SUMBER CAHAYA ALAMI DAN PEMANFAATANNYA DALAM ARSITEKTUR
IRMA RAHAYU, ST.,MT.
Nip. 19761006 200801 2011
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI JURUSAN ARSITEKTUR UIN ALAUDDIN MAKASSAR 2 0 1 4
BUKU KARYA ILMIAH DALAM RANGKA GERAKAN SERIBU BUKU UIN ALAUDDIN MAKASSAR 2014
ISBN: 978-602-237-868-6
Editor : Sriany Ersina, ST., MT.
NIP.19811124 200912 2 001
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah swt yang senantiasa memberikan kemudahan dalam menyelesaikan segala urusan hingga kami mampu menyelesaikan buku
SUMBER CAHAYA ALAMI DAN PEMANFAATANNYA DALAM ARSITEKTUR.
Terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada seluruh pihak yang telah dengan sabar dan ikhlas memberi dukungan moril dalam setiap tahapan proses pembuatan buku ini.
Akhirnya dengan ini kami mengharapkan buku ini dapat dijadikan petunjuk dan dipergunakan dengan sebaik-baiknya serta diberi koreksi kedepan guna memperkaya khasanah dan tujuan buku ini.
Penulis
DAFTAR ISI
1. Pendahuluan
1.1. Pengertian sumber cahaya alami
1.2. Persepsi warna antara sumber cahaya,obyek, mata dan otak
1.3. Dampak pencahayaan pada penghuninya 1.4. Iluminasi cahaya
1.5. Cahaya dalam ayat-ayat Al-Qur’an
2. Matahari Sebagai Sumber Cahaya Alami 2.1. Pencahayaan Alami
2.2. Matahari
2.3. Pengaruh Peredaran Matahari terhadap Waktu
2.4. Pembayangan 2.5. Iklim dan Matahari 2.6. Daylight
2.7. Perhitungan dan Analisa Daylight 3. Pemanfaatan Cahaya Matahari
3.1. Energi yang dihasilkan oleh Matahari
3.2. Teknologi Photovoltaic
3.3. Penggunaan PV dalam menciptakan Arsitektur Hemat Energi
3.4. Contoh aplikasi PV pada bangunan
4. Kenyamanan Pencahayaan Dalam Arsitektur 4.1. Kebutuhan Pencahayaan
4.2. Perancangan Pencahayaan
4.3. Kontrol cahaya matahari dalam arsitektur
5. Contoh Bangunan Masjid-Masjid Yang Memiliki Kenyamanan Visual dan Estetika Cahaya
5.1.1. Masjid Raya Makassar 5.1.2. Masjid Al-Markaz Makassar
5.1.3. Masjid Amirul Mu’minin Makassar
DAFTAR REFERENSI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. 1Cahaya yang masuk ke retina
menyebabkan sinyal listrik menuju ke otak ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 1. 2 Teori dasar warna . Error! Bookmark not defined.
Gambar 1. 3 Teori dasar warna . Error! Bookmark not defined.
Gambar 1. 4 Membuat ruangan menjadi nyaman Error!
Bookmark not defined.
Gambar 1. 5 Faktor pencahayaan alami ditentukan oleh perbandingan iluminasi ruang dalam dengan ruang luar ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 1 Beberapa sumber cahaya alami ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 2 Suhu permukaan matahari menentukan jenis radiasi yang akan dipancarkan Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Spektrum cahaya pada permukaan bumi ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 4 Penentuan letak matahari ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 5 Diagram letak matahari ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 6 Daerah waktu dunia .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 7 Pengatur sudut bayangan ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 8 Azimut dan tinggi matahari ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 9 Periode penyinaran Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 10 Sudut jatuh cahaya pada fasade ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 11 Lintasan bumu mengelilingi matahari ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 12 Solistice musim panas (21 Juni),
matahari... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 13 Solistice musim dingin (21 desember), matahari berada tepat di atas lingkar tropic of capricorn ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 14 Pada saat equinox, sudut altitude, matahari sore, disemua permukaan bumi sama dengan 90° dikurangi sudut altitude ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 15 Sudut altitude menetukan seberapa besar radiasi matahari akan diserap oleh atmosfer ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 16 Hukum cosine .... Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2. 17 Ilustrasi perlindungan sinar langsung dari panas matahari ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 18 Pengaruh sinar langsung pada
permukaan jendela kaca ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 19 Pengaruh sinar langsung pada
permukaan jendela kaca dengan kisi-kisi dalam . Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 20 Pengaruh sinar langsung pada
permukaan jendela dengan kisi-kisi luar... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 21 Ilustrasi penciptaan daerah bayang- bayang matahari dengan pemasangan pergola dan tabil pelindung matahari... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 22 Tabir matahari berbentuk jalusi tegak yang dapat berputar ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 23 Beberapa ilustrasi penciptaan bayangan matahari dengan overstek ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 24 Ilustrasi penciptaan bayang matahari di teras rumah tradisional Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 25 Ilustrasi penciptaan bayangan matahari dengan pepohonan ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 26 Pemasangan bidang vertikal pada tanpak untuk mempekuat pembayangan .... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 27 Pemasangan bidang vertikal dan
horizontal pada tampak ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 28 Pemasangan bidang kotak-kotak pada tampak ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 29 Pemasangan bidang horizontal pada tampak ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 30 Daerah iklim ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 31 Angin musim dalam bulan juni-juli ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 32 Angin musim dalam bulan desember- januari ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 33 Variasi Sistem Light Shelves ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 34 Aplikasi Sistim Light Shelf dan
oversteak yang Benar .. Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 35 Single & Two Direction Skylight
Reflector ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 36 Underground Daylighting Strategic ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 37 Penentuan dua faktor cahaya antara dua gedung ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 2. 38 Penentuan faktor cahaya siang hari
dalam denah gedung ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 1 Lahan pengolahan PV untuk
menggunakan matahari ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 2 Sistem mandiri pada sistem PV ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 3. 3 BIPV sebagai pengurang transmisi listrik yang hilang .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 4 Penerapan PV ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 5 Aplikasi PV pada atap bangunan. (a) atap miring, (b) atap yang terintegrasi, (c) atap gergaji sisi utara, (d) Atap/dinding lengkung, (e) atrium ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 3. 6 Aplikasi PV pada fasade bangunan, (a) vertikal, (b) vertikal dengan jendela, (c) PV ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 3. 7 Aplikasi PV pada sunscreen , (a)
sunscreen permanen (b) sunscreen yang dapatdigerakkan ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 8 PV pada atap ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 8 PV pada sunscreen Error! Bookmark not defined.3
Gambar 4. 1 Orientasi jendela .. Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Bentuk bangunan .. Error! Bookmark not
defined.
Gambar 4. 3 Bidang transparan dari samping bangunan ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 4 Pencahayaan atap . Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 5 Bentuk skylight .... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 6 Memasukkan cahaya dari bawah ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Light pipe Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 8 Heliostat . Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Heliostat dan pipa cahaya ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 10 Tipe alat kontrol eksternal... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 11 Fixed louvre screen ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 12 Material louvre ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 13 Vertical projection ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 14 Tirai air . Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 1 Masjid raya Makassar . Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 2 Area selasar masjid lantai utama .... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 5. 3 Memaksimalkan pencahayaan alaimi dengan menempatkan bukaan yang luas ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 5. 4 Desain lubang cahaya pada fasade
bangunan ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 5 Lubang cahaya pada dinding lantai bawah ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 6 Suasana pencahayaan lantai bawah Error!
Bookmark not defined.
Gambar 5. 7 Masjid Al-Markaz Makassar ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 5. 8 Top lighting Masjid Al Markaz Makassar ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 9 Suasana pencahayaan alami di dalam masjid ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 10 Area Entrance Masjid Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 11 Fasade Masjid Al Markaz ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 5. 12 Masjid Amirul Mukiminin ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 5. 13 Pencahayaan alami di dalam masjid ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 14 Entrance Masjid . Error! Bookmark not defined.
Gambar 5. 15 Side lighting masjid ... Error! Bookmark
not defined.
Gambar 5. 16 Bukaan untuk memasukkan cahaya alami ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 1. 1 Tipikal faktor cahaya alami minimal . Error!
Bookmark not defined.
Tabel 1. 2 Iluminasi rata-rata langit yang mendung ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 2. 1 Sistem peneduh ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 1 Tingkat pencahayaan lingkungan kerja ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 2 Kebutuhan pencahayaan menurut area kegiatan ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 3 Standar iluminasi rumah ibadah ... Error!
Bookmark not defined.
BIODATA PENULIS
Nama : Irma Rahayu, ST,MT
Nip : 19761006 200801 2011 Pangkat/Gol : Penata Muda/ IIId Jabatan Fungsional : Lektor
Jabatan Struktural : -
Fakultas /Jurusan : Sains dan Teknologi / Arsitektur
SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : IRMA RAHAYU,ST.,MT.
Nip : 19761006 2008 01 2 011 Fakultas/Jurusan : Sainstek /Jurusan Teknik Arsitektur
Bahwa benar, saya sudah melakukan penulisan yang berjudul :
“ Sumber Cahaya Alami dan Pemanfaatannya Dalam Arsitektur “
Demikian surat pernyataan ini saya buat.
Penulis, 7 April 2014
Irma Rahayu,ST,MT.
RINGKASAN BUKU :
“ Sumber Cahaya Alami dan Pemanfaatannya Dalam Arsitektur “
Bab I : Menjelaskan tentang cahaya serta pengetahuan dasar tentang sifat-sifat cahaya yang harus diketahui oleh seorang arsitek agar bisa merancang sebuah karya arsitektur yang hemat energi. Pengetahuan- pengetahuan yang tepat menjadi dasar menciptakan suatu bangunan dengan kenyamanan visual. Salah satu manfaat cahaya alami yakni akan sangat berpengaruh pada kualitas kesehatan penghuninya. Selain itu cahaya juga memiliki warna tertentu yang bisa ditampilkan untuk menambah estetika dalam bangunan. Sifat-sifat cahaya itu sendiri adalah cahaya bisa dipantulkan dan diserap. Pemantulan dan penyerapan ini tergantung pada warna permukaan benda. Semakin gelap warnanya maka semakin tinggi koefisien serapnya yang kesemuanya ini tentunya dapat mempengaruhi estetika suatu ruangan atau bangunan.
Bab II : Allah swt menciptakan matahari sebagai sumber energi bagi kehidupan manusia di bumi.
Matahari memiliki waktu edar tertentu yang memiliki efek yang berbeda jika dirasakan pada belahan bumi berbeda. Waktu beredar matahari dari terbit hingga tenggelam akan menimbulkan efek bayangan yang apabila digunakan secara maksimal akan dapat menambah estetika pada bangunan. Matahari juga mempengaruhi kondisi iklim setempat. Pada iklim tropis matahari akan dirasakan bersinar sepanjang tahun, berbeda dengan daerah iklim subtropis atau daerah kutub. Di dalam bangunan cahaya yang harus dimasukkan adalah daylight (terang langit) sedangkan sinar matahari langsung sebaiknya dihindari karena akan menyebabkan silau di dalam ruang.
Bab III : Lebih jauh, zat yang ada dalam matahari menghasilkan energi. Energi cahaya bisa dihasilkan atau diubah menjadi energi listrik. Sumber energi yang dihasilkan oleh matahari merupakan sumber energi yang tidak akan habis dan selalu dapat diperbarui.
Penggunaannya secara maksimal akan dapat
membantu menghemat sumber energi di bumi yang kian menipis. Salah satu yang bisa dilakukan adalah dengan menggunakan teknologi photovoltaic yang terintegrasi dalam bangunan sehingga bangunan dapat menghasilkan energi sendiri. Bangunan yang menggunakan teknologi ini disebut dengan bangunan hemat energi atau low/zero energy building.
Bab IV : Dalam merancang pencahayaan di dalam bangunan harus diperhatikan kenyamanan visual.
Kebutuhan pencahayaan sesuai dengan standar adalah hal yang harus diperhatikan pertama kali. Setelah itu dilakukan perancangan elemen-elemen yang nantinya akan berfungsi untuk memasukkan pencahayaan alami seperti jendela, skylight dan lain sebagainya.
Perancangan elemen-elemen ini tentunya memperhatikan orientasinya terhadap sinar matahari.
Setelah itu dilakukan kontrol terhadap sinar matahari yaitu perancangan shading device. Perancangan shading yang tepat adalah yang memperhatikan arah edar sinar matahari.
Bab V : Beberapa karya arsitektur muslim, yaitu masjid, sudah menerapkan perancangan bangunan dengan pencahayaan alami. Penerapan pada perancangan masjid-masjid ini antara lain adalah dengan penempatan bukaan jendela yang berfungsi untuk memasukkan cahaya alami. Selain itu, dipergunakan juga kaca yang berwarna warni yang bisa membiaskan cahaya sehingga berfungsi sebagai elemen estetika.
Perletakan bukaan pada sela-sela kubah juga banyak dilakukan. Hal ini selain berfungsi sebagai penyebaran cahaya juga berfungsi sebagai penambah estetika interior ruangan.
Dengan menerapkan strategi-strategi perancangan elemen arsitektur dengan memasukkan unsur cahaya alami di dalam penyusunan buku ini, diharapkan cahaya bukan lagi menjadi suatu masalah dalam perancangan arsitektur selanjutnya.
Pemanfaatan cahaya secara optimal akan mengantarkan sebuah bangunan menjadi obyek arsitektur yang hemat energi dan berkelanjutan.
Bahkan, apabila perancangannya menerapkan
matahari secara aktif, maka dapat dikatakan bangunannya termasuk bangunan zero energy.
Diharapkan dengan perancangan yang memperhatikan kenyamanan dan kebutuhan daylight, tidak ada lagi bangunan yang boros energi dengan memakai banyak cahaya buatan. Dengan demikian, penerapan perancangan pencahayaan alami yang benar di dalam obyek arsitektur bisa dikatakan sebagai salah satu wujud rasa syukur manusia atas nikmat Allah swt, sekaligus wujud dari upaya pelestarian alam yang bernilai ibadah di mata Allah swt.
DAFTAR PUSTAKA
Budihardjo, Eko. 1999. Lingkungan Binaan dan Tata Ruang Kota. Yogyakarta: Andi.
Egan, David & Victor W.Olgay. 2002. Architectural Lighting. New York:McGraw Hill.
Hadi, Sutrisno. 2001. Metodologi Research Jilid 3.
Yogyakarta: Andi
Hasan, M.I. 2002. Pokok-Pokok Materi Metodologi Penelitian dan Aplikasinya. Jakarta: Ghalia Indonesia.
Karyono, T.H, 1999. Arsitektur, Kemapanan, Pendidikan, Kenyamanan dan Penghematan Energi.
Jakarta : PT. Catur Libra Optima
Lechner, N. 2001. Heating, Cooling, Lighting, Metode Desain Arsitektur. Jakarta : PT. RajaGrafindo Persada.
Manurung, Parmonangan. 2012. “Pencahayaan Alami dalam Arsitektur”. Jakarta : Erlangga.
Mintogoro, Danny Santoso. 2000. ”Strategi Aplikasi Sel Surya (Photovoltaic Cells) pada Perumahan dan Bangunan Komersial”. Dimensi Teknik Arsitektur.
28(2):129-141.
Neufert, Ernst & Peter. 2002. Architect’s Data. Blackwell Science.
Philips, Derek. 2004. Daylighting Natural Light in Architecture. Oxford: Architectural Press.
Priatman, Jimmy. 2000. “Perspektif Arsitektur Surya di Indonesia”. Dimensi Teknik Arsitektur. 28(1):1-7.
Purnomo, Agus Budi. 2003. “ Pengaruh Bayangan Bangunan dan Vegetasi pada Suhu Udara di Kampus
A, Universitas Trisakti”. Dimensi Teknik Arsitektur.
31(2):152-157.
Rahim, R, dkk. 2009. Buku Daras Mata Kuliah Fisika Bangunan. Makassar : UIN Alauddin Makassar
Satwiko, P. 2004. Fisika Bangunan 1. Yogyakarta : ANDI
Setiyowati, Ernaning. 2009. Cahaya Dalam Arsitektur Perspektif Islam: UIN-Malang Press.
Soegijanto, 1998, Bangunan di Indonesia dengan Iklim Tropis Lembab Ditinjau dari Aspek Fisika Bangunan.
Jakarta : Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan dan Kebudayaan
Wiryoprawiro, Z. 1986. Perkembangan Arsitektur Masjid di Jawa Timur. Surabaya : PT. Bina Ilmu
