Marlina, MT.
2 3Jurusan Arsitektur, Universitas Trisakti, Jakarta*e-mail: 1indirasptr91@gmail.com,
ABSTRAK
Pemaksimalan estetika dan fungsi pencahayaan yang didapat dari pembayang pasif di fasad sebuah bangunan dapat ditentukan dari berbagai faktor, mulai dari arah orientasi, titik lokasi penempatan, dan respon material sesuai tapak di mana bangunan tersebut berdiri. Pembayang pasif bioklimatik adalah salah satu pilihan sistem pengaturan kenyamanan pencahayaan alami yang dapat sekaligus membawa nilai estetika efektif bagi konstruksi bangunan. Pada perancangan Bandara Sukabumi, desain pembayang pasif didapatkan dari respon kondisi tapak yang mempunyai iklim tropis lembab sepanjang tahun, dengan kondisi tersebut menjadikannya sebuah tantangan tersendiri bagaimana mendapatkan kenyamanan pencahayaan dari pengaturan sinar matahari di siang hari. Metoda yang digunakan adalah deskriptif analisis dari studi literatur, kajian pustaka dan studi preseden sesuai kasus, berdasar kebutuhan tapak penggunaan pembayang pasif sistem aktif ditemukan memenuhi kriteria analisa.
Kata Kunci: Bioklimatik, Pembayang Pasif, Bandara, Fasad Bangunan.
ABSTRACT
The aesthetic maximization and lighting function obtained from passive shading in the facade of a building can be determined from various factors, starting from the direction of orientation, location of placement, and material response according to the site where the building stands. Passive shading makes it a choice of natural lighting comfort control system that can simultaneously bring effective aesthetic value to the construction of Sukabumi Airport buildings with a bioclimatic architecture approach. In the design of Sukabumi Airport, passive shadow design is obtained from the response of site conditions that have a humid tropical climate throughout the year, with these conditions making it a challenge how to get lighting comfort from sunlight settings during the day. The method used is descriptive analysis of literature studies, literature review and precedent studies according to cases.
Keywords : Bioclimatic, passive shading, airport, building facades
A. PENDAHULUAN A.1 LATAR BELAKANG
Eksposur sinar matahari dengan lintasan timur dan barat secara terus- menerus dapat membuat efek silau yang menganggu, apabila sinar matahari datang tersebut tidak diatur jumlahnya untuk masuk ke bangunan. Upaya pengaturan sinar matahari yang datang untuk tidak silau dan menciptakan kenyamanan pencahayaan dari dalam digunakanlah sistem pembayang pasif,
yang sekaligus membawa estetika pada fasad luar bandara. Sistem pembayangan pasif ini merupakan salah satu dari 9 indikator arsitektur bioklimatik menurut Ken Yeang yaitu turunan dari desain pada dinding, arsitektur bioklimatik sendiri merupakan suatu pendekatan yang mengarahkan arsitek untuk mendapatkan penyelesaian desain dengan memperhatikan hubungan antara bentuk arsitektur dengan lingkungannya dalam kaitanyan iklim daerah
190
tersebut. Pada konteks lingkungan tapak bandara yang berlokasi di Sukabumi, tepatnya di Kecamatan Cikembar yang berada ketinggian dari permukaan laut ± 365 MDPL, dengan iklim tropis lembab dengan suhu rata-rata ± 25-28 C° dan curah hujan ± 115 MM3/tahun, respon dari bangunan bandara Sukabumi yang menunjang fasilitas transit udara ke darat dan sebaliknya harus diciptakan desain yang bersinergi dengan prinsip-prinsip bioklimatik dengan mengutamakan kemudahan perawatan, rendah biaya dan kelistrikan serta awet fungsional pada setiap sudut desain, termasuk pada desain pembayang pasif yang terfokus pada sisi barat dan timur bangunan Bandara Sukabumi. Bandara Sukabumi diharapkan menjadi gapura kedatangan kebanggaan Sukabumi di Tatar Pasundan, Provinsi Jawa Barat, Indonesia.
A.2 RUMUSAN MASALAH
Penerapan pembayang pasif pada terminal bandara harus dipikirkan secara matang untuk meraih kenyamanan pencahayaan, keamanan serta keindahan bagi yang melihat dan yang merasakan.Pemilihan sistem pembayang yang diindahkan, didapatkan dari pertimbangan analisa tapak yang berlokasi di Kabupaten Cikembar Sukabumi, studi preseden dan kajian literatur mengenai pembayang pasif bioklimatik.
A.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kesimpulan bagaimana desain pembayang pasif bioklimatik dapat diterapkan pada terminal Bandar Udara Sukabumi secara fisik. Sehingga desain fasad dapat tercipta estetika dan fungsional dari teduhan pembayang tersebut.
B. STUDI PUSTAKA
B.1 ARSITEKTUR BIOKLIMATIK
Menurut Ken Yeang (1990) pada prinsip bioklimatik yang berpegang utama pada iklim, bangunan harus dirancang untuk mengoptimalkan kondisi sekitar dan
menghasilkan bentuk bangunan baru yang merespon dengan spesifik lokasi tapak tersebut. Arsitektur bioklimatik merupakan pendekatan strategi bangunan untuk mendapatkan performa tinggi namun tetap hemat energi. Beberapa indikator bioklimatik menurut Yeang yaitu,
a. Penentuan Orientasi
Orientasi bangunan sangat penting untuk menciptakan konservasi energi. Secara umum, susunan bangunan dengan bukaan menghadap utara dan selatan memberikan keuntungan dalam mengurangi insulasi panas. Orientasi bangunan yang terbaik adalah meletakkan luas permukaan bangunan terkecil menghadap timur – barat memberikan dinding eksternal pada luar ruangan.
b. Membuat ruang Transisional
Ruang transisional dapat diletakkan di tengah dan sekeliling sisi bangunan sebagai ruang udara. Ruang ini dapat menjadi ruang perantara antara ruang dalam dan ruang luar bangunan. Ruang ini bisa menjadi koridor luar yang mampu menghambat transfer panas.
c. Desain Pada Dinding
Pada daerah tropis dinding luar harus bisa digerakkan untuk pengendalian udara dan cross ventilation untuk kenyamanan thermal dalam bangunan.
d. Hubungan Terhadap Landscape
Lantai dasar bangunan tropis seharusnya lebih terbuka keluar dan menggunakan ventilasi yang alami karena hubungan lantai dasar dengan jalan juga penting. Tumbuhan dan lanskap juga dapat digunakan tidak hanya untuk kepentingan ekologis dan estetik semata, tetapi juga membuat bangunan menjadi lebih sejuk. Mengintegrasikan antara elemen biotik tanaman dengan bangunan, dapat memberikan efek dingin pada bangunan dan membantu proses penyerapan O2 dan pelepasan CO2.
e. Penggunaan Alat Pembayang Pasif
Pembayang sinar matahari adalah pembiasan sinar matahari pada dinding yang menghadap
191
matahari secara langsung (pada daerah tropis berada disisi timur dan barat).
B.2 SUKABUMI
Berdasarkan teori mengenai bioklimatik yang memiliki hubungan desain yang erat dengan respon terhadap iklim setempat dimana bangunan itu akan dirancang, maka perlu diketahui bahwa lokasi tapak yang berada di Sukabumi memiliki,
a. Iklim
Berdasarkan BMKG, Sukabumi memiliki iklim tropis lembab dengan suhu rata-rata tahunan ± 25-28 C° dengan curah hujan rata-rata ± 115 MM3/tahun.
b. Geografi
Sukabumi terletak pada bagian selatan tengah Jawa Barat serta bagian barat daya dari wilayah Priangan pada koordinat 106° 45’ 50’’ Bujur Timur dan 106° 45’ 10’’ Bujur Timur, 6° 49’ 29’’ Lintang Selatan dan 6° 50’ 44’’ Lintang Selatan, terletak di kaki Gunung Gede dan Gunung Pangrango.
B.3 FASAD
M. Suparno Sastra (2013) mengungkapkan berdasarkan etomologis bahwa kata fasad berasal dari Bahasa Perancis, yaitu façade yang diambil dari bahasa Italia “facciata” atau “faccia” yang mana diartikan sebagai muka atau wajah. Menurut Ching (1979) elemen pelengkap fasad secara visual meliputi; ukuran, warna, tekstur, posisi, dan orientasi.
Menurut Lippsmeier (1980) komponen pembentuk sebuah fasad bangunan adalah; atap, dinding, dan lantai.
B.4 PEMBAYANG PASIF
Menurut Yeang (1994), pembayangan pasif berarti pembiasan sinar matahari pada dinding yang menghadap matahari secara langsung sebagai pencahayaan alami sedangkan penghawaan alami dengan sirkulasi yang baik
dapat memberikan kenyamanan bangunan. Terdapat 2 sistem pembayangan pada desain dinding, pertama menampilkan ‘taman di awan’ yang membelit bangunan berbentuk spiral dengan penutup aluminium dan baja yang kedua membuat pembayangan dari plat aluminium di beberapa bidang bangunan untuk membayangi fasad bangunan.
B.5.TEKNOLOGI SECOND SKIN
BUILDINGS FAÇADE
Dalam desain bioklimatik, digunakan dua lapisan fasad, sebuah dinding berinsulasi dan lapisan pelindung atau yang dimaksud secondary skin, sehingga dinding bagian dalam terlindung dari cuaca. Jendela di dinding bagian dalam dapat dioperasikan dan kadang-kadang dikendalikan oleh komputer untuk memaksimalkan ventilasi alami. Berbagai teknologi sedang digunakan untuk façade, contohnya yaitu
a. Hybrid second-skin facades b. Fixed and operable louvers
c. Woven mesh (anyaman mesh),
d. Perforated panels (layar berlubang) dan,
e. Green façade screen (tanaman).
Mereka dapat secara aktif berubah dengan berbagai kondisi atau tetap secara pasif diperbaiki. Tipe-tipe pembayang pasif pada fasad bioklimatik adalah sebagai berikut:
1. Active second-skin facades
Untuk pembayang pasif aktif ada banyak variasi, namun banyak ditemukan sebagai berikut,
a. Operable metal louvres
b. Wooden slats
c. Perforated panels yang ditopang oleh sistem struktur dan rangka
ketiganya terintegrasi oleh sistem komputer yang dapat bekerja secara dinamis sesuai kebutuhan iklim dan cuaca. Dengan mengarahkan pembayang ke arah sinar matahari, dapat
192
memaksimalkan kegunaan energi matahari dan meminimalisir silau masuk.
2. Passive second-skin facades
Pembayang pasif merupakan sistem simpel yaitu fixed semi-permeable membran yang membiarkan bangunan bernafas. Contohnya adalah woven mesh, perforated sheets, fixed louvers, atau vegetated screens. Pemasangan pasif ideal apabila ingin memiliki maintenance yang minimal atau ingin tingkat kelistrikan tidak diandalkan. Prinsip pasif sama dengan sistem aktif, mereka memberi lindungan dari cuaca luar dengan mereduksi dampak dari hujan dan eksposur matahari langsung.
3. Vegetated second-skin facades
Penghijauan sebagai second skin merupakan psi low-technology yang secara pasif merespon iklim, melindungi jendela dari paparan sinar matahari. Pada riset di negara Eropa dan Australia, didapatkan potensi meminimalisir energi secara signifikan.
Kelebihan dari vegetated second skin facades adalah,
a. Meredam bising dan polusi elektromagnetik
b. Menambah ruang hijau
c. Memperbaiki kualitas udara dan okupansi kesehatan
Yang harus diperhatikan adalah pemilihan penghijauan, struktur penopang harus tidak bergantung pada pelapis korosi karena tipe ini tidak bisa dilakukan tanpa merusak dinding utama.
B.6 BANGUNAN TERMINAL BANDAR UDARA
Menurut peraturan BPSD/060801/mengenai bandara, bangunan terminal penumpang memiliki fungsi untuk mewadahi kegiatan-kegiatan transisi bagi penumpang antara akses dari darat ke pesawat udara atau sebaliknya yang mempermudah akses bagi penumpang yang datang, berangkat maupun transit dan transfer serta pemindahan penumpang dan bagasi dari dan
ke pesawat udara. Terminal penumpang juga memfasilitasi kegiatan administrasi dan komersial yang sesuai dengan persyaratan keamanan dan keselamatan operasi penerbangan, disamping persyaratan lain yang berkaitan dengan masalah bangunan
C. METODE
Penelitian dalam jurnal ini menggunakan metode deskriptif analisis dari literatur, kajian pustaka, studi preseden dari berbagai kasus penerapan pembayang pasif pada bangunan, kemudian dikaitkan dengan hubungannya pada pendekatan indikator bioklimatik yaitu desain pada dinding, untuk implementasi analisis literatur dan pustaka tersebut, sebelumnya dilakukan dahulu analisa tapak yaitu Kawasan Keselamatan Operasi Penerbangan Bandara Sukabumi dan lingkungan sekitarnya untuk memahami betul kebutuhan penempatan, orientasi, tipe dan bahan pembayang pasif pada Bandara Sukabumi. Setelah analisa tapak tersebut keluar hasil respon kebutuhan desain, yang kemudian dicocokan dengan hasil studi banding berupa literatur untuk implementasi desain pada bangunan.
D. HASIL STUDI/PEMBAHASAN
D.1 PENERAPAN SECOND SKIN PADA BANGUNAN TERMINAL
Fasad bangunan terminal bandara yang dikombinasikan dengan sistem pembayang pasif adalah sebagai berikut,
Gambar 1. Menara Airport, Marrakech (Sumber: Robert Harding 2010)
Keterangan : Bangunan ini menggunakan passive
second skin system yang menempel langsung
dengan dinding yang berfungsi juga sebagai struktur.
193
Gambar 2. Vancouver International Airport(Sumber: Archdaily 2018)
Keterangan : Bangunan ini menggunakan passive second skin system dengan ‘living walls’, dengan adanya tambahan vegetasi dapat menghidupkan suasana teduh pada bandara Vancouver.
Gambar 3. Ancona Airport, Italia
(Sumber: Bioclimatic hybrid façades, October 2011)
Keterangan : Bangunan ini menggunakan hybrid-second skin system dengan tipe 316 fixed sunscreens pada bagian luar gedung terminal kedatangan dan keberangkatan untuk menghindari panas yang berlebihan dari bangunan.
Eksterior pembayang pasif pada negara-negara tropis menggunakan stainless steel dalam berbagai tipe desain yang dapat secara aktif menyesuaikan dengan kondisi musiman dan cuaca untuk mengurangi kebutuhan energi.
D.2 PENERAPAN ACTIVE SECOND-SKIN PADA FASAD BANGUNAN
Fasad bangunan yang menggunakan sistem pembayang pasif aktif adalah sebagai berikut,
Gambar 4. ThyssenKrupp AG headquarters (Sumber: ThyssenKrupp AG, 2019)
Keterangan : Bangunan ini menggunakan active second skin system. Bangunannya diselimuti dengan sistem kerai otomatis dengan bilah horizontal dan vertikal tipe 316 stainless steel atau perforated sunscreens. Sistem kerai bermotor aktif ini memiliki sirip segitiga, bujur sangkar, dan trapesium yang dapat bergerak secara otomatis disesuaikan dengan perubahan kondisi untuk menghemat energi. Digunakan bersama dengan ventilasi alami, sistem ini menghilangkan kebutuhan akan pendingin udara.
Gambar 5. Council House No. 2, Australia (Sumber: Ronstan Tensile Architecture, 2019)
Keterangan : Bangunan ini menggunakan active second skin system. Bangunan ini mencapai peringkat Green Building Council tertinggi di Australia. Dibandingkan dengan konstruksi tipikal, ia menggunakan listrik 85% lebih sedikit, gas 87% lebih sedikit, dan air minum 72% lebih sedikit, dan mengurangi emisi CO2 sekitar 60%. Fasad publik yang menghadap ke barat ini memiliki fasad tabir surya dari kayu slat yang didukung oleh sistem kabel tarik stainless steel tipe 316 yang ringan yang dapat diputar secara
194
vertikal sebagai respons terhadap waktu dan sudut matahari. Di sisi utara bangunan, layar tanaman hijau pasif digunakan di sisi balkon untuk menyaring matahari sudut rendah dan menyaring silau. Mereka didukung oleh tipe 316 mesh dan sistem cable tension. Layar tumbuh-tumbuhan membentang di atas atap dan menyediakan punjung seperti kerai untuk atap teras.
Gambar 6. Stockholm Congress Centre, Swedia (Sumber: IMOA Architecture, 2019)
Keterangan : Stockholm Waterfront yang baru, menggunakan Transformative Passive System dimana adalah struktur berlapis yang dirancang untuk pengurangan energi yang signifikan. Fasad kedua dari sudut baja tahan karat yang berkontur, seperti pita, dan lembut keluar dari dinding kaca menjadikan bangunan ini khas. Umur yang panjang, bahan perawatan yang rendah diinginkan untuk layar ini, yang menggunakan 3500 bagian baja stainless duplex 2205 berbentuk Z dengan lapisan matte semi-reflektif, panjang 3 hingga 16 m (9,8 hingga 52,5 kaki).
D.3 ANALISA FAKTOR ALAMI a. Kondisi Iklim
Gambar 7. Data suhu dan curah hujan Cikembar (Sumber: meteoblue.com (diakses 13 Oktober pukul
18.00))
Keterangan : Kabupaten Sukabumi memiliki iklim muson tropis. Musim hujan dimulai pada bulan Oktober hingga Maret, dan musim kemarau
bulan April hingga September. Curah hujan di Sukabumi terendah di bulan Agustus 13 mm dan tertinggi di bulan Januari 252 mm. Suhu rata-rata di siang hari yaitu 31°C dengan angka tertinggi hingga 35°C, 43 sedangkan di malam hari rata-rata suhu terendah yaitu 23°C dengan angka terendah hingga 19°C.
b. Angin
Gambar 8. Data kecepatan dan arah angin (Sumber: meteoblue.com (diakses 13 Oktober pukul
18.00))
Keterangan : Arah angin tapak dominan dari selatan ke utara. Pada sisi selatan dan timur terdapat pemukiman warga yang mengubah aliran angin terhadap tapak. Angin berpengaruh pada aliran polusi udara yang dihasilkan oleh bangunan serta berfungsi pendinginan pasif pada bangunan. Kecepatan angin rata-rata jatuh pada 20km/jam.
195
Gambar 9. Sun Path di Kota Sukabumi(Sumber: Gaisma.com (diakses 13 Oktober pukul 21.00)
Keterangan : Arah angin dominan dari arah utara ke selatan, memaksimalkan angin dengan bukaan jendela secara horizontal di sisi utara dan selatan untuk angin dan pencahayaan terdistribusi dengan rata dan menyeluruh.
d. Vegetasi
Gambar 10. Vegetasi sekitar tapak (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Keterangan : Area tapak KKOP tidak memiliki vegetasi eksisting. Semua sisi tapak dikelilingi lahan hijau kosong.
E. ORIENTASI GUBAHAN
Gambar 11. Orientasi bangunan pada tapak (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Orientasi bangunan terbuka pada sisi selatan dan utara, untuk bagian utara sendiri berhadapan langsung dengan apron dan sisi selatan langsung menghadap parkir kendaraan pengunjung.
D.1 PEMBAYANG PASIF PADA FASAD TERMINAL BANDARA SUKABUMI
Berdasar analisa tapak lokasi terminal pada lahan KKOP, sisi tapak berbatasan langsung
Gambar 12. Sumber bising sekitar bangunan (Sumber: Indira Suryaputri, 2020) Keterangan: Sumber kebisingan terminal datang dari,
▪ Area Barat: Kebisingan dari fasilitas pendukung gedung operasi
▪ Area Utara: Kebisingan dari fasilitas are parkir dan kerb kedatangan
▪ Area Timur: Kebisingan dari terminal kargo dan ATC
▪ Area Selatan: Kebisingan dari apron dan runway
Sumber bising paling signifikan di sisi barat dan timur karena berbatasan langsung dengan bangunan asilitas penunjang pada KKOP Sukabumi
Gambar 13. Tampak Samping Bandara Sukabumi (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Gambar 14. Tampak Depan Bandara Sukabumi (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Gambar 15. Tampak Belakang Bandara Sukabumi (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Keterangan : Bangunan ini menggunakan active
196
Gambar 16. Detail Pola Pembayang Pasif(Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Gambar 17. Detail Pola Pembayang Pasif (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Gambar 18. Detail Pola Pembayang Pasif (Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Keterangan : Merupakan perforated panel steel tipe 316, yang didesain dengan perforated panels
Gambar 19. Tata Letak Pembayang Pasif Pada Potongan
(Sumber: Indira Suryaputri, 2020)
Keterangan : Terletak di samping sisi barat dan timur sesuai lintasan arah matahari, bagian ini terekspos terus menerus dan bersebelahan lansgung dengan terminal kargo untuk sisi barat dan timur bersebelahan langsung dengan perkantoran KKOP. Penggunaan pembayang pasif aktif di bandara juga berfungsi untuk meminimalisir noise yang tercipta dari apron, runway, kargo dan fasilitas penunjang KKOP.
E. KESIMPULAN
Pembayang pasif bangunan merupakan sistem pengaturan pencahayaan dengan biaya lebih rendah atau lebih masuk akal daripada sistem curtain-walls yang lebih rumit, dengan tingkat efektifitas yang baik apabila didesain sesuai kebutuhan. Pada bandara sukabumi penempatan pembayang pasif berada di sisi barat yang berbatasan langsung dengan terminal kargo dan ATC, dan sisi timur yang berbatasan langsung dengan perkantoran kawasan. Pemilihan pembayang pasif dengan sistem aktif menjadi pilihan untuk menghemat energi, pemaksimalan kontrol cahaya hingga pengaturan penghawaan, yang tetap low maintenance, murah dan tidak memerlukan tenaga listrik untuk mengoperasikannya. Pola pembayang pada bandara terinspirasi dari pola anyam Sunda terbuat dari kayu slat yang didukung oleh sistem kabel tarik stainless steel tipe 316, serta penambahan tanaman hijau pasif digunakan sekaligus untuk meredam bising pada sisi utara dan selatan yang berhadapan langsung dengan apron dan area parkir kendaraan.
F. UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terimakasih diberikan kepada PT Angkasa Pura yang telah memberikan informasi terkait kebutuhan tipologi bandar udara.
REFERENSI
Anthony, Kathryn. 1991. Design Juries on Trial. New York: Van Nostrand Reynold.
Ching, Francis D.K. 2007. Arsitektur: Bentuk, Ruang dan Tatanan. Jakarta: Erlangga. Hershberger, Robert. 2001. Architectural Programming and Predesign Manager. New York: Mcgraw-Hill.
Yeang, K., Balfour, A., Richards, I., & Hamzah, T. R. (1994). Bioclimatic skyscrapers. London: Artemis.
Houska, C. (2013). Façades: The Use of Stainless Steel in Second-Skin Façades. CTBUH Journal, 26-31.
197
Houska, C. M. (2016, October). Advances in designing stainless steel second-skin façades. In Civil Engineering and Urban Planning IV: Proceedings of the 4th International Conference on Civil Engineering and Urban Planning, Beijing, China, 25-27 July 2015 (p. 225). CRC Press.
