Fisika Bangunan

FISIKA BANGUNAN 1 PENCAHAAN ALAMI DALAM BERARSITEKTUR (STUDI KASUS:KANTOR BUPATI KUPANG)

2016

NAMA:YOHANES WOWA NIM :1506090001 JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR UNIVERSITAS NUSA CENDANA

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Isu

lingkungan

dan

krisis

energi

dewasa

ini

semakin

kerap

diperbincangkan,di samping isu pemanasan global. Ketiga isu ini sesungguhnya saling terkait satu sama lain. Ketiga isu itu pula yang memacu berbagai pihak untuk berusaha lingkungan, mengurangi emisi karbon, serta mencari berbagai energi altematif yang dapat menggantikan peran dari energi fosil yang semakin terbatas ketersediaannya. Dalam bidang arsitektur pencahayaan merupakan suatu elemen dasar yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu ruang, karena arsitektur merupakan hasil dari, dan untuk manusia, dimanamanusia tidak dapat melihat adanya faktor eksternal yaitu cahaya.tanpa cahaya semuanya akan menjadi gelap dan tidak terlihat apapun.sayangnya perancangan selama ini lebih banyak melihat darisegi fungsi semata, padahal ada segi lain yang dapat dimanfaatkan dari cahaya yaitu dari segi kualitas.dengan kualitas yang baik pencahayaan dapat memeberi efekefek psikologis yang dapat mempengaruhi emosi dan rasa manusia.Setiap bangunan atau ruang tentu memiliki perbedaan kualitas ruang yang ingin dicapai, bergantung pada fungsi dan peruntukan ruang tersebut. Disamping itu juga merupakan tantangan bagi perancang untuk memasukan cahaya alami dengan hati-hati, mengingat karya-karya seni yang umumnya berasal dari material yang memiliki warna dan karakter tertentu yang memiliki kepekaan terhadap cahaya dan panas. Saya melihat suatu perubahan yang menarik bagaimana perubahan arsitektur

terutama

dalam

bidang

pencahayaan

dalam

sebuah

gedung

perkantoran.bagaimana seorang arsitek merancang sedemikian rupa sehingga pencahayaan alami dapat terintegrasi dengan pencahayaan buatan dalam sebuah perkantoran.dan memanfaatkan untuk memberikan efek-efek yang mempengaruhi persepsi visual manusia didalamnya.

1.2 Rumusan Masalah 1.2.1 bagaimana penerapan sistem pencahayaan alami dalam arsitektur? 1.2.2 bagaimana strategi dasar pencahayaan alami dalam perancangan? 1.3 Tujuan Tujuan dari penulisan makalah ilimiah ini bertujuan untuk menggali dan menjabarkan sejauh mana peranaan dan penerapan cahaya alami dalam gedung kantor bupati kupang serta pengaruhnya terhadap persepsi visual manusia dalam ruang tersebut.dari makalah ini saya berharap dapat menanmbah wawasan perancang dalam merancang pencahayaan tidak berbatas pada pencahayaan buatan saja dan tidak hnya sebagai penerang ruangan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Umum Pencahayaan Cahaya merupakan suatu kebutuhan dasar bagi manusia agar dapat melihat lingkungan sekitarnya. 2.1.1 cahaya Cahaya adalah suatu perpindahan energi yang dapat merangsang indera penglihatan manusia untuk menghasilkan suatu gambaran visual.cahaya adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang dapat dilihat oleh indra penglihatan manusia, yang memiliki panjang gelombang berkisar antara 0,38-0,77 µm.(moree, 1991). 2.1.2 iluminasi (illuminance) dan luminasi (luminance) Iluminasi adalah perbandingangan besar intensitas cahaya pada suatu sumber cahaya dengan luas bidang sumber cahaya.unit pengukuran untuk iluminasi dinyatakan dalam lux (lumen/meter persegi), ukuran yang biasa digunakan untuk mengukur kuat intensitas cahaya dalam suatu ruang.(lechner, 2007). Luminasi adalah jumlah cahaya yang direfleksikan oleh permukaan benda dan seperti yang terlihat oleh mata manusia.luminasi sebuah benda adalah fungsi atau hasil dari iluminasi, seperti hasil refleks sebuah benda pada cermin.secara teknis, luminasi juga dapat diartikan sebagai cahaya yang meninggalkan sebuah bidang setelah dipantulkan, namun disini digunakan sebagai

penampakan visual

dari sebuah bidang tersebut

ketika

teriluminasi.besarnya luminasi tergantung pada kualitas pemantulan dari material dan besar iluminasi yang diterima dari bidang tersebut.untuk pengaplikasian lminasi dalam rancangan, hal penting yang perlu diingat

adalah untuk merancang dengan luminasi, bukan iluminasi.dalam penerapan luminasi dalam rancangan, perlu diketahuai bahwa perubahan jarak antara bidang yang teriluminasi pengamat, tidak akan merubah besar luminasi.maka dari itu penampakan dari luminasi suatu bidang adalah karakteristik yang paling penting dalam sistem pencahayaan bagi perancang yang menciptakan dan merangkai hubungan luminasi dari semua elemen visual.(michel, 1996). 2.1.3 kecemerlangan (brightness) Kecemerlangan adalah persepsi subjektif dari luminasi yang dihasilkan dari sebuah permukaan.keharmonisan perbedaan “brightness” sangat penting dalam mencapai pandangan yang nyaman (visual comfort). 2.1.4 silau Tidak semua efek cahaya baik atau nyaman untuk indera penglihatan manusia, seperti intensitas cahaya yang sangat besar, sehingga tidak dapat ditoleransi oleh mata.hal ini menyebabkan gangguan visual yang mempengaruhi pemforma penglihatan mata, yang disebut dengan silau (glare).silau dapat mengganggu suasana ruang dalam dan ergonomi arsitektur dalam sebuah bangunan, maka dari itu silau perluh dikendalikan.silau sebenarnya dapat dikendalikan dengan mengenal lingkungan bangunan secarah menyeluruh, sehingga silau ini dapat dicegah dengan diberi lapisan atau dimanfaatkan untuk menciptakan suasana ruang tertentu. 2.2 Sistem Pencahayaan Alami Pencahayaan alami dalam sebuah bangunan akan mengurangi pengguanaan cahaya buatan, sehingga dapat menghemat konsumsi energi dan mengurangi tingkat polusi.tujuan digunakan pencahayaan alami seperti juga pada cahaya buatan yaitu untuk menghasilkan cahaya berkualitas yang efisien serta meminimalkan silau dan berlebihannya rasio tingkat terang.selain itu cahaya

alami dalam sebuah bangunan juga

dapat memberikan suasana yang lebih

menyenangkan dan membawa efek positif lainya dalam psikologis manusia. 2.3 Sumber Cahaya Agar dapat menggunakan cahaya alami secara efektif, perlu dikenali beberapa sunber cahaya utama yang dapat dimanfaatkan: a. sunlight, cahaya matahari langsung dan tingkat cahayanya tinggi b. daylight, cahaya matahari yang sudah tersebar dilangit dan tingkat cahayanya rendah. c. Reflected light, cahaya matahari yang sudah dipantulkan. matahari merupakan suber cahaya yang sangat kuat terutama di indonesia yang berada pada garis katulistiwa dan mendapat cahaya matahari sepanjang tahun.karena itu merancang pencahayaan dengan cahaya matahari untuk sebuah bangunan harus diatur sebaik-baiknya agar dapat terdistribusi dengan baik keseluruh bagian, tidak terlalu panas dan tidak silau.berikut ini adalah strategi dalam merancang pencahayaan matahari yang efektif:(egan dan olgyay, 1983) 1.naungan (shade).naungi bukaan pada bangunan untuk mencegah silau(glare) dan panas berlebihan karena terkena cahaya matahari langsung. 2. pengalihan(redirect).alihkan cahaya matahari ketempat-tempat yang diperlukan. 3.pengendalian(control).kendalikan jumlah cahaya yang masuk kedalam ruang sesuai dengan kebutuhan pada waktu yang diinginkan. 4. efisiensi.gunakan cahaya secara efisien, dengan membentuk ruang dalam sedemikian rupa sehingga terintegrasi dengan pencahayaan dan mengguanakan material yang dapat merefleksi cahaya dengan baik. 5.integrasi.integrasikan

pencahayaan

dengan

arsitektur

bangunan

tersebut.karena jika bukaan untuk masuk cahaya matahari tidak mengisi sebuah peranan dalam arsitektur tersebut, bukaan tersebut akan cendrung

ditutupi dengan tirai atau penutup lainya dan akan kehilangan fungsinya.(Lam,1986).

2.4 Strategi Dasar Pencahayaan Alami Sebelum merancang bangunan seorang perancang harus meperhatikan keadaan alam di tapak tersebut, seperti sudut pergerakan matahari, kondisi langit, arah angin, iklim dan sifat-sifat dari tapak tersebut.setelah memahami keaadaan tapak, perancngan bangunan dapat dilakukan dengan mengsingkronisasi antara alam dengan bangunan.jika bangunan sudah dirancang dan dibentuk sejalan dengan alam,maka unsur-unsur pengudaraan dan pencahayaan akan mengalir dan berjalan dengan baik.maka dari itu, sebaiknya dipelajari faktor-faktor dalam bangunan yang perlu disesuaikan dengan keadaan alam.(guzowski, 2000). 2.4.1 orientasi bangunan Dalam merancang bangunan sudah menjadi keperluan mendasar untuk memasukan

sinar

matahari

langsung,

terutama

dengan

semakin

berkembangnya green architecture.karena itu perlu dipahami mengenai kualitas cahaya yang datang

dari setiap arah.dimulai sisi selatan.

Dikatakan sisi yang paling baik untuk menangkap sinar matahari langsung, karena sisi selatan bangunan mendapatkan sinar matahari yang paling konsisten sepanjang hari dan tahun.orientasi terbaik kedua adalah utara karena cahaya konstan yang didapatnya.walaupun jumlah cahaya tidak banyak namun cukup baik.sedangkan sisi timur dan barat kurang baik sebagai orientasi bangunan, karena posisi matahari yang cendrung rendah sehingga tidak mudah untuk memberi naungan dari cahaya matahari langsung

tanpa

mengahalangi

pemandangan

keluar.sehinggah

pencahayaan dari samping(sidelighting) tidak disarankan untuk kedua sisi ini, lebih baik menggunakan cahaya dari atas(toplighting) karena akan mendapatkan cahaya yang konstan sepanjang hari.(Lechner, 2007).

2.4.2 bentuk bangunan Selain orientasi atau masa bangunan, bentuk atau denah dari bangunan sangat menentukan jumlah cahaya yang masuk dan berapa area yang akan mendapatkan cahaya alami. 2.4.3 bukaan dalam ruang Ada tiga bentuk dasar bukaan untuk memasukan cahaya kedalam ruang, sidelighting, toplighting dan atria. Sidelighting.bukaan dibagian samping ruangan yang paling umum ditemui adalah jendela.ada beberapa strategi yang perlu diingat saat merancang jendela pada suatu ruangan yaitu: 1. penempatan jendela sebaiknya berada tinggi dari lantai dan tersebar merata

(tidak

hanya

pada

satu

dinding

saja)

agar

dapat

mendistribusikan cahaya dengan merata. 2. Jendela yang terlalu luas seringkali tidak digunakan di negara tropis, karena panas dan radiasi silau terlalu banyak masuk kedalam ruangan. 3. Perlindungan terhadap cahaya matahari dapat dilakukan dengan 2cara yaitu: a. Pembayangan cahaya matahari.pembayangan dapat dilakukan dengan menggunakan atap rapat, tritisan, tenda jendela, papan atau bidang yang dapat dipasang secara vertikal.jenis perlindungan ini dapat di sesuaikan berdasarkan arah jatuhnya bayangan yang dihasilkan. b. Penyaringan cahaya matahari.penyaringan dapat dilakukan dengan menggunakan kerai, krepyak (jalousie), kisi-kisi, pergola dan sebagainya. Toplighting.bukaan pada bagian atas dapat berupa skylight, sawtooth, monitor, atau clerestory.

a. Skylight.dalam perancangan skylight ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu: 1. Penempatan skylight sebaiknya pada ketinggian yang cukup tinggi sehingga cahaya yang akan tersebar sebelum menyentuh lantai, dan menghindari terjadinya silau. 2. Luas skylight pada sebuah ruang sebaiknya tidak melebihi 5% dari luas lantai. 3. Permukaan skylght yang berbentuk miring atau melengkung lebih dapat menahan silau dan menyebarkan cahaya dengan baik, dibandingkan dengan permukaan lurus atau kotak. b. Sawtooth, monitor dan celestory merupakan bagian ruang yang diangkatkan keatas atap utama untuk memasukan cahaya kedalam ruangan.hal-hal yang perlu diperhatikan untuk merancang Sawtooth, monitor dan celestory,yaitu: 1. Orientasi.sebaiknya menghadap selatan atau utara untuk mendapatkan cahaya matahari yang konstan dan menghindar cahaya matahari langsung. 2. Luas clerestory.sebaiknya tidak terlalu besar, disesuaikan dengan luas lantai. 3. Lapisan atap yang rekletif(putih atau berwarna terang), sehinggah cahaya yang jatuh pada permukaan atap dapat dipantulkan dan masuk melalui sawtooth, monitor dan clerestory.dengan tingkat terang yang rendang namun memiliki kualitas penyinaran yang baik. Penggunaan toplighting selain untuk segi fungsional, juga dapat memberikan efek dramatis dalam ruang.

BAB III PEMABAHASAN 3.1 Kantor dan Sistem Pencahayaan Kantor memiliki beragam tipe dan spesifikasi masing-masing. Namun secara umum kantor memiliki kesamaan dalam hal organisasi ruang.dimensi, serta kebutuhan ruang dalam mengakomodasi aktivitas.Demikian juga dengan waktu beroperasinya. Kebanyakan kantor,terutama di kota-kota besar, memiliki lima hari kerja, masing-masing ruangan diisi selama delapan sampai sepuluh jam kerja dalam satu hari.Sementara kantor lainnya memiliki waktu lebih pendek dalam satu hari namun beroperasi selama enam hari dalam seminggu. Waktu operasional ini tentu diperlimbangkan demi efektivitas kerja dan tenaga manusia yang lebih optimal sejak pagi sampai sore hari. Hal lain yang memengaruhi adalah waktu edar matahari, di mana pada pagi sampai sore hari cahaya matahari masih tersedia dan ini sangat memengamhi kinerja manusia.Di dalam sebuah kantor terdapat aktivitas yang sama, yaitu 'bekerja'.Perbedaannya terletak pada jenis pekerjaan yang dilakukan, cara melakukan, serta kebutuhan-kebutuhan lain dalam proses pekerjaan tersebut. Perbedaan-perbedaan inilah yang harus diakomodasi oleh sebuah desain.Kantor adalah salah satu fungsi di mana persoalan visual sangat penting sehingga pencahayaannya harus memenuhi persyaratan tingkat iluminasi dan kesilauan. Hal-hal lain yang juga penting adalah view ke luar.Jadi sudah merupakan kebutuhan dalam desain untuk menyediakan mangan dengan tingkat iluminasi yang sesuai dengan kegiatan yang berlangsung didalam ruangan itu.jenis aktifitas yang berlangsung dalam sebuah kantor, seperti bekerja dengan menggunakan komputer, kegiatan membaca, menulis, rapat kegiatan teknis dengan tingkat ketelitian yang tinggi, tentu membutuhkan pencahayaan yang berbeda.demikian pula dengan tingkat kesilauan, harus direduksi sampe sekecil mungkin agar berbagai kegiatan di dalamnya dapat berjalan dengan baik. Dalam mengoptimalkan cahaya matahari, saat ini kebanyakan kantor dirancang menggunakan kulit transparan berbahan kaca.pemilihan kulit bangunan

semacam ini mampu menciptakan ruangan yang memenuhi persyaratan kebutuhan cahaya, terutama pada bangunan-bangunan tinggia dimana dinding tidak berperan sebagai sistem struktur bangunan.sayangnya, tanpa pertimbangan dan perhitungan yang matang, penggunaan material kaca diseluruh sisi bangunan dapat mengakibatkan sistem tata suara atau akustik yang menjadi buruk karena sifat kaca yang memantulkan suara. Dengan mengoptimalkan cahaya matahari pada ruang-ruang kantor maka penggunaan energi untuk mengaktifkan pencahayaan uatan tentu dapat direduksi. 3.2 Sistem pencahayaan alami pada kantor bupati kupang pencahayaan alami dalam kantor ini digunakan sebagai penerangan umum yang merata penggunaan cahaya alami lebih mendominasi dibandingkan cahaya buatan untuk penjelasan lebih mendetail tentang sistem penerapan pencahayaan alami pada kantor ini adalah sebagai berikut: a. lobby Secara keseluruhan kantor ini memasukan cahaya alami melalui melalui side lighting berupa dinding- dinding kaca transparan dan bukaan-bukaan.namun cahaya masuk sangat berlebihan menimbulkan efek silau sehingga menggunakan kain gorden untuk menghalau cahaya.

Gambar 3.1:Masuknya cahaya alami pada salah satu ruang tunggu. Sumber:dok. Pribadi

b. tangga cahaya alami masuk pada area ini dengan memanfaatkan side lighting pada lantai sebelah atasnya.namun ada tangga yang mendapatkan chaya sedikit sehingga menimbulkan sisi gelap.

Gambar 3.2: tangga pada gedung kantor bupati Sumber:doc.pribadi

3.3 Analisa Kasus Saat pertama masuk kedalam kantor tidak dirasakan perubahan tingkat pencahayan yang drastis dari ruang luar ke ruang dalam.hal ini disebabkan karena jendela kaca transparan yang cukup besar dan berorientasi pada pintu masuk kantor ini.pada area pertama mempunyai iluminasi pencahayaan yang cukup besar, walaupun begitu tidak terasa silau karena pencahayaan diluar ruangan lebih terang, jadi mata sudah teradaptasi dengan penchayaan demikian.namun ada kekurangan lain pada bangunan ini ada adalah ketidakhadiran pencahayaan alami dalam ruang tertentu sehingga ruang menjadi gelap.serta masuknya cahaya berlebihan pada ruangan lain menimbulkan efek silau sehingga menggunakan kain gorden untuk menghalau cahaya.

Gambar 3.3:kelebihan dan kekurangan cahaya alami Sumber:doc.pribadi

3.4 Kesimpulan Studi Kasus dari hasil pengamatan dan analisa yang telah dilakukan, dapat dapat dilihat bahwa sistem pencahayaan dalam ruangan kantor bupati kupang belum sesuai dengan konsep arsitektur bangunan sehingga tidak menyatu dan mendukung bangunan tersebut. Lobby yang menggunakan pencahayaan alami, memiliki bukaan-bukaan yang beruukuran besar yang memasukan sinar matahari kedalam ruangan, namun penyaring cahaya tidak digunakan sehingga menimbulkan panas dan cahaya tidak terkontol.

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan Setelah mengkaji sumber-sumber literatur dan melakukan pengamatan pada kantor bupati kupang dan mepelajari penerepannya di lapangan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan mengenai pencahayaan alami pada kantor bupati kupang serta pengaruhnnya terhadap persepsi visual. Dari hasil studi kasus terlihat penggunaan pencahayaan alami dalam kantor bupati dapat memeberi persepsi visual yang berbeda dan tidak dapat diberikan pencahayaan buatan. Namun penggunaan pencahayaan alami pada kantor bupati juga memiliki kekurangan yaitu kuatnya cahaya yang masuk dapat menimbulkan efek silau sehingga membutuhkan beberapa properti untuk mengalangi cahaya yang masuk. 4.2 Saran Untuk merancang pencahayaan alami dan tidak menimbulkan efek silau pada kantor bupati, lebih baik menempatkan bukaan setinggi mungkin atau menggunakan toplighting.dengan bukaan seperti ini,cahaya dapat dipantulkan terlebih dahulu sehingga tidak terkena cahaya langsung. Sehingga dapat di simpulkan bahwa penggunaan cahaya alami dalam kantor bupati sangat dibutuhkan.maka dari itu diperlukan strategi-strategi yang telah dibahas sebelumnya, untuk menerapakan sistem pencahayaan alami pada perancangan kantor bupati kupang.jika dirancang dengan baik integrasi dalam kantor bupati dapat mengasilkan pencahayaan lebih baik tidak hanya dari segi fungsional, juga baik sebagai pembentuk persepsi dalam ruangan kantor bupati.

DAFTAR PUSTAKA

Manurung, parmonangan, 2012, pencahayaan alami dalam arsitektur.penerbit Andi, YOGYAKARTA Satwiko, Prasasto, 2004, Fisika Bangunan 2, Penerbit Andi, Yogyakarta ;echner, Norbert, 2007, Heating, Cooling, Lighting: Metode Desain untuk Arsitektur, PT Raja Grafindo Persada, Jakarta. Manguwijaya, 2000, Pengantar Fisika Bangunan, Penerbit Djambatan, Jakarta.