PENGEMBANGAN BANGUNAN AIR INFLATED STRUCTURE
SEBAGAI FASILITAS TANGGAP BENCANA
M. Ikhsan Setiawan1, Tiong Iskandar2, Hery Budiyanto3 1) Program Studi Teknik Sipil, Universitas Narotama Surabaya
2) Program Studi Teknik Sipil, Pascasarjana, ITN Malang 3) Program Studi Arsitektur, Universitas Merdeka Malang
Email:
1) ikhsan01@yahoo.com 2) tiong.iskandar@yahoo.com 3) budiyantohery@yahoo.com
ABSTRAK
Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) menyatakan sejak tahun 2002 lebih dari 50 persen bencana alam terjadi di Jawa. Kantor Staf Khusus Presiden Bidang Bantuan Sosial dan Bencana tahun 2013 menyatakan masyarakat harus tanggap bencana terhadap potensi gempa di Selat Sunda, sesar Cimandiri dan sesar Lembang Jawa Barat serta Bali. UNDP PBB menyatakan tanggap bencana akan meminimalisir dampak merugikan melalui pencegahan yang efektif, rehabilitasi dan pengiriman bantuan tepat waktu. Solusi menyelesaikan problem penampungan korban bencana secara cepat, murah dan menampung jumlah banyak adalah penggunaan material tenda air inflated structure.
Air inflated structure sebelum dan sesudah bencana dapat disimpan secara compact, bahan
strukturnya (0.55mm PVC Terpaulin) mudah dilipat dan cepat diangkut ke daerah bencana. Tujuan Penelitian adalah merencanakan, membuat dan menguji protitipe air
inflated structure sebagai fasilitas tanggap bencana guna memenuhi aspek kekuatan,
kecepatan dan kenyamanan penampungan korban bencana. Metode Penelitian menggunakan Metode Eksperimen, berupa perancangan, pembuatan dan pengujian prototipe tenda meliputi (1) uji kekuatan bahan dan ketahanan bahan terhadap cuaca (2) uji meterial yang paling efektif guna komponen struktur dan jenis sambungan struktur (3) uji kecepatan proses pembuatan, pengangkutan, perakitan, pemasangan, pembongkaran (4) uji kenyamanan termal pengguna bangunan. Pengujian dilakukan di Lab Struktur Universitas Narotama dan Lab Bahan Universitas Merdeka Malang serta Uji Lapangan kerjasama dengan BUMD Kabupaten Blitar, terbukti memberikan hasil yang handal meliputi kuat uji tarik hingga 218,3 kg, daya tahan material >700C, instalasi 3menit, pemasangan 3menit dan pembongkaran 3menit serta suhu dalam ruangan <350C. Air
inflated structure dapat menjadi prototipe nasional sebagai Rumah Sakit Darurat dan
Sekolah Darurat.
Kata Kunci : Mitigasi Bencana, Air Inflated Structure, Teknologi Tanggap Bencana, Penampungan Korban Bencana
Pendahuluan
Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) mengungkapkan bencana alam di Indonesia selama ini lebih banyak terjadi dan terkonsentrasi di Jawa. Sejak tahun 2002 hingga sekarang, lebih dari 50 persen bencana terjadi di Jawa. Pada tahun 2011, dari 2.066 kejadian bencana, sekitar 827 bencana (40%) terjadi di Jawa. Tahun 2012, Kantor Staf Khusus Presiden Bidang Bantuan Sosial dan Bencana melakukan press realease yang menyatakan beberapa lokasi di pulau Jawa sangat beresiko mengalami bencana alam, sehingga sangat patut mempersiapkan
mitigasi bencana secara benar dan baik. Antara lain potensi gempa di Selat Sunda, Selatan Jawa Barat, serta gempa di sesar Cimandiri, sesar Lembang Jawa Barat dan Bali. Kemudian aktivitas Krakatau serta 23 gunung lain yang berstatus Waspada dan Siaga. Potensi banjir longsoran material erupsi Merapi mencapai 120 juta kubik. Bencana lumpur Porong Sidoarjo yang masih belum selesai, serta belum adanya kepastian penghitungan volume sumber lumpur yang masih terus keluar dari dalam bumi. Namun bencana pada tahun 2011 didominasi oleh aktivitas hidrometeorologi seperti banjir, banjir bandang, tanah longsor, kekeringan, puting beliung, dan gelombang pasang. BNPB mencatat setidaknya sepanjang 2011 telah terjadi 1.598 bencana, dan 1.598 di ataranya (75 persen) adalah hidrometeorologi dengan prosentase banjir (403 kejadian), kebakaran (355), dan puting beliung (284). Bencana itu telah menimbulkan korban meninggal dan hilang 834 orang, dan 325.361 orang lainnya dilaporkan menderita dan harus mengungsi. Selain merenggut nyawa ratusan orang, bencana yang terjadi selama 2011 itu juga menyebabkan kerugian material. Tercatat, 15.166 unit rumah penduduk rusak berat, 3.302 rusak sedang, dan 41.795 unit rusak ringan. Sedangkan bencana geologi seperti gempa bumi terjadi 11 kali atau 0,7 persen, tsunami (1 kali atau 0,7 persen) dan gunung meletus (4 kali atau 0,2 persen). Dampak yang ditimbulkan oleh gempa bumi 5 orang meninggal dan rumah rusak sebanyak 7.251 unit. Tingginya intensitas bencana tersebut khususnya di Jawa memerlukan mitigasi bencana secara benar, baik, cepat dan efektif. UNDP dalam Program Pelatihan ”Kesiapan Tanggap Bencana” memberikan arahan bahwa kesiapan menghadapi bencana akan meminimalisir akibat-akibat yang merugikan melalui tindakan pencegahan yang efektif, rehabilitasi dan pemulihan serta pengiriman bantuan dan pertolongan secara tepat waktu. Bantuan dan pertolongan antara lain dimaksudkan agar korban bencana yang jumlahnya cukup banyak segera dapat ditampung dalam bangunan yang layak huni dan nyaman.
Penampungan penduduk korban bencana dan penempatan fasilitas darurat banyak menggunakan tenda dan bangunan darurat yang dibangun menggunakan sistem struktur dan teknologi konvensional antara lain tenda dengan rangkan terbuat dari baja yang memerlukan waktu lama serta biaya yang besar. Salah satu solusi tepat untuk memecahkan masalah penampungan penduduk korban bencana yang dapat dibangun dengan waktu yang cepat (kurang dari 1 hari), biaya yang murah dan dapat menampung penduduk dengan jumlah banyak (50 orang) adalah bangunan air inflated structure. Bangunan air inflated structure sebelum dan sesudah bencana dapat disimpan pada gudang dengan volume penyimpanan yang kecil, karena bahan strukturnya (membran – kain) dapat dilipat dan sewaktu-waktu dapat diangkut ke daerah bencana menggunakan truk atau pickup. Bangunan air inflated structure ini diharapkan menjadi prototipe struktur yang dapat digunakan untuk penampungan penduduk korban bencana dalam skala nasional.
Terdapat 5 aspek utama yang menjadi masalah dalam penelitian ini, yaitu: a. Perancangan dan desain air inflated structure.
b. Pembuatan prototipe bangunan air inflated structure untuk penampungan korban bencana dilanjutkan uji material bangunan
c. Kecepatan dan efektivitas dalam proses pengangkutan, perakitan, pemasangan serta pembongkaran bangunan air inflated structure.
d. Tingkat kenyamanan termal dalam bangunan air inflated structure sebagai penampungan darurat di kawasan bencana.
Berdasarkan latar belakang dan identifikasi masalah, maka dapat dirumuskan masalah-masalah sebagai berikut
a. Bagaimana perancangan dan desain air inflated structure?
b. Bagaimana pembuatan prototipe bangunan air inflated structure untuk penampungan korban bencana dilanjutkan uji material bangunan?
c. Bagaimana kecepatan dan efektivitas dalam proses pengangkutan, perakitan, pemasangan serta pembongkaran bangunan air inflated structure?
d. Bagaimana tingkat kenyamanan termal dalam bangunan air inflated structure sebagai penampungan darurat di kawasan bencana?
Penelitian ini difokuskan pada beberapa kajian sebagai berikut:
a. Perancangan serta pembuatan sistem dan komponen bangunan air inflated structure b. Pembuatan prototipe bangunan air inflated structure untuk penampungan korban bencana c. Uji laboratorium dan ujicoba penerapan bangunan air inflated structure di lokasi rawan
bencana
d. Peningkatkan kecepatan dan efektivitas dalam pembuatan, pengangkutan, perakitan, pemasangan serta pembongkaran bangunan air inflated structure
e. Peningkatkan tingkat kenyamanan termal dalam bangunan air inflated structure untuk berbagai fungsi darurat di kawasan bencana
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental berupa pembuatan prototipe struktur, melakukan aplikasi uji coba terhadap berbagai variabel, antara lain pengujian pengaruh bahan membran terhadap berbagai kondisi cuaca (variabel kekuatan bahan struktur terhadap sinar matahari, dan hujan), pengujian terhadap variabel berbagai jenis sambungan dan variabel kenyamanan termal bagi orang yang menempatinya. Pelaksanaan penelitian ini pada tahun pertama telah melakukan melalui kajian literatur, dilanjutkan dengan pembuatan desain (bentuk struktur, pola dasar lembaran membran, komponen dan elemen struktur) yang dilaksanakan di Lab. Komputer. Selanjutnya dirancang dan dibuat prototipe struktur dengan skala dengan pilihan bahan dan sistem sambungan yang paling efisien. Prototipe ini diuji (selama 1 minggu) terutama aspek kenyamanan untuk berbagai fungsi darurat, antara lain dengan setting perabot tempat penampungan sementara dan kantor tim penanggulangan bencana yang dibangun di Lapangan. Penelitian dan pengujian terhadap sistem struktur pneumatik, antara lain dalam uji model struktur pneumatik pada tahun 1992 telah dilakukan dalam paper “Kajian dan Perancangan Bangunan dengan Konsep Struktur Pneumatik yang Ditekankan pada Aspek Teknik dan Metoda Konstruksi, Kasus Studi: Struktur Atap Pneumatik Membran Tunggal yang Ditumpu Udara pada Gedung Olah Raga” (Budiyanto, 1992) Eksperimen model struktur diperlukan untuk mengetahui perilaku struktur sesungguhnya (prototipe) dengan menggunakan replika (model) struktur yang skalanya lebih kecil. Salah satu rekomendasi penelitian tersebut adalah struktur pneumatik memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan struktur bangunan konvensional, yaitu : investasi awal lebih murah, kecepatan dan kemudahan pembangunan, pemeliharaan mudah, elemen struktur dapat dilipat (ringkas) sehingga dapat disimpan dalam gudang dengan ukuran 3x3 m2. Berdasarkan kelebihan tersebut sistem struktur ini dapat dikembangkan terutama untuk kegunaan sementara seperti penggunaan untuk menampung korban bencana. Eksperimen dilanjutkan dengan Penelitian Hibah Bersaing DIKTI Tahun 2008-2010 yang menghasilkan prototipe struktur pneumatik yang ditumpu oleh udara. Prototipe ini dapat dibangun hanya dalam waktu 30 menit, bangunan seluas 150 m2 siap menampung 50 orang. Kelemahan dari prototipe ini adalah penggunaan pintu rigid yang harus kedap udara sehingga menyulitkan penduduk yang relative awam untuk membiasakan diri keluar masuk dari tenda gelembung.
Hasil riset Purwanto yang dituangkan dalam tulisan berjudul “Perkembangan Struktur Pneumatik Memperkaya Desain Arsitektur” (Purwanto, 2000) menyampaikan kemungkinan penerapan dan pengembangan struktur pneumatic di Indonesia, antara lain kondisi iklim di Indonesia, terutama masalah angin, bukanlah masalah yang berarti dan dapat diperhitungkan
dengan perhitungan tekanan dalam struktur pneumatik. Hal-hal yang perlu dipertimbangkan dalam penggunaan struktur pneumatik di Indonesia, antara lain perilaku, kondisi sosial masyarakat Indonesia perlu ditingkatkan terutama dalam pemeliharaan bangunan. Aspek keisengan masyarakat dalam memandang dan memperlakukan bangunan/fasilitas umum sering menimbulkan kerusakan. Namun, masyarakat perlu dibiasakan dan dikenalkan dengan sistem struktur baru ini sehingga dapat belajar pada satu kondisi, bentuk, perilaku atau peradaban baru.
Alain Chassagnoux dan kawan-kawan dalam “Teaching of Morphology” (Chassagnoux et.al., 2002) menjelaskan bahwa untuk mempelajari bentuk-bentuk arsitektur kontemporer yang menggunakan struktur non-konvensional. Para dosen bisa mengajak mahasiswa untuk melakukan eksperimen model sehingga mendapatkan pengalaman “membentuk” bangunan menggunakan elemen/komponen yang dirancang sendiri oleh mahasiswa. Dengan studi bentuk bangunan melalui studi geometri dan sains akan memberikan pengalaman pembentukan struktur bangunan yang sulit dilakukan dan hiperhitungkan secara matematis.
Penanganan terhadap penduduk yang menjadi korban bencama alam sangat diperlukan, antara lain dalam bentuk penampungan sementara sehingga penduduk dapat merasa aman dan nyaman berada. Selama ini penanganan penampungan penduduk dilakukan dengan menggunakan bangunan-bangunan umum (misalnya gedung pertemuan, sekolah, dan lain-lain) serta tenda-tenda daruratyang kemampuan tampungnya hanya sedikit jumlahnya (antara 10 hingga 15 orang). Pembangunan tenda dan bangunan darurat sering terhambat pelaksanaannya karena keterbatasan penyediaan dan keterbatasan jumlahnya sehingga tidak seluruh penduduk korban bencana segera dapat ditampung di tempat yang aman dan nyaman. Oleh karena itu diperlukan sarana penampungan penduduk korban bencana yang dapat menampung sejumlah besar penduduk dan dapat dibangun dalam waktu yang singkat. Penggunaan bangunan air inflated
structure merupakan salah satu solusi yang tepat mengingat sebuah tenda tiup berukuran 6m x
10m dapat menampung 50 orang penduduk dan perlengkapan darurat lainnya. Bangunan tenda darurat berupa air inflated structure ini diharapkan dapat mempermudah pemerintah dalam menangani masalah bencana dan akan menjadi model fasilitas penanggulangan bencana pada skala lokal (Surabaya), regional (Jawa Timur) maupun nasional bahkan pada taraf internasional yang hingga kini belum banyak dilakukan penyiapan fasilitas daurat serupa. Penyebarluasan teknologi dan perlengkapan tenda darurat menggunakan bangunan air inflated structure ini pada skala nasional akan sangat membantu pihak pemerintah dan masyarakat dimana sewaktu-waktu terjadi musibah bencana akan cepat dapat teratasi masalah penampungan penduduk korban bencana tersebut.
Tabel 1: Tahapan, Luaran, dan Indikator Capaian Penelitian
Tahapan Penelitian Luaran Indikator
Capaian 2013 Perancangan, Pembuatan
dan Pengujian Air
Inflated Structure
Prototipe Air
Inflated Structure
1 unit Prototipe Air
Inflated Structure
telah diuji Lab
2014 Pengujian dan
Pengembangan Prototipe
Air Inflated Structure di
wilayah rawan bencana
Bersama BUMD melakukan Pengujian dan Pengembangan Prototipe Air Inflated Structure di Kab Blitar
1 unit Prototipe Air
Inflated Structure
yang telah diuji dan digunakan di Kab
Tabel 2. Variabel dan Uji Penelitian
Variabel Cara Pengujian Alat Uji
a. Kekuatan dan ketahanan bahan membran struktur b. Efisiensi Sistem dan Komponen Struktur c. Kecepatan proses pengangkutan, perakitan, pemasangan, pembongkaran d. Kondisi termal bangunan dan kenyamanan termal pengguna untuk fungsi bangunan Penampungan Korban Bencana
Pemilihan jenis bahan membran yang paling kuat dan tahan
• uji kekuatan bahan
• uji ketahanan terhadap cuaca
Pemilihan terhadap berbagai katagori untuk mendapatkan yang paling efektif. • Komponen struktur
• Jenis sambungan
• Waktu dan sistem pembuatan • Waktu dan sistem pengangkutan • Waktu dan sistem perakitan • Waktu dan sistem pemasangan • Waktu dan sistem pembongkaran
• Meneliti kondisi bangunan tenda sebelum dan selama dihuni: suhu dan kelembaban di dalam dan luar
bangunan
• Meneliti aspek kenyamanan termal penghuni selama berada di dalam bangunan Uji tarik >100 kg Uji bakar >70% Kualitatif: Memperhatikan kemudahan dan efisiensi dalam membuat dan memasang Stopwatch Kuantitatif: Termometer
Hasil dan Pembahasan
Gambar 2. Pabrikasi Tenda 21 Hari
Gambar 3. Instalasi 3menit & Pemasangan 3menit
Gambar 5. Grafik Suhu Ruangan Air Inflated Structure Desember 2013 Pengujian di Lab Teknik Sipil Univ Narotama Surabaya
Gambar 6. Grafik Suhu Ruangan Air Inflated Structure Juli 2014 Pengujian di Lab Bahan Univ Merdeka Malang
Gambar 7. Grafik Suhu Ruangan Air Inflated Structure Agustus 2014 Pengujian Lapangan di Area Kantor BUMD Kab Blitar
Kesimpulan
Bangunan air inflated structure di wilayah rawan bencana sangat sesuai, disebabkan kecepatan, kemudahan dan kenyamanan dalam menampung korban bencana. Terbukti dalam Uji
Laboratorium dan Uji Lapangan didapatkan hasil yang handal meliputi kuat uji tarik hingga 218,3 kg, daya tahan material >700C, instalasi 3menit, pemasangan 3menit dan pembongkaran 3menit serta suhu dalam ruangan <350C. Bangunan air inflated structure dapat menjadi prototipe nasional sebagai Rumah Sakit Darurat dan Sekolah Darurat. Penggunaan bahan tarpaulin dan PVC sangat fleksibel dan kuat sehingga memudahkan proses pengangkutan, pemasangan dan pembongkaran kembali di wilayah rawan bencana, dalam
packaging yang simpel dan mudah digunakan. Namun penggunaan bahan tarpaulin dan PVC
pada bangunan air inflated structure memerlukan informasi atau sign agar terhindar dari bahaya kebocoran dan kebakaran akibat barang-barang yang mudah terbakar, kegiatan merokok maupun mengelas didekat area tenda
Daftar Pustaka
1. Arief M, Nur, 2010, Gempa Bumi, Tsunami dan Mitigasinya, Jurnal Geografi Vol.7
No.1 ISSN 2085-191X, Universitas Negeri Semarang
2. Budiyanto, Hery, 1992, Kajian dan Perancangan Bangunan dengan Konsep Struktur
Pneumatik yang Ditekankan pada Aspek Teknik dan Metoda Konstruksi, Kasus Studi: Struktur Atap Pneumatik Membran Tunggal yang Ditumpu Udara pada Gedung Olah Raga, Tesis S2, Institut Teknologi Bandung
3. Budiyanto, Hery, 2007, Ujicoba Model Dan Prototipe Tenda Pneumatik Sistem Knock
Down Sebagai Bangunan Penampungan Sementara Untuk Korban Bencana, Laporan
Penelitian Hibah Kompetisi A2, Jurusan Teknik Arsitektur Unmer Malang
4. Budiyanto, Hery, 2010, Pembuatan Tenda Pneumatik Sistem Knock Down Yang
Ringkas Dan Cepat Bangun Sebagai Bangunan Penampungan Sementara Untuk Korban Bencana, Laporan Penelitian Hibah Bersaing Tahun 2008-2010, Jurusan
Teknik Arsitektur Unmer Malang
5. Chassagnoux, Alain, et.al, 2002, Teaching of Morphology, International Journal of
Space Structures, Vol.17 No. 2 & 3, Multi Science Publishing Ltd., Brendwood (UK)
6. Dent, Roger N, 1971, Principles of Pneumatic Architecture, Elsevier Publishing Company, London
7. Departemen Kesehatan, Sekretariat Jenderal, 2001, Standar Minimal Penanggulangan Masalah Kesehatan Akibat Bencana dan Pengungsi, Jakarta: Pusat
Penanggulangan Masalah Kesehatan
8. Herzog, Thomas, 1976, Pneumatic Structures, a handbook for the architect and
engineer, Crosby Lockwood Staples, London
9. Intent, 2005, Membran Structures, Kortrijk, Intent Inc., Belgia
10. Itek, 2005, Air Cell Technology, Inflatable Technology-USA Inc., Pennsylvania
11. Kent, Rudolph, 1994, Kesiapan Bencana: Program Pelatihan Manajemen Bencana, Edisi Kedua, UNDP, Jakarta
12. Luchsinger, Rolf H. et.al., 2004, Pressure Indicated Stability: From Pneumatic Structure to Tensairity, Article No.JBE-2004-025, Journal of Bionic Engineering.
Vol.1. No.3, hal.141-148, Jilin University - Nanling Campus, Changchun PR China
13. Otto, Frei, 1973, Tensile Structures, The MIT Press, Cambridge
14. Priambodo, Arie, 2009, Panduan Praktis Menghadapi Bencana, Penerbit Kanisius, Yogyakarta
15. Purwanto, 2000, Perkembangan Struktur Pneumatik Memperkaya Desain Arsitektur. Jurnal Dimensi Vol 28 No. 1, Universitas Kristen Petra, Surabaya
16. Salvadori, Mario, 1981, Structural Design in Architecture, Prentice Hall Inc, New Jersey
17. Schodek, Daniel, 1980, Structures, Prentice Hall. Inc., New Jersey
18. Schueller, Wolfgang, 1983, Horizontal Span Building Structures, John Wiley & Sons, New York
19. Sugiantoro R, Purnomo H, 2010, Manajemen Bencana: Respon dan Tindakan
Terhadap Bencana
20. Sukawi, 2011, Struktur Membran dalam Bangunan Bentang Lebar, Jurnal Modul
Vol.11 No.1. ISSN:0853-2877, Universitas Diponegoro, Semarang
21. Zuhri, Syaifudin, 2010, Dasar-dasar Tektonik: Arsitektur dan Struktur, Yayasan Humaniora, Klaten
Malang, 20 Desember 2014
Nomer
: ITN.12.011/II.SENATEK/2014
Perihal
: Konfirmasi Penerimaan Makalah
Lampiran
: -
Kepada :
Kepada
: Yth. Sdr/i. M.Ikhsan Setiawan
Program Studi Teknik Sipil, Universitas Narotama Surabaya
di-
Surabaya
Dengan hormat,
Bersama ini kami sampaikan bahwa makalah Saudara/i yang berjudul :
Pengembangan Bangunan Air Inflated Structure Sebagai Fasilitas Tanggap Bencana, telah direview dan diterima untuk diikutsertakan pada acara Seminar Nasional Teknologi (SENATEK) 2015 yang akan diselenggarakan pada:
