2. KAJIAN PUSTAKA. 10 Universitas Kristen Petra

2. KAJIAN PUSTAKA

2.1. Latar Belakang Green Roof

Udara panas yang mengalir di atas kota karena panas bahan reflektif dan kekurangan vegetasi dikenal sebagai efek urban heat. Efek ini adalah kumpulan dari semua panas yang diserap dan dihasilkan oleh bangunan, jalan, kendaraan dan dapat mengakibatkan temperatur kota menjadi 7-10°C lebih hangat daripada masyarakat yang tinggal di pinggiran kota dan pedesaan (Loh 10). Hasil studi ilmuwan di LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory) tahun 2009 menunjukkan bahwa tindakan pengurangan panas, seperti menanam vegetasi di atap, bisa menurunkan suhu kota hingga 5°C.

Secara umum green roof memiliki beberapa manfaat penting seperti (Carpenter 4) :

 Pengurangan karbon dioksida

Melalui proses fotosintesis, tanaman mengubah karbon dioksida, air dan sinar matahari / energi menjadi oksigen dan glukosa. Oksigen yang dihasilkan ini merupakan kebutuhan utama manusia dan hewan.

 Pengurangan polusi udara

Setiap 1 m² rumput pada atap dapat menghapus antara 0,2 kg udara partikulat dari udara setiap tahun.

 Pengurangan beban pemanasan dan pendinginan

Dapat mengurangi beban pemanasan dan pendinginan sebanyak 20 hingga 30 persen untuk satu struktur bangunan. Mengurangi konsumsi energi, penurunan suhu 3-7°C dapat mengurangi beban pendinginan AC sebanyak 10%.

 Memperpanjang hidup material atap dua sampai tiga kali lebih lama

Material atap bisa bertahan dua kali lebih lama daripada penggunaan atap standar.Peningkatan hidup material atap ini dikarenakan material lebih terlindungi dari kerusakan mekanis, sinar UV, hujan dan perbedaan suhu ekstrim.

2.2. Definisi Green Roof

Menurut Senatore green roof adalah atap yang memiliki lapisan tanaman hidup di atas standar struktur dan elemen atap waterproofing pada umunya. (11)

Gambar 2.1. Salah satu model green roof Sumber: Senatore (2009, p. 8)

Dalam jurnal “Low Impact Development Stormwater Management Planning and Design Guide” mengemukakan : green roof, juga dikenal sebagai atap yang hidup atau atap kebun, terdiri dari lapisan tipis vegetasi dan media tumbuh yang disusun di atas atap datar atau miring konvensional. Green roof disebut-sebut memiliki keuntungan untuk diaplikasikan ke kota-kota besar, karena sistem ini dapat meningkatkan efisiensi energi, mengurangi efek urban heat island, dan menciptakan ruang hijau untuk rekreasi atau sebagai keindahan estetika. Dari perspektif hidrologi, atap hijau bertindak sebagai rumput atau padang rumput dengan menyimpan air hujan dalam jangka menengah dan genangan air dalam lingkup daerah. Kelebihan air hujan akan masuk ke bawah saluran air dan disalurkan dalam sistem drainase bangunan. Setelah hujan reda, sebagian besar air yang disimpan akan mengalami penguapan oleh tanaman, menguap dan perlahan-lahan mengering.

2.3. Jenis - Jenis Green Roof

Ada dua kategori dasar infrastruktur green roof, yaitu extensive dan intensive, kedua kategori memiliki karakteristik yang berbeda. Berikut ini merupakan tabel karakteristik perbedaan extensive dan intensive green roof.

Tabel 2.1. Variasi Jenis Green Roof

KARAKTERISTIK EXTENSIVE INTENSIVE

Kedalaman medium tumbuh

150mm atau kurang > 150mm Aksesibilitas Seringkali tidak dapat

diakses Biasanya dapat diakses

Berat jenuh sepenuhnya Rendah

48.8 – 170kg/m

Tinggi

244 – 1500 kg/m Keanekaragaman

tanaman Rendah Tinggi

Biaya Rendah Tinggi

Pemeliharaan Minimal Bervariasi, tetapi pada

umumnya tinggi Sumber : Erlichman, Peck (2013, p. 4)

Selain itu jenis extensive dan intensive green roof ini juga memiliki perbedaan pada struktur susunannya, seperti dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2. Extensive dan intensive green roof Sumber: Carpenter (2008, p. 10)

1 2 4 3

5

1 2 3

4

5

Masing-masing jenis green roof memiliki kelebihan masing-masing.

Berikut merupakan tabel untuk menunjukan keuntungan dari extensive dan intensive green roof.

Tabel 2.2. Keuntungan Extensive dan Intensive Green Roof

EXTENSIVE INTENSIVE

Berat struktur green roof ringan Keragaman yang besar dari jenis tanaman Cocok digunakan pada hampir semua daerah Sifat insulasi yang lebih baik dan

pengelolaan air hujan Biaya perawatan yang rendah dan dapat

dirancang tanpa irigasi

Rentang desain yang lebih besar

Lebih cocok untuk proyek retrofit Biasanya dapat diakses

Biaya modal yang lebih rendah Variasi kegiatan manusia yang lebih besar Tanaman mudah untuk diganti Potensi keanekaragaman hayati yang lebih

besar

Sumber : Erlichman, Peck (2013, p. 6)

2.3.1. Extensive Green Roof

Tipe green roof extensive ini merupakan tipe baru yang ada di pasaran, jenis green roof ini tidak dapat di akses oleh publik dan memiliki kriteria: berat strukturnya ringan, biaya pembuatan rendah, serta perawatan yang minimum.

Media tumbuhnya biasanya terdiri dari campuran pasir, kerikil, batu bata yang dihancurkan, tanah liat atau serpihan dari batu vulkanik, batu apung, atau rockwool. Media ini juga dapat menggunakan bahan organik yang terdiri dari:

kompos jerami, kayu, rumput, daun, limbah pertanian,dan tanah gambut (Peck 82).

Gambar 2.3. Extensive green roof Sumber: Carpenter (2008, p. 6)

Media tumbuh di atap hijau memiliki luas bervariasi dengan kedalaman antara 15 cm atau kurang, dengan berat antara 48.8–170 kg/m². Karena media tumbuh yang rendah, jenis yang dapat tumbuh adalah tanaman dengan ketinggian rendah dan memiliki ketahanan yang tinggi. Perawatan extensive green roof ini dapat dilakukan dalam jangka waktu setahun atau dua tahun setelah pemasangan.

Perawatan terdiri dari dua jenis, yaitu penyiangan spesies tanaman dan pengecekan drainase dan waterproofing.

2.3.2. Intensive Green Roof

Peck mendefinisikan intensive green roof sebagai roof garden atau sebuah taman di atap yang sebagian besar dapat diakses oleh penghuni bangunan atau masyarakat umum, yang memiliki karakter sebagai berikut:

 Media tumbuh lebih dalam (lebih dari 15cm) sehingga berat medium tentu lebih besar.

 Biaya yang lebih tinggi.

 Keanekaragaman tumbuhan meningkat.

 Syarat-syarat perawatan yang lebih banyak.

Media tumbuh pada intensive green roof beragam dengan media tumbuh lebih dari 15cm dengan kenaikan berat jenuh antara 244–1500 kilogram per meter persegi. Dikarenakan meningkatnya kedalaman media tumbuh, pemilihan

tanaman dapat lebih beragam dan dapat mencakup pohon dan semak-semak (Peck 16).

Gambar 2.4. Intensive green roof

Sumber: http://winterstreetarchitects.wordpress.com/2010/08/11/ (2010)

Jenis green roof ini lebih menuntut pemeliharaan terutama dalam hal penyiraman, dan sistem irigasinya. Dalam pemasangannya diperlukan konsultasi dengan insinyur struktur yang berpengalaman, ahli perkebunan dan tukang kebun.

Konsultasi ini sangat penting untuk pemasangan intensive green roof karena memiliki media tumbuh yang dalam, berat struktur yang lebih besar, dan tanaman penutup yang lebih beragam dari extensive green roof.

2.3.3. Semi Intensive Green Roof

Terdapat kombinasi dari kedua sistem intensive dan extensive green roof, yaitu semi intensive green roof. Kombinasi dari extensive dan intensive, semi intensive green roof memiliki kedalaman media tumbuh pada atap sekitar 18cm atau kurang. Semi intensive green roof dapat diakses oleh penghuni bangunan atau masyarakat umum dan memiliki persyaratan struktur yang berbeda dengan extensive green roof. Green roof ini dapat dipasang dalam lapisan yang terpisah, atau didalam modul yang merupakan gabungan berbagai macam unsur (Peck 54).

2.4. Manfaat Green Roof

2.4.1. Memperpanjang Usia Atap

Dunnet dan Kingsburry mengemukakan bahwa, reaksi awal banyak orang dan mereka yang secara profesional terlibat dalam pembangunan adalah karena atap hijau ini menahan air, sistem ini akan meningkatkan kemungkinan kebocoran dan penetrasi kelembaban ke gedung. Kenyataannya, jika metode yang digunakan tepat, atap hijau akan bertahan lebih lama daripada atap konvensional dengan keuntungan biaya yang jelas (35).

Tabel 2.3. Temperatur Maksimum Atap pada Penelitian di Toronto, Canada selama 660 hari

Sumber: Liu, Baskaran (2003, p. 9)

Pemaparan panas dapat mempercepat penuaan material atap, sehingga mengurangi daya tahan radiasi sinar ultraviolet, yang dapat mengubah sifat kimia, komposisi dan menurunkan sifat mekanik bahan material atap. Atap membran menyerap radiasi matahari siang hari dan mengalami peningkatan temperatur.

Tingkat kenaikan temperatur tergantung pada warna membran, membran terang lebih dingin karena mereka memantulkan radiasi, dan selaput gelap lebih panas karena mereka menyerap banyak radiasi matahari. Hasil dari banyak studi menunjukkan bahwa atap biasa memiliki temperatur jauh lebih tinggi dibandingkan dengan atap hijau (Dunnet dan Kingsburry 82).

Studi sistem pada atap di Toronto, Kanada, atap yang tidak dilapisi menyerap radiasi matahari dan mencapai temperatur sampai dengan 70°C (158°F) sementara di sore hari, atap yang memiliki membran di atap hijau tetap sekitar 25°C (77°F) (Liu dan Baskaran 27). Terdapat 219 hari dari 660 hari (sekitar 33%

hari) pengamatan bahwa membran di atap ungreened mencapai suhu di atas 50°C

30°C (86°F) 342 52 18 3 63 10

40°C (104°F) 291 44 0 0 0 0

50°C (122°F) 219 33 0 0 0 0

60°C (140°F) 89 13 0 0 0 0

70°C (158°F) 2 0.3 0 0 0 0

Ungreened roof Greened roof Ambient

Temperature greater than Number of days Percent of days Number of days Percent of days Number of days Percent of days

(122°F), sedangkan suhu melebihi 30°C (86°F) sebanyak 10% dari hari-hari selama periode 22 bulan pengamatan. Suhu atap membran ungreened di atas 30°C (86°F) lebih dari setengah dari waktu pengamatan, dibandingkan dengan hanya 3% untuk atap hijau (Dunnet dan Kingsburry 128).

Gambar 2.5. Grafik fluktuasi temperatur pada atap hijau dan non-hijau di Toronto, selama periode 22 November 2000 sampai 30 September 2002

Sumber: Liu, Baskaran (2003, p. 10)

2.4.2. Konservasi Energi

Dengan memberikan shading, isolasi, dan pendinginan evaporatif, green roof dapat menurunkan penggunaan energi dan biayanya, terutama di lantai paling atas bangunan. Green roof yang paling efektif adalah pada atap struktur datar atau sedikit curam, sistem pendingin akan menurunkan suhu udara yang masuk dan mengurangi biaya untuk mendinginkan pasokan udara bangunan. Isolasi tambahan yang disediakan oleh green roof bisa mengurangi penggunaan energi dan biaya selama musim dingin (Senatore 24).

2.4.3. Urban Wild Life

Senatore mengemukakan, bahwa teknologi green roof membantu pertumbuhan aktif vegetasi yang ada. Vegetasi ini akan menyediakan habitat baru

bagi satwa liar, sehingga dengan adanya green roof ini akan membantu menjaga kelestarian satwa (37).

2.4.4. Mengurangi Penggunaan Material

Produsen green roof mengklaim bahwa produk mereka akan bertahan setidaknya empat puluh tahun, dibandingkan dengan 10-15 tahun masa hidup atap konvensional. Hal ini akan mengurangi pemeliharaan serta biaya penggantian dan penggunaan material (Senatore 25).

2.4.5. Ruang Publik

Dengan keterbatasan lahan yang tersedia di kota-kota, green roof dapat meningkatkan kemudahan masyarakat untuk menyediakan lahan publik tanpa biaya tambahan (Senatore 36).

2.4.6. Mengurangi Aliran Air Hujan

Senatore mengemukakan sekitar 75% dari area perkotaan telah tertutupi oleh bangunan, dimana bangunan ini menutupi areal permukaan tanah. Hal ini berarti sekitar 75% dari curah hujan tidak diserap dan akan mengalir menuju saluran kota. Kota yang memiliki sistem pembuangan gabungan dapat mengalami peluapan limbah, ketika terjadi peningkatan volume air dalam sistem dan menyebabkan limpahan tumpah ke dalam saluran sungai. Limbah ini mengandung patogen, racun, dan zat polutan yang dapat membahayakan kesehatan manusia serta dapat mencemari sungai (36).

Gambar 2.6. Ilustrasi meluapnya limbah pembuangan Sumber: Senatore (2009, p. 31)

Fungsi green roof disini adalah untuk mempertahankan dan menahan aliran air hujan, serta mengurangi volume dan memperlambat aliran air hujan menuju sistem pembuangan limbah. Atap green roof dapat menyerap air hujan dan menghambat masuknya aliran air hujan, sehingga dapat mencegah terjadinya penguapan limbah.

Gambar 2.7. Grafik perbedaan aliran volume air pada atap green roof di AS Sumber: Senatore (2009, p. 34)

2.5. Sistem Instalasi Green Roof

Carpenter mengungkapkan tentang sistem instalasi green roof yang meliputi: waterproofing, sistem drainase, irigasi dan media tumbuh (13).

2.5.1. Waterproofing

Waterproofing adalah meliputi sebagian besar sistem drainase. Kualitas dan instalasi metode waterproofing dapat membahayakan integritas greenroof, sistem atap, bangunan dan penghuninya. Waterproofing terdiri dari berbagai komponen dan harus diintegrasikan dalam desain dan instalasi, antara lain :

Gambar 2.8. Pemberian lapisan waterproofing

Sumber : http://www.archiproducts.com/en/products/14303/ (2003)

 Struktur dek, struktur bangunan dan jenis dek akan menentukan desain waterproofing dan instalasi.

 Membran: ada banyak jenis yang tersedia dan masing-masing dengan pro dan kontra. Dalam menentukan membran sangat penting untuk mengetahui spesifikasi untuk menyertakan metode yang tepat agar dapat mendeteksi kebocoran dan juga ketika harus digunakan (misalnya sebelum instalasi sistem green roof).

 Perlindungan membran: perlindungan dapat berupa lapisan yang terpisah atau sebagai lapisan yang menjadi satu dengan fungsi lain (misalnya drainase).

 Penghalang akar: beberapa produk membran memiliki penghambat akar pada bagian membran. Jika tidak, maka penghalang akar harus dipasang di seluruh atap.

Gambar 2.9. Struktur lapisan green roof

Sumber: http://greengarage.ca/greenroofs/features.php (2009)

2.5.2. Sistem Drainase

Tujuan dari sistem drainase adalah untuk memfasilitasi air buangan dari atap untuk mencegah kerusakan struktural dan mempertahankan kelembaban yang cukup untuk mendukung kehidupan tanaman.

Drainase green roof harus diintegrasikan ke dalam sistem drainase bangunan. Sistem ini perlu dirancang pada saat musim hujan agar sistem sesuai dengan kondisi setempat. Sistem drainase harus bersifat permanen dan dapat menutupi seluruh permukaan atap (Carpenter 16).

2.5.3. Irigasi

Semua green roof membutuhkan irigasi sesuai dengan jenis green roof yang dipakai. Green roof harus dirancang supaya air yang digunakan menjadi efisien, sumber air juga perlu dipertimbangkan pada tahap desain. Sistem irigasi harus spesifik dengan parameter desain berikut (Carpenter 17):

 Ukuran green roof

 Tekanan dan aliran air

 Persyaratan Tanaman

 Iklim

 Media tumbuh

 Pemeliharaan

2.5.4. Media Tumbuh

Media Tumbuh sangat penting untuk keberhasilan jangka panjang dan pendek dari green roof. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan:

 Kapasitas beban atap

 Kemiringan

 Iklim

 Drainase

 Spesies tanaman

Kesalahan dalam mempertimbangkan unsur-unsur ini dapat mengakibatkan:

 Kerusakan sistem struktur bangunan

 Kerugian tanaman (tanaman mati)

 Masalah pertumbuhan gulma dan pemeliharaan

 Pemadatan dan erosi / kurangnya pengelolaan air

2.6 Kriteria Pemilihan Tanaman

Snodgrass (23) mengemukakan, “Ketika mempertimbangkan tanaman untuk green roof, jenis tanaman harus sesuai dengan desain dan kondisi lingkungan. Tanaman harus dapat beradaptasi ke atap baik secara makro dan microclimatic. Seorang horticulturalist, arsitek lansekap, ahli pembudidayaan tanaman lokal harus diajak berunding untuk mendapatkan inforrmasi dalam pemilihan tanaman yang sesuai dengan kebutuhan klien”.

Senatore (15) mengemukakan aturan pemilihan jenis tanaman agar tanaman sesuai pada green roof :

 Aturan yang digunakan untuk pemilihan tanaman pada permukaan tanah tidak akan bekerja pada tanaman green roof.

 Tanaman harus lebih kuat dan kurang nutrient reliant (tidak terlalu memerlukan nutrisi yang tinggi untuk hidup) daripada kebanyakan tanaman yang ditemukan di taman biasa.

 Dalam pemilihan tanaman, harus memperhatikan persyaratan: desain green roof yang diinginkan, ketahanan material atap, berat medium tumbuh, dan kedalaman, komposisi, anggaran biaya, parameter pemeliharaan, akses dan keamanan, wilayah dan iklim, kelembaban dan kekeringan, temperatur maksimum dan minimum.

Gambar 2.10. Tanaman-tanaman pada green roof Sumber: Senatore (2009, p. 16)