1
A.
SISTEM UTILITAS
Pencahayaan alami dapat juga diartikan sebagi cahaya yang masuk kedalam ruangan pada bangunan yang berasal dari cahaya matahari. Sebelum masuk kedalam ruangan melalui bukaan, cahaya ini dapat diproses terlebih dahulu dengan menggunakan “shading” . Shading dimaksud sebagai penyaring cahaya yang masuk kedalam ruangan sehingga menghasilkan kualitas pencahayaan pada ruangan yang diinginkan. Dalam sebuah rumah tinggal, sinar matahari ini dapat digunakan sebagai sumber penerangan alami maupun untuk sumber energi (solar heater, misalnya).
Untuk penerangan alami di dalam rumah, sumber penerangan dapat dibedakan menjadi dua jenis. Yang pertama adalah sinar matahari itu sendiri, dan yang kedua adalah terang langit.
Sinar Matahari
Sinar matahari sebagai sumber penerangan alami yang utama, dapat dimanfaatkan di sepanjang arah pergerakannya dalam sehari, dari arah Timur ke Barat. Sinar matahari merupakan sumber penerangan alami yang memiliki tingkat kecerahan paling tinggi. Bahkan karena tingginya, bisa juga menimbulkan masalah.
Masalah yang timbul, pertama adalah silau. Jika sinar matahari jatuh pada sebuah permukaan yang mengkilap, maka ia akan terpantulkan dan menimbulkan rasa silau. Untuk itu, sedapat mungkin hindari jatuhnya sinar matahari di permukaan yang licin dan mengkilap, seperti logam, permukaan lantai (keramik, marmer, dsb.) dan genangan air.
Masalah kedua ialah, sinar matahari selalu datang dengan membawa panas matahari. Jika sinar matahari yang masuk ke dalam bangunan adalah sinar matahari antara pukul 06.00 sampai 10.00 pagi, maka panas yang masuk ke dalam rumah adalah panas yang dapat menyehatkan ruangan. Namun sebaliknya, jika yang masuk ke dalam rumah adalah sinar matahari pada pukul 15.00 sampai pukul 17.00, maka panas matahari yang dihasilkan tidak menyehatkan dan patut dihindari.
Oleh karena itu, bangunan yang menghadap ke arah Timur adalah bangunan yang lebih baik jika dibandingkan dengan bangunan yang menghadap ke arah Barat. Bangunan yang menghadap ke Barat harus menghindari masuknya sinar matahari sore. Karena itu, masalah masuknya sinar matahari ke dalam bangunan akan lebih sulit dipecahkan dan memerlukan banyak material supaya panas sore tidak masuk ke dalam bangunan.
2
Kesulitan untuk menahan masuknya matahari dari arah Barat adalah tidak memungkinkannya penambahan teritisan bangunan, karena sudut jatuh sinar matahari sore sangat rendah. Jalan satu-satunya untuk menghalangi masuknya sinar matahari sore adalah dengan membuat penghalang vertikal. Penghalang vertikal ini bisa diterapkan dengan membuat jalusi, baik dengan papan krepyakatau dengan tanaman rambat, sehingga cahaya tetap ada yang masuk ke dalam dan ruangan tidak menjadi gelap gulita. Jika panas matahari sore sama sekali tidak dapat dihindari untuk masuk ke dalam ruangan, maka dapat diusahakan langkah penetralisir, dengan memanfaatkan pergerakan udara melalui ventilasi yang cukup.
Terang Langit
Terang langit adalah terang yang didapat akibat pantulan sinar matahari terhadap partikel-partikel udara. Terang langit ini didapat dari sisi Utara dan Selatan sebuah bangunan. Terang langit relatif tidak menimbulkan banyak masalah, karena sinar yang masuk ke dalam bangunan tidak membawa panas. Namun tingkat kecerahannya tidak secerah terang dari sinar matahari. Untuk memasukkan cahaya alami dari terang langit secara maksimal ke dalam rumah, dapat dibuat bukaan-bukaan atau lubang dinding (seperti jendela, jalusi, dll.) pada sisi Utara dan Selatan bangunan dengan desain dan penempatan yang benar.
Namun perlu diingat bahwa sebenarnya lintasan matahari tidak selamanya tegak lurus, kecuali daerah tepat di katulistiwa (seperti kota Pontianak yang terletak tepat di katulistiwa). Jika sebuah kota contoh : Jakarta, yang terletak sekitar 6° Lintang Selatan, maka lintasan matahari akan sedikit condong ke Selatan sekitar bulan Oktober sampai April, dan condong ke Utara sekitar bulan April sampai Oktober. Dengan posisi ini maka pada bulan Oktober sampai April, terang langit di sisi Selatan akan lebih cerah dibandingkan pada sisi Utara. Demikian pula sebaliknya di bulan April sampai Oktober, terang langit di sisi Utara lebih cerah dibandingkan sisi Selatan.
Perbedaan tinggi atap dapat digunakan untuk memasukkan penerangan alami. Pembuatan lubang dinding untuk memasukkan cahaya alami ke dalam ruangan dengan perbedaan atap ini harus tetap memperhatikan panjang teritisan dan ketinggian jendela terhadap atap di bawahnya, agar tetap dapat menghalangi sinar matahari yang tidak diinginkan.
3 Aplikasi Cahaya Matahari Dalam Kaitan Kenyamanan Arsitektur Tropis
Indonesia
Krisis energi yang dialami oleh negara kita saat ini mengakibatkan kurangnya energi listrik. Lebih dari 60 % energi listrik dikonsumsi oleh permukiman. Menyikapi hal ini, kita perlu mengedepankan penghematan energi. Ketika mendesain rumah, hemat energi juga perlu dipertimbangkan. Salah satu cara menghemat energi adalah mengurangi konsumsi listrik untuk penerangan di siang hari, sehingga tidak boros listrik. Keuntungan lainnya adalah penghematan ini juga menghemat dana sewa listrik. Langkah yang perlu diambil adalah memaksimalkan pencahayaan alami (dari cahaya matahari). Dengan cara alami kita dapat memanfaatkan sinar matahari. Sinar matahari yang masuk ke ruangan sendiri sebenarnya terdiri dari beberapa unsur :
Sinar matahari yang langsung tanpa halangan apapun
Sinar matahari yang bersasal dari pantulan awan
Sinar matahari refleksi luar, yakni hasil pantulan cahaya dari benda-benda yang berdiri diluar dan masuk kedalam ruangan melalui bukaan-bukaan
Sinar matahari refleksi dalam, yakni hasil pemantulan cahaya dari benda dekat sekitar bangunan maupun elemen benda dari dalam ruangan itu sendiri. Termasuk disini cahaya terpantul dari tanah, pepohonan, pengerasan halaman, rumput, taman, dan sebagainya yang terpantul lagi ke bagian bangunan dan dipantulkan ke dalam bidang kerja dalam runagan.
Faktor pencahayaan alami siang hari adalah perbandingan tingkat pencahayaan pada suatu titik dari suatu bidang tertentu di dalam suatu ruangan terhadap tingkat pencahayaan bidang datar di lapangan terbuka yang merupakan ukuran kinerja lubang cahaya ruangan tersebut. Faktor pencahayaan alami siang hari terdiri dari 3 komponen meliputi :
1. Komponen langit (faktor langit-fl) yakni komponen pencahayaan langsung dari cahaya langit
2. Komponen refleksi luar (faktor refleksi luar - frl) yakni komponen pencahayaan yang berasal dari refleksi benda-benda yang berada di sekitar bangunan yang bersangkutan.
3. Komponen refleksi dalam (faktor refleksi dalam frd) yakni komponen pencahayaan yang berasal dari refleksi permukaan-permukaan dalam
4
ruangan, dari cahaya yang masuk ke dalam ruangan akibat refleksi benda-benda di luar ruangan maupun dari cahaya langit
Dengan demikian penerangan yang memanfaatkan sinar alami, sinar pantul merupakan hal yang perlu diperhatikan dan diprioritaskan penggunaannya. Salah satu lemen bangunan yang berkaitan erat dengan sinar pantul ini adalah permukaan bidang tanah/halaman terutama yang letaknya dengan bangunan. Untuk itu perlu dipikirkan kemungkinan pemilihan material halaman untuk penyelesaian detail dari rancangan halaman atau lansekap bangunan. Perlu diketahui bahwa sinar pantul dari bidang tanah tersebut, akan dipantulkan ke langit-langit/plafon di dalam bangunan yang pada gilirannya akan dipantulkan ke bidang kerja dalam ruangan. Dengan demikian, kedua hal tersebut yakni bidang tanah dan bidang plafon/langit-langit bangunan merupakan dua hal yang berkaitan dalam pemecahan penerangan alami bangunan.
Cahaya matahari yang datang melalui jendela banyaknya ditentukan oleh besar dan bentuk jendelanya. Besarnya jendela perlu diperkirakan untuk mencukupi kebutuhan cahaya matahari. Bentuk jendela memanjang keatas menyebabkan cahaya masuk cukup banyak, namun distribusi cahayanya kurang baik. Bentuk jendela memanjang kesamping lebih efektif untuk memberikan pencahayaan optimal. Disamping itu, penutup jendela juga memberi kontribusi pada gelap terang suatu ruangan. Sebaiknya, jendela memiliki tirai, atau penutup lain yang dapat diatur sehingga tingkat terang dan gelap dalam ruangan dapat diatur pula.
Bahan penutup jendela juga berperan dalam masuknya pencahayaan. Kaca bening adalah bahan terbaik untuk meneruskan cahaya kedalam ruangan, meneruskan cahaya hingga 90%. Kaca berwarna dapat mengurangi cahaya yang masuk menjadi sangat kecil hingga 10%, misalnya kaca hitam. Bahan buram seperti plastik, kaca buram atau fiber glass putih juga menyerap cahaya hingga hanya 30%. Artinya, semakin bening kacanya, semakin dapat meneruskan cahaya kedalam. Untuk ruang yang tersembunyi atau kurang pencahayaannya, lebih baik tidak memakai kaca berwarna atau buram.
Selain bahan penutup jendela, bahan lain yang perlu dipertimbangkan adalah finishing tembok, warna perabot, langit-langit dan lantai. Pada dasarnya
5
warna terbaik untuk memantulkan cahaya adalah warna putih, sehingga tembok berwarna putih sangat baik untuk meminimalkan pencahayan buatan. Warna hitam adalah warna terburuk untuk memantulkan cahaya, sehingga ruangan lebih gelap. Warna-warna pastel sering dipilih karena cukup baik memantulkan cahaya dan kesan ruangan menjadi hangat.
Perabot juga perlu mendapat perhatian dengan warna sesuai. Warna perabot yang muda, seperti warna pastel, akan membantu memantulkan cahaya lebih baik sehingga pencahayaan alami lebih efektif. Untuk ruangan yang sempit dan agak gelap, perabot berwarna muda akan membantu memaksimalkan pencahayaan. Di perkotaan, karena seringkali ruang-ruang tidak mendapatkan sinar matahari langsung, maka pencahayaan banyak bergantung pada pantulan cahaya dari permukaan tanah, perkerasan atau dari bangunan sekitarnya. Bila hal ini terjadi langkah yang perlu diambil adalah memaksimalkan pantulan dari perkerasan atau tanah tersebut menggunakan bahan yang memantulkan cahaya dengan baik, misalnya warna putih untuk perkerasan yang memantulkan cahaya (memantulkan cahaya hingga 70%). Rumput tidak terlalu bagus untuk memantulkan cahaya (hanya 6%). Hal ini perlu dikonsultasikan dengan arsitek yang menangani desain rumah.
Desain Bangunan dengan Pencahayaan Alami
Setelah mengetahui karakteristik dari sumber pencahayaan alami tersebut, berikut dengan kelebihan dan kekurangannya masing-masing, maka selanjutnya Anda dapat membuat desain pembukaan jendela.
Untuk bangunan yang menghadap ke arah Timur, sebaiknya sinar matahari yang masuk hanya sebatas sinar matahari pukul 09.00 atau sinar matahari dengan sudut sekitar 45° . Lebih dari pukul 10.00, sinar matahari yang masuk ke dalam rumah sebaiknya dihalangi dengan membuat teritisan yang cukup panjang dan mengatur posisi ketinggian jendela terhadap lantai.
Posisi ketinggian jendela dan panjang teritisan yang efisien untuk memasukkan sinar matahari sebagai pencahayaan alami yang ideal. Kemudian secara umum, pada sisi Selatan dan Utara rumah sebaiknya dibuatkan jendela semaksimal mungkin, agar cahaya dari terang langit dapat masuk dan menerangi ruangan dalam rumah dengan sempurna. Untuk membuat
6
pencahayaan alami di ruang-ruang yang ada di bagian tengah rumah dan terhimpit di antara ruang-ruang, dapat diterapkan pembuatan perbedaan ketinggian atap. Alternatif lain adalah dengan menggunakan genteng kaca atau atap fiberglass.
B.
KOMPONEN UTILITAS
Utilitas Bangunan adalah segala kelengkapan fasilitas atau perlengkapan yang menunjang keamanan dan kenyamanan dari segi pencahayaan dan penginstalasian dalam sebuah bangunan.
Alami
1. Ventilasi Udara
Pencahayan alami dalam sebuah bangunan dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi dari ventilasi udara dengan baik. Seperti membuat letak ventilasi menghadap ke arah matahari terbit.
2. Glass block
Glass block dapat digunakan sebagai salah satu alternatife untuk menyalurkan cahaya matahari agar bisa masuk ke dalam rumah. Selain itu, glass block juga memberi sentuhan cahaya yang dingin pada ruangan dalam suatu bangunan. 3. Genteng Kaca
Selain menggunakan ventilasi udara dan glass block pencahayaan secara alami dapat juga menggunakan pemasangan genteng kaca. Dan masih banyak lagi peralatan yang menunjang kenyamanan dan keamanan dari sebuah utilitas bangunan
Buatan
Pencahayaan buatan dalam sebuah bangunan biasanya dengan menggunakan bantuan lampu, lilin, oblek ataupun obor. Pencahayaan buatan sangat diperlukan ketika pencahayaan alami tidak berfungsi, seperti pada waktu malam hari. Maka pencahayaan secara buatan yang berfungsi sebagai penerang dalam suatu bangunan.
1. Lampu
Lampu adalah suatu komponen cahaya buatan yang berperan sebagai sumber cahaya. Jenis-jenis lampu yang banyak digunakan, khususnya rumah tinggal adalah :
7
Lampu pijar adalah jenis lampu sebagai sumber cahaya buatan yang dibangkitkan dengan mengalirkan arus listrik ke kawat wolfram sehingga terjadi panas dan cahaya. Kawat ini mempunyai ketahanan titik lebur sampai dengan 3.655 °K. Bila suhu melebihi suhu tersebut maka kawat akan terputus. Umur dari lampu ini rata-rata 1000 jam nyala. Oleh karena itu, lampu pijar juga dikatakan sebagai jenis lampu yang memproduksi cahaya dengan pemanasan benda/filament oleh arus listrik sehingga berpijar. Di dalam bola lampu ini berupa hampa udara yang berfungsi menghentikan oksidasi kawat pijar. Suhu warna lampu ini 2.500-2.700 °K (hangat). Kelebihan lampu ini adalah murah, sedangkan kekurangannya adalah cahaya yang dihasilkan kurang terang dan boros energi.
Lampu Neon
Lampu neon adalah lampu yang sitem kerjanya menggunakan kawat pijar tungsten sebagai katoda. Tabung neon di dalamnya mengeluarkan uap merkuri bertekanan rendah dan memancarkan sinar ultraviolet. Untuk mengurangi atau menyerap radiasi ultraviolet, pada dinding tabung neon dilapisi fosfor tipis.
2. Starter
Starter adalah alat yang digunakan untuk pemanasan awal dari elektroda lampu dan memberikan tegangan puncak sehingga dapat memicu pelepasan electron didalam lampu. Ada dua jenis starter yaitu starter elektronik dan starter glow switch yang digunakan untuk lampu fluorescent.
3. Ballast
Ballast yaitu alat yang dipasang pada lampu TL dan jenis lampu pelepasan gas yang berfungsi sebagai arus listrik dalam pengoprasian lampu tersebut. Ballast terdiri dari dua jenis yaitu ballast resistor dan ballast induktif.
4. Kabel
Kabel adalah komponen listrik yang berfungsi menghantarkan energi sampai kesumber cahaya.
8
C.
LAYOUT/STRUKTUR UTILITAS
Pencahayaan alami merupakan pencahayaan yang bersumber dari sinar matahari. Sinar alami mempunyai banyak keuntungan, selain menghemat energi listrik juga dapat membunuh kuman. Untuk mendapatkan pencahayaan alami pada suatu ruang, diperlukan jendela-jendela yang besar dan dinding kaca sekurang-kurangnya 1/6 dari luas ruangan tersebut. Berikut ini adalah macam-macam struktur yang diperlukan untuk mendapatkan pencahayaan alami :
Ventilasi Udara
Pencahayan alami dalam sebuah bangunan dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi dari ventilasi udara dengan baik. Seperti membuat letak ventilasi menghadap ke arah matahari terbit.
Glass block
Glass block dapat digunakan sebagai salah satu alternatife untuk menyalurkan cahaya matahari agar bisa masuk ke dalam rumah. Selain itu, glass block juga memberi sentuhan cahaya yang dingin pada ruangan dalam suatu bangunan.
Genteng Kaca
Selain menggunakan ventilasi udara dan glass block pencahayaan secara alami dapat juga menggunakan pemasangan genteng kaca. Dan masih banyak lagi peralatan yang menunjang kenyamanan dan keamanan dari sebuah utilitas bangunan.
Bukaan seperti pintu dan jendela
Dimana jendela merupakan perantara sinar matahari yang berasal dari luar sehingga bisa masuk ke dalam ruangan. Berikut Beberapa tipe & model dari jendela rumah :
9
Fixed Window
Fixed Window, atau jenis jendela mati adalah tipe jendela yang tidak berventilasi sehingga hanya bisa memasukan sumber cahaya, Karena tidak bisa memasukan sirkulasi udara
pengunaan tipe jendela ini sebaiknya perlu di pertimbangkan sebaik mungkin.
Sliding Window
Sliding Window, sesuai dengan namanya sliding window atau jendela geser dibuka tutupdengan cara di geser secara horizontal.
Double Hung Window
Double Hung Window, merupakan jendela yang terdiri atas 2 daun di susun vertikal dan di operasikan dengan cara menggeser salah satu daun jendela secara vertikal.
10
Single Hung Window
Single Hung Window, adalah jendela yang memiliki bentuk fisik yang sama dengan Double Hung Window yang membedakannya adalah hanya 1 daun yang dapat di geser, Single Hung
Window hanya bisa menyediakan 50% bukaan Sliding Window, Sesuai dengan namanya sliding window atau jendela geser di buka-tutup dengan cara di geser secara vertikal.
Casement window
Casement Window, atau jendela ayun memiliki daun jendela yang salah satu sisinya terkait dan di operasikan dengan cara di ayun keluar atau ke dalam. Kelebihan jendela ini mampu
11
Awning and Hopper Window
Awning and Hopper Window, Tipe jendela ini memiliki prinsip kerja yang mirip dengan jendela ayun hanya saja sisi jendela yang di kaitkan adalah sisi atas atau bawahnya.
French Window
French Window, adalah tipe jendela dengan sepasang jendela ayun yang di juga berfungsi sebagai aksen keluar masuk. Karena memiliki fungsi ganda sebagai pintu ruang kamar tidur merupakan lokasi yang tepat untuk French Window karena sebagian besar bukaan mengarah ke dalam, Biasanya aplikasi jendela ini menghadap ke taman yang berdekatan dengan kamar
12
Pivoted window
Pivoted Window, merupakan tipe jendela yang daun jendelanya dapat berputar 90 derajat atau 180 derajat secara horinsontal maupun vertikal.
Jalousie Window adalah jendela yang memiliki pelat-pelat panjang horizontal (Sirip) dari kayu yang tersusun rapat.
Jalouise window
Jalouise Window, merupakan tipe jendela yang daun jendelannya dapat berputar 90 derajat atau 180 derajat secara horizontal maupun vertikal. type classic yang tetap trend saat ini
13
Bay Window
Bay Window, Sesuai namanya tipe jendela Bay Window selalu menjorok ke depan.
Bow Window
Bow Window, merupakan tipe jendela yang hampir mirip dengan Bay Window hanya saja perbedaannya terletak pada format jendelanya di buat melengkung.
14
Ox-eye Window
Ox-Eye Window, adalah jendela kecil yang berbentuk lingkaran, bundar atau oval sering di sebut juga Oeil de boeuf window biasanya aplikasi tipe jendela satu ini menggunakan elemen
kaca patri, kaca warna-warni dan kaca transparan, biasanya terlihat serta terpasang di lantai paling atas.
Ribbon window
Ribbon Window, Tipe jendela satu ini selalu bentuk horizontal memanjang seperti pita, jendela ini bisa di buat bersegmen atau menerus tanpa segmen keberadaan tipe jendela
15
Garden Window
Garden Window , Sinar matahari dari keempat sisi Jendela Taman Anda memungkinkan Anda untuk memelihara tanaman hijau Anda atau hanya menambahkan dimensi baru yang menarik untuk Rumah sesuai tampilan dan nuansa dari lingkungan rumah Anda. Desain hemat energi membantu jendela sangat ideal untuk tumbuh bunga favorit Anda dan tanaman. desainya juga tersedia dengan rak kaca yang indah.
16
D.
KAPASITAS
Ada 3 cara menghitung kebutuhan cahaya disebuah ruangan:
o Pertama, kita harus menghitung berapa luas jendela yang ada di ruangan tersebut. Jendela yang dihitung adalah semua jendela baik yang berhadapan langsung dengan luar rumah maupun tidak.
o Kedua, Hitung berapa nilai perbandingan antara luas jendela dengan luas lantai. Setelah didapat hasilnya, cek apakah nilainya lebih besar dari nilai perbanduingan yang disyaratkan??? Nilai yang disyaratkan adalah 1/12 atau 9%. Bila nilainya dibawah angka tersebut, maka kapasitas cahaya di dalam ruangan tersebut tidak mencukupi.
o Ketiga, Hitung berapa kapasitas cahaya di ruangan itu berdasarkan Variable luas jendela. Caranya adalah mengalikan total luas jendela di ruangan dengan kapasitas cahaya matahari yang masuk ke dalam ruangan yang besarnya adalah 1500 lux. Sekarang bandingkan apakah kapasitas hasil perhitungan itu lebih besar dari kapasitas yang diijinkan. Bila ya, maka kapasitas cahaya di ruangan kita sudah mencukupi.
Contoh :
Kita ambil sebagai contoh adalah sebuah ruang tidur dengan ukuran 3 x 3 meter dan mempunyai jendela di sisi kanannya dengan ukuran 2 x 1 meter. Apakah ukuran jendela tersebut memenuhi/mencukupi kebutuhan cahaya di ruangan tersebut??? mari kita hitung :
Luas jendela : 2x1 = 2 meter2 Luas ruangan : 3x3 = 9 meter2
Nilai perbandingan (luas jendela/luas ruangan) = 2:9 = 0,22
Karena hasilnya lebih besar daripada nilai perbandingan yang disyaratkan, maka dapat langsung dihitung kebutuhan cahaya ruangan ini. Kebutuhan cahaya ( 0,22 x 1500 lux ) = 330 lux. Kebutuhan cahaya minimal adalah 125 lux. Dengan demikian, ruang tidur tersebut cahayanya sudah tercukupi dengan adanya jendela berukuran 2 x 1 meter.
