Pencahayaan Alami Dalam Arsitektur

-\_______l'-ilrIIPencahayaan AlamiffiEr:TBParmonanganManurungPenerbitAN Dl YogyakartaPencohoyoonAlomidolom Arsileklur dA : 'r i ,.rri'r r'.,,.: 1'Oleh:PqrmonongonMonurung ..,jf I \;i,HokCipto @ 2012podoPenulis1.. .-* ' ' " I :Editor: FI.sisir Suyontoro ,VZ.,,lzi IgPn tf IZO 52.Setring:srisulistiyoni ''luu['?rwLt v -vuQ SpecialthankstoDr.NancyE-Chapman,Desoin Cover : Bowo Dr. Bettv Cernol-McCann, RiclcyCheng,Korektor: Putri ChristionAnne Ofstedal,andDr' AvronBoretzHok Cipto dilindungi undong-undong.Dilorongmemperbonyokotoumemindohkonsebogionotouseluruhisi bukuini dolombentukopopun,boiksecoroeleklronismoupun mekonis,termosukmemfotocopy,merekomotoudengonsistempenyimponon loinnyo, tanpo izin tertulisdori Penulis.Penerbit:C.VANDIOFFSET(PenerbitANDI)Jl. Beo 38-40,Ielp.(Q274)561881(Hunting), Fox.(0274)588282Yosyokorto55281Percetokon:ANDIOFFSETll. Beo 38-40,Ie|p. 10274) 561881(Hunting), Fox. lO274) 588282Yogyokorto55281PerpuslokoonNosionol:Kololog dolomTerbiton(KDT)Monurung,PormonongonPencohoyoonAlomidolomArsitektur/PormonongonMonurung;-Ed.l. - Yogyokorto:ANDI,2l2019t8t716t5t413t2xviii+174hlm .; l6 x 23Cm.to98765432IISBN: 978 -979- 29 - 3135 - 8l.Judull.ArchilectureDDC'21 :72OI dedicatethisbookformYwlfeSari lria.vantiand mYsonsRhein Villareal andClarenceYincentioDavinPrakataTerbatasnyaenergi yangberasaldari fosilmendoron-eberbagai pihakuntukberbenahdan kernbali memanfaatkanenergiyang terbarukan.Banyakpenelitiandilakukanuntuk memanfaatkanberbagaisumberenergiyangdisediakan oleh alam. Cahayanratahari, gelombangair.hembusanangin,sampaipada pemanfaatanpanasbumidanenergi yangberasal dari tumbuh-tumbuhan,telahbanyakdicetuskan.Namun,padakcnyataannya,kctergantunganpadaenergifosil masih belumdapatditinggalkan.Cahayamataharimerupakansalah satu sumberenergi terbarukan yangsangatberlimpahdi Indonesia. Sebagai negara yang melintangdari baratsampaike timurdi bawah garis katulistiwa, negaraini sangat kaya akanenergiyangdihasilkanoleh matahari.Kondisi geografisini pulayangmernbawapadastabilnyacahayamatahariyang diterinraseluruhwilayahdi Indonesia sepanjangtahun. Hal ini tentu berbedadengan negara yangmernilikiempatmusim.Namun patutdisayangkanbahwa energi matahari yang begitumelimpahitu terasakurangdimantaatkan.Ketergantungan padaenergifbsil masihsangat tinggi.Cahayamatahari yangbegitumelimpahseringkali malah'ditolak'untuk masukke dalam bangunan.Konsekuensinya,cahayabuatan yangborosenergilebih banyakdigunakan.Cahaya mataharisesungguhnyabukanhanya bermanfaatdalamrnemberikan aksesvisual bagi indera penglihatan. Cahayamatahari jugabermanfoatbagi kesehatanmanusia, karenamengandungvitamin D.Selainitu, tentu saja,cahayamatahari juga bennanfaat bagi lingkungandanbagikeberlangsungannya.Secaraarsitektural, cahayarnatahari dapatmemberikatrefek yangclramatis padabangunan.Tidak hanya bagiinterior bangunan,tetapi jugabagi eksterior bangunan.Permainanelemengeometri akan lebih dramatisdengan adayacahaya.Di lain sisi, bayangan akanmemperkuatkesangeometrisdankedalamamruang.Secara fungsional,cahayamataharijugadapat membuatruang lebihsegar dan membuuuhbakteri yangterdapatdi dalamruallgan.Ruanganvipencohoyoon Alomidolom Arsitekturyang memperolehcahaya matahariterlihatlebih nyamandanmemberikan suasanayangnyamanpula.Bukuini membahaspencahayaan alamipadasianghariyang bersumberpada cahayamataharidanpantulan langit sebagaisumbercahaya(daylight)Pembahasantidakhanyapada interior,namun jugapadaeksteriorbangunandanelemenlain yangberpengaruhdan dipengaruhiolehpencahayaanalami.Prosesperancanganarsitekfuryang mempertimbangkanpemanfaatancahaya alami tentu membutuhkanpertimbanganyangsangat matang.Perilakucahayamatahariyang cenderung berubah(baik sudutcahayi,arah cahaya.maupunintensitascahaya)merupakantantanganyang harusdiatasidenganbijak.Keputusanmenentukan akses cahaya, baik jendela maupunbukaanlainnya,merupakanhal yangpentingdan akan memengaruhiorganisasiruang,dimensiruangsertadesainruangyangakan dihasilkan.Dalampenulisanbukuini, penulisselalu berupayamenerusurisemuapemeganghak cipta dariseluruhmateriyangdigunakandi dalam bukuini, namun apabilaada kesalahandankelalaian yangterjadi tanpadisengaja, penulismemohon maaf yangsebesar-besarnyadan akinberupaya memperbaikinya.Berbagaimasukanbagi kesempurnaanbukuini sangatdiharapkan.Kehadiran buku ini melibatkan banyakpihak.Untukitu penulis tidaklupa mengucapkanterimakasihyangsebesar-besarnyakepadaunitedBoard atas kesempatanyangbesarselamadi Hong Kongdan Thailand,juga kepadaProf. Ho PuayPeng, Ketua JurusanArsitekturchineseUniversityof Hong Kong (cuHK),yangtelahmemberikanakses yangluas kepadapenulis untukmengaksesberbagai fasilitas kampuscuHKselamaempatbulanberadadi Hong Kong. JugakepadaDr. Enriqueoracion, DirectorResearchandDevelopment center, SillimanuniversityPhilippinesatas diskusinyayangmenarik selamapenurisanbuku ini.Tak lupa jugapenulismengucapkanterimakasihyangsebesar-besarnyakepada PenerbitAndiatas kerjasamanyadalammenyampaikanpemikiranini kepadamasyarakat.Juga kepadasahabatsaya,Budi Sutedjo,yangselalumemberikan semangatkepada penulisuntukterus menulis.Terima kasihyang sebesar-besarnyakepada keduaorangtua penulis,istritercintaSariIrjayanti,RheinVillareal,dan ClarenceVincentio Davinyang telah kehilangan banyak waktukebersamaankarenaprosespenulisanbukuini.ParmonanganManurungviltPencohoyoonAlomidolom Arsitektur)Daftar IsiDaftar Gambar...........x1Daftar Tabel............xiii1.PERANPENCAHAYAANALAMI,..,...............,.....1l.lPeranPencahayaanAlami padaLingkungan..........................Il.1.1CahayaAlamidan Lingkungan.......................-........21.1.2MereduksiEnergiListrik......................41.1.3 MenghasilkanEnergi Listrik.................6I .1.4Photovoltoic.......................81.2 PeranPencahayaanAlami pada Manusia .............................171.3 PeranPencahayaanAlamipadaArsitektur...........................22CAHAYA ALAMIDAN ARSITEKTUR...............252.1 Mengakomodasi Aktivitas..................................272.1.1 RumahTinggal.................282.1.2 Kantor...........322.1.3 Gereja............342.1.4 Museum.........382.1.5 PusatPerbelanjaan............402.2 MenerjemahkanGeometri...............422.3 MenerjemahkanRuang....................482.4 MembentukAtmosf'erRuang...........53MEMASUKKANCAHAYA ALAMI .....................553.1Orientasi Bangunan.......................563.2BentukBangunan.......593.2.1 Bentuk yangRarnping.........................603.2.2 Atriurn............613.2.3 MemiringkanFasadeBangunan...........623.2.4 Mernajukan FasadeBangunan.............633.2.5 BentukSegitiga.................643.3MemasukkanCahaya....................653.3.1 MemasukkanCahayadari Sarnping .......................673.xpencohoyoon Alomidolom Arsitektur3.3.2MemasukkanCahayadari Atas............743.3.3MemasukkanCahaya dari Bawah ....... g33.4Mendistribusikan Cahaya...................r............................... g53.4.1PipaCahaya .....................853.4.2 Heliostat .........883.4.3 Kombinasi pipa Cahaya danHeliostat ...................903.5MengontrolCahaya .......................g24.MEMBUAT AKSESCAHAYA ALAMI ..............I054.1Kaca ......... .................1064.1.1 Sifat BidangTransparan ...................l l l4.1.2JenisBidangTransparan ................... I 124.2MaterialPermukaan ....................1134.3KonstruksiKaca......... ..................1154.3.1 MenggunakanFrame .....I 164.3.2 TanpaFrame ...................11g5.STUDrKASUS ..................1255.IHong KongInternationalAirport..... ................1265.2SuvarnabhumiInternationalAirportBangkok ...................1345.3Kunsthal Rotterdam ......................1395.4HSBCHeadquarterHong Kong.....................1465.5PusatPerbelanjaanHong Kong ....1545.6RumahIbadahChiangMai, Thailand.................................l5gDaftarKata (Glosarium)......... ......................163DaftarPustaka ......,..167Indeks....... ................. 169Daf tar GambarGambar 1.1Gambar1.2Gambar 1.3Gambar1.4Gambar 1.5Gambar 1.6Gambar1.7Gambar 1.8Gambar1.9Gambar1.10Gambar1.11Gambarl.l2Gambar 1.13Gambarl.l4Gambar 2.1Gambar 2.2Gambar 2.3Gambar 2.4Gambar 2.5Gambar 2.6Gambar 2.7Gambar 2.8Gambar 2.9Gambar 2.10Gambar 2.llGambar 2.12Gambar 4.13Gambar 2.14Gambar 2.15Gambar 2.16Gambar 2.17Gambar 2.18Tumbuhan dancahayaalami...................3Ruangluar ..........................4Mereduksipenggunaan energilistrik .........................5Aplikasiphotovoltaic...........8Photovoltaiv..,......................9Display..............9Aplikasiphotovoltaicpadaatapbangunan. .............13Aplikasiphotovoltaicpadafasadebangunan............14Aplikasiphotovoltaicpadasunscreen......................I 5PhotovoltaicpadaAtap......16Photovoltaicpadasunscreen. ...................................1 6Membuat ruanganmenjadi lebih nyaman................21Cahayaalami daneksterior...................23Cahaya alami dan interior.....................24Kesantiga dimensional.........................26Cahayaalamipadarumahtinggal.........30Bangunanyangramping.. .....................31Akses cahaya......................34KatedralKoeln...................37Museum...........39Polalinear.......41Pencahayaannalami dari sisibangunan...................4lBiara ChiLin......................42Permainandetail.................43Perbedaanmaterial.............45Lamadanbaru.....................46Bangunanlama ...................47Ruang-ruang.......................49Menerjemahkanruang.......50Menciptakanruang.............51Perbedaanintensitascahaya..................52Atmosfer..........54DoftorGomborPencohoyoonAlomidolom ArsitekturGambar 3.1Gambar 3.2Gambar 3.3Gambar 3.4Gambar 3.5Gambar 3.6Gambar 3.7Gambar 3.8Gambar 3.9Gambar 3.10Gambar 3.11Gambar 3.12Gambar 3.13Gambar 3.14Gambar 3.15Gambar 3.16Gambar 3.17Gambar 3.18Gambar 3.19Gambar 3.20Gambar 3.21Gambar 3.22Gambar 3.23Gambar 3.24Gambar 3.25Gambar 3.26Gambar 3.27Gambar 3.28Gambar 3.29Gambar 3.30Gambar 3.31Gambar4-lGambar 4.2Gambar 4.3Gambar 4.4Gambar 4.5Gambar 4.6Gambar 4.7Gambar 4.8Gambar 4.9Gambar 4.10Gambar 4.llGambar 4.12Gambar 4.13Gambar 4.14Gambar 4.15Gambar 5.1Gambar 5.2Gambar 5.3Gambar 5.4Gambar 5.5Gambar 5.6Gambar 5.7Gambar 5.8Gambar 5.9Gambar 5.10Gambar 5.11Gambar 5.12Gambar 5.13Gambar 5.14Gambar 5.15Gambar 5.16Gambar 5.17Gambar 5.18Gambar 5.19Gambar 5.20Gambar 5.21Gambar 5.22Gambar 5.23Gambar 5.24Gambar 5.25Gambar 5.26Gambar 5.21Gambar 5.28Gambar 5.29Gambar 5.30Orientasijendela .................58Ramping..........60Atrium..{............................ 6lMemiringkanfasade...........62Memperluas akses cahaya ........................................63Segitiga...........64Bidangtransparan..............68Tampilanbangunan............73Pencahayaanatap...............76Pola penetrasi.....................76Perubahanpolapenetrasi.......................77Jarak skylight......................77Atapsistem monitorsatusisi................78Atapgergaji satusisi..........78Skylight datar.....................79Skylight segitiga.................80Skylightbusur ....................81Dramatis..........82Memasukkancahayadaribawah..........84Light pipe......... 86Interior..............87Heliostat..........89Heliostat danpipa cahaya......................91Kontrol............93Fixedlouvrescreen............96Material louvre...................91Kombinasi.......98Eksterior..........99Verticalprojection...........100Elemenair ........................102Tiraiair.......... 103Tampilanbangunan..........108Modul............108Glassblock.....1l0Aksesvisual.....................110Tingkattransparansidan jenis matcrial.. ...............1l IArahpantulancahaya.......114Polasegiempat.................117Pola segitiga................""'117Skyligh"t dJnguttframe ."" 118Frameless .......119Struktur baja ..........."""""120Strukturspider"""""""""121Kaca sebagaistruktur....""122Spider paiaatap""""""""123Bentangpanjang"""""""'123HKrA .............126Hallkeberangkatan """""127Ruangpenghubung"""""129Memasukkan cahaYa""""129Skylight """"' 130n"unE Boarding"""""""' 131Sistemstruktur""""""""'132Ruangperantara"""""""' 133Strukiuidandaylight ................."""""134Skylight bentangpanjang"""""""""" 135Lanskap """"' 136Jalurpenghubung""""""'137Ruangboarding""""""""137Akses cahaya"""""""""" 138Kunsthal ........139Peran kaca..........""""""" 140Skylight """"'142Oinalng kaca..........."""""144Cahayayang dimasukkandari atas """""""""""" 145GedungHSBC . .....'....'""'146Cahayadaribawah"""""'149Akses visualdari dalam""""""""""' 150Akses visualdari luar"""' 150Reflektor """' 15 IRuangtangga""""""""""152Interior ...........153Pusat perbelanjaan"""""' 154Permainangeometri""""' 155Atrium """""' 156Sistem struktur ................157GambarGambarGambarGambarGambar53rs.32s.335.345.35Daf tar TabelTabel4.1Bahan-bahantembus cahaya.....113Tabel4.2Bahan-bahantidaktembuscahaya................115PencohoyoonAlomidolom Arsitektur# Peran Pencahayaanffi AlamiKehidupan makhluk hidupdi rnuka bumi ini tidak dapatdipisahkandaricahaya.Bukan hanyamanusia,hewandantumbuh-tumbuhanpunmembutuhkancahaya. Cahaya berperan penting dalam penyampaianinformasivisualsehinggadapat diaksesoleh inderapenglihatan dankemudian disampaikankepada otakuntuk diolah menjadi sebuahkeputusan.Manusia danhewansebagai makhlukhidup yang memilikisekaligusmengandalkanpenglihatandalarnmelakukan aktivitasnyasangat membutuhkanbantuancahaya. Tanpacahaya, indera penglihatantidak akan dapatberfungsidenganbaik. Manusia,hewan dan tumbuhannrembutuhkancahaya agardapat tumbuh danberkembangdenganbaik.Secaravisual, keindahanalamdapatkita nikmatioleh karenaadanyacahaya. Pegunungan,hempasan ornbak di pantai,hutancemarayangdamai, burung-burungyangbeterbangan,sertaberbagaipemandanganlain, semua itu dapat menjadiindah karenamampu diaksessecaravisualolehindera penglihatanolehkarenaadanyacahaya.Dalam arsitektur, cahayajuga memilikipengaruhyangsangatvital.Pencahayaan memainkanperananyangsangat penting dalamarsitektur,baik dalam menunjangfungsiruang danberlangsungnya berbagaikegiatandi dalamfllang, membentukcitra visualestetis, maupunmenciptakankenyamanandankeamanan bagiparapenggunaruang.'Padabab ini akan dibahas peran pencahayaan mataharipadamanusiadanlingkungan.Pembahasantidak hanyapada sisi arsitektur, tetapimencakupkebutuhanmanusiaakancahayamatahari,terutamabagikesehatan.Peranpentingjuga diberikancahaya matahari padalingkungan.Sebagaienergi yangterbarukan, cahaya mataharidapatsenantiasadigunakan sebagai sumberenergibagi kebutuhandan aktivitasmanusia. Energi yang berlimpahini tentudapat membantu manusiasecaraperlahanmelepaskandiri dariketergantunganterhadap energifosil1 M"nrrung,Parmonangan,2009,"Desain PencahayaanArsitektural",PenerbitAndi,Yogyakarta.2p.n.ohoy"on el"ri d,yangsemakin terbatas.Lingkunganpun akan meniadilebih baik karenagas buangan yangdihasilkan energifosil dapat dikurangi.Bab ini membahasperanpentingyangdiberikanoleh cahayaalami dariberbagaisisi.Peranyang diberikan cahayaalamimencakuplingkupyangsangat luas, mulaidari lingkungan,manusia,sertaarsitektur. Apabiladikajilebihjauh,peran yang diberikanakan mencakuplebihbanyakaspek lagi. Namun dalambabini pembahasan dibatasipadaperancahayaalamiterhadaplingkunganhidup,manusia,serta lingkunganbinaan atauars;tektur.Ketigahal ini terkait denganpembahasanarsitekturpadaumlrmnya,yangberpengaruhdandipengaruhioleh manusia sebagaipelakukegiatan,sertalingkungandi mana sebuahkarya arsitektur berada.1.1 Feran Pencahayaan Alami pada Ling-kungan1.1.1 Cahaya Alami dan LingkunganManusia danlingkungan hidup tidak dapatdipisahkandari kebutuhanakan cahayaalami,terutamacahaya yangdihasilkanoleh matahari.Dalamprosesperhrmbuhannya, manusia, hewandantumbuh-tumbuhansangatmembutuhkancahayamatahari.Tanpaadanya cahaya matahari,perlumbuhanketiganyatidikakan sempuma. Secara visualpun cahayaalamisangatdibutuhkanuntuk memberikaninformasivisualmengenaiketiganya.Peran cahayaalami padalingkungan sangatlahbesar. cahaya mataharimembuatlingkungandapat dirasakandan dinikmati. Keindahanyang adasemakinnyatabukan saja karenakita dapat melihatnyatetapi juga kirenacahayamataharimembuatlingkungan menjadilebihnyaman.Berbagaielemenyangterdapatdi lingkunganpunsangat bergantungpadacahiyamataharidalamprosespertumbuhannya.Hewan dantumbuh-tumbuhandapattumbuhdengan bantuancahayamatahari.Demikian juga dalamperkembangannya. Tumbuh-tumbuhantidak akan dapattumbuhdengansempurna bila tanpacahayamatahari.Di sisi lain, keindahannyatentutidakakan dapatkitanikmati bila tidakada cahayamatahari.Hewanyangmemilikiinderapenglihatanjuga mengandalkanmatahariugu. duputmengakses lingkungannya,unfuk mencarimakangunamencukupikebutuhan demi kehidupandan perkembangannya. pada Gambar1.1kitaPeronPencohoyoon Alomidapatmelihatanekaragam anggrekyangtumbuh dengan indah dan segarkarena adanya cahaya matahariyangdisediakandan dirancangpadabangunan tersebut.Rumah kaca tersebutterletakdi BotanicalandZoologicalGardendi pusatkotaHongKong. Walaupun beradadi antaragedung-gedung pencakarlangit,namun gedungitu tetapmampumenyediakanakses cahayaalami.Cahayamatahariyangdibutuhkantumbuh-tumbuhanuntuk perlumbuhan danperkembangantanamandilokasi tersebutdapatdiperoleh denganbaik.Gambarl.lTumbuhandancahayaalami.dihasilkantumbuhanhanyadapat dirasakandanalami. Demikianpuladenganpertumbuhannyayang sempuma.Keindahanbunga-bungayangdinikmatikarena perancahayasehinggamenghasilkanbungaPencohoyoonAlomidolom ArsitekturGambar 1.2Ruang luar. Selain membuatkeindahan ruang luardapatdinikmatisecara visual,cahayamatahari juga membuatsuasanamenjadilebihnyamandanhidup.1.1.2 MereduksiEnergiListrikIsu lingkungandankrisis energidewasaini semakinkerap diperbin-cangkan,di sampingisu pemanasan global.Ketiga isuini sesungguhnyasalingterkaitsatusama lain.Ketiga isu itu pulayangmemacu berbagaipihak untukberusahamelestarikan lingkungan,mengurangiemisi karbon,sertamencariberbagai energialtematifyangdapat menggantikanperandarienergi fosil yang semakinterbatas ketersediaannya.Salah satuupayadalarn rnewujudkan lingkunganyangbaikadalahdenganmengurangiataumereduksi pemakaianenergi fosil. Salahsatulangkahyangsederhanadanbanyakdilakukanadalah dengan memantbatkansumberdaya energiyangada, di antaranyaadalahcahayamatahari.Selainmemilikiperan penting pada lingkungansebagaimanadibahaspadaSubbabl.l.l,cahayaalami juga dapatlangsungberperandalammenciptakanlingkungan yangberkelanjutan.Denganmernanfaatkancahayaalamisebagaisumberpeneranganpada bangunan, makaenergilistrikyangbiasadigunakansebagai sumbertenaga bagipencahayaanPeronPencohoyoon Alomiartifisialakandapatdireduksi.Denganberkurangnyapenggunaanenergllistrikyang bersumberdari penggunaan energi fosil yangtidak ramahlingkungan,maka upayamenciptakan lingkunganyangberkelanjutansedikit banyak akan tercapai.Energilistrik yangberasaldari pembakaranenergi fosilyangkerap kita konsumsi selalumenghasilkangas buangyang berbahayabagi lingkungan.Mengurangipemakaiannyaakanmembantuupaya memperbaikikualitaslingkungan.Gambar 1.3 MereduksipenggunaanenergiIistrik.Mengoptimalkancahaya mataharisebagaisumber peneranganakanmengurangi penggunaanenergi listrik.Sesungguhnyapemanfaatan cahayaalarnibagi pencahayaanbangunanbukanlahhalyang baru. Bangunan-bangunantradisionalyangdirancangolehnenek moyangkita telahmemanfaatkansumber cahayaini dengansangatbaik. Namunperkembanganteknologipencahayaanbuatandanketerganhlnganpadaenergi fosil telahmembawapadaketergantunganterhadappencahayaanbuatan.Kesadaranakan darnpaklingkunganyang','S1'',*@",$9r"':E@ss*t'-"-@s:,lwry**iii*r1i:xN:&4vF+r'*:sffi,xsr:i::i? '':&l *f;i,&".r*.,*{il''...gi.S!&PencohoyoonAlomi dolom Arsitekturterjaditerkaitkrisis energi danpemanasanglobaltelah membawakitakembali memanfaatkanpencahayaanalami sebagaisumbercahayabangunan,terutama padapagi hingga sorehari. \Indonesia memilikikeuntunganyang sangat besarterkait kondisigeografis,di mana negara ini beradadi bawahgaris khatulistiwa. Posisigeografisini berdampakpadaketersediaancahaya matahari yangrelatifstabil sepanjang tahun. Apabila potensiini dimanfaatkandengan baikmaka akan sangatbesarenergi fosil yang dapatdireduksi sehinggapencemaranlingkungan yangterjadipun akanberkurang.Upaya yangterlihatsangat sederhanaini memilikidampakyangsangatbesar padalingkungan.Cahaya mataharisebagai sumberenergiyangberlimpah mampumemberikankontribusipadakelestarianlingkungan. Namun,upayainimembutuhkankesadaranyangtinggi untukmewujudkannya.Kesadaranakan pentingnyamenjagadanmelestarikanlingkungan tidaklahmudahuntuk dibangun.Untukitu menjadi tanggung jawab bersamauntukmembangunkepedulianlingkungan.Memanfaatkan cahayamatahari sebagai sumbercahaya utamadenganmenciptakanakseske berbagai ruangdalam bangunanmerupakan salahsatulangkahyangsederhananamunmemerlukanpertimbangandesainyang matang.Hal ini terkaitdenganfungsi bangunan,kegiatan yangdiakomodasinya,serta desainyang diwujudkan.Pertimbanganyangmenyeluruh muflak dilakukanpada setiapproses desainsehinggabangunanyang dihasilkantidak saja ramah lingkungan,tetapi juganyamandigunakansertamemilikikarakterdan identitasyang kuat.Terkaitdengan hal ini akan dibahaslebih jauh pada Bab 2 sampaiBab 5,denganisulingkungandan kesadaran yang mendasarinyasebagaibagianyang sangatpenting. Tanpakesadaranterhadap lingkungan,seindahapapun desain sebuah bangunan, kehadirannyahanyaakan memuaskankebutuhanvisualsemata.1.1.3 MenghasilkanEnergiListrikPerancahayamatahariterhadaplingkungan sangat besardan luas.Cahayamataharitidak hanyadapat digunakansecaralangsungsebagaisumberpeneranganbangunan,tetapi jugadapat diubahmenjadienergilistrik. Cahayamatahariyangkita terima,selainmenghasilkancahayajugamenghasilkanradiasi yangdapatdiubahmenjadi energilistrik.Kelebihanyang dimilikicahaya matahariini mampumemberikandampak positif yang sangatbesarpadalingkungan.Mataharimerupakansumber energi yang terbarukandan ramahlingkungan,berbedadenganenergifosilyangsangatterbatasdancenderungmencemarilingkunganmelaluigas buang yangdihasilkannya.Mengubah cahaya mataharimenjadienergilistrik bukanlah sebuahhalyang baru, bukanpula merupakanteknologi mutakhir.Namunketergantunganyang tinggi pada energi fosilmembuatteknologitersebutkurang berkembangdan kurang diminati.Padahalenergiyang dihasilkanoleh cahayamatahari merupakanenergi yang takterbatasdan seringdisebutsebagaienergi yang terbarukan(renewableenergy).Indonesia,sebagai negara yangberada di bawahgaris khatulistiwa,sesungguhnyamemiliki sumberdaya cahayamatahari yang berlimpahdanrelatif stabilsepanjangtahunnya.Denganhanya memilikidua musimsepanjangtahun,Indonesiasangatpotensial dalam mengoptimalkancahayamatahari yang berlimpah.Halyangtentusaja tidakdimiliki olehnegarayang memilikiempatmusim, dan sangatterbatasaksesnyaterhadapcahaya matahari.Menggunakancahayamatahari sebagai energilistriksudahbanyakdilakukan.Teknologi ini sesungguhnyatidak asingbagi kita, bahkankitamungkinseringmenggunakannyadalamkegiatan sehari-hari.Kalkulator,merupakansebuahalatyang seringmenggunakansel surya sebagaisumberenerginya. Pemanasair yangmenggunakansel suryapun seringkitatemui di atap-atapbangunan,terutamarumahtinggal.Sayangnyapenggunaandanperkembanganteknologiini sangatterbatasdan lambat.Lebih banyakdigunakan pada peralatan-peralatandalamskala kecil. Hal ini sangatberbedadengan apayarigdilakukandi negara-negafamaju yang justru memiliki sumberdaya cahayamatahari terbatas.Walaumemiliki empatmusim,yang berarti sangat terbatasdalamketersediaancahaya matahari, kesadarannegara-negara tersebut akanpentingnyasumberenergiterbarukan sudah tinggisehinggateknologiiniterus dikembangkan.PeronPencohoyoonAlomi 9PencohoyoonAlomidolom Arsitektur1.1.4 PhotovoltaicPerkernbanganteknologimembawapada terciptarlyaPhotovoltaic(PV)yangdapat mengubahradiasimatahari(solarradiation) menjadienergilistrik.Photovoltaic memiliki perbedaandenganpanelsurya(tolarpanels)yangmenggunakanenergicahaya matahari.Gambar1.4 Aplikasiphotovoltaic. Penggunaanphotovoltaicdi karnpusHongKong BaptistUnivcrsityyangmengoptimalkanenergiterbanrkandari radiasicahlyamalahariGambar 1.5Photovoltaic.Panelphotovoltaicpadaataptoilet umum.Gambar I.6 Display.Informastmengenaiphotovoltaicditampilkan secaradigital10 PencohoyoonAlomidolom ArsitekturTeknologiphotovoltaicmemangmasihmahal untuk saatini.Halitu bisajadi karena belum populer. Dengansemakinberkembangnyapenggunaanteknologimakaakan membawanyakepada sebuahkebutuhansehinggaakandiproduksisecara massal danberpengaruh frada penurunan hargajual. Sesungguhnyaapabiladipertimbangkandalam jangkapanjang,terutamadengan berkurangnyabiayauntukpengadaanenergilistrik yangmasihbergantung padaenergifosil, serta dampakpositifnya padalingkungan,maka photovoltaicmemilikinilai yang sangat besar.Photovoltaicakanmenjadi lebih murah apabiladiintegrasikandalamdesainbangunan,dan dipertimbangkansejakproses perancangan.Teknologi ini dapat berperansebagaielemenpenutupatap maupunkulitbangunansehinggapengadaanmaterial bagi keduanyadapatdigantikankan oleh keberadaanphotovoltaic.Agarcahaya alami dapatmasuk ke dalam bangunan, modul panelphotovoltaicharusdisesuaikandenganbidangbukaanataubidangtransparan. Bentukdanukuran panel photovoltaicyangbervariasimemungkinkankita merancangmodul yang berbedapadadesainbangunan. Pertimbanganini pentingkarenaphotovoltaic merupakansumber energi listrikyangdigunakandalam bangunan,sedangkanpertimbanganakan masuknyacahaya alami ke dalambangunanmerupakanfaktorlainyangsamapentingnya. Demikianjugahalnyadengan estetika,sebagaipembentukidentitasdankarakterbangunan.Perancang memiliki beberapa faktor pentingyang akan memengaruhihasilphotovoltaic:2l.Kemiringan2.Azimuth3. Bayangan4.TemperaturMengacu pada keempat faktortersebutmakaperludilakukansebuahpertimbanganyangtepat dalam desain.Faktorkemiringandanbentukatapdanfasade bangunanmerupakanelemenyangsangatpentingdalamaplikasiphotovoltaic.Kedua bidangini akanmenjadibagian di manaphotovoltaic diletakkan.Pertimbanganmeletakkan panel photovoltaicjugaharus diikutidenganpertimbangan masuknyacahayaalami,karena' Thomas,Randall;Fordham,Max,2001,"PhotovoltaicsandArchitecture",SponPress,London.PeronPencohoyoon Alomicahayamataharitidak dapat masukke dalamruanganmelaluipanelphotovoltaic.Faktorbentukdandesainbangunansertalayoutruangandidalamnyapun tak dapat diabaikan,karena akanberpengaruhpadakenyamanandanestetikabangunan.Lokasidan orientasi bangunanmenjadipertimbangan desain yang sangatpentingdalamaplikasiphotovoltaic.Faktor ini berkaitanerat dengangaris edar mataharidan akses pada ketersediaancahaya matahari kebangunandanterutama menujupanelphotovoltaic.Kesalahandalammenentukanorientasi bangunan,terutamapadaorientasidanaksespanelphotovoltaic, akanmenyebabkanhasil yang tidakoptimal'Tingkatkepadatanbangunan,khususnyadi perkotaan, kerap membuat kita tidakdapatmenentukanorientasibangunansecaraleluasa. Akan tetapisetidaknyaorientasipanelphotovoltaictetapmengarahpadagaris edarmataharisehingga hasilyangdidapatkanlebih optimal.Pertimbangan dalam meletakkanpanel photovoltaic juga harusmemerhatikanafeabayanganyangterjadidi lokasi. Apakahlokasi beradadi lingkunganyang padatdandidominasiolehbangunan-bangunantinggiatauberadadi lingkunganyangdipenuhioleh pohon-pohonrimbun? Ataubarangkalididaerahperbukitan?Lokasiyang sepertiitu akanmenciptakanareabayangansehinggaakses terhadapcahayamatahariterhalangi.Pertimbangan pemilihanlokasimenjadi faktorpenting yangharusdilakukan di bagian awal,yaitusebelum masukpada desainbangunan.Sementaraitu suhu atautemperaturakan menjadifaktorberpengaruhlainnya.Namuntemperaturmerupakanfaktor eksternaldan sangattergantungpada lokasidi mana bangunanberada. Untuk itu, dalamtpayamendapatkanhasityang optimal,pemilihanlokasi harus dipertimbangkandenganmatang terutamaterkaitdengan faktorbayangandantemperatur.Lebih jauh,menurut Thomas(2001), photovoltaicakan memberikan hasilyangbaik apabllafaktor-faktorkunciberikutdiaplikasikandenganbaik:1. LokasiRadiasimataharipada sitesangatpentingdanbangunanpada siteharusmemilikiakses terhadapradiasimatahari.2.PemakaianBangunan harus memilikikebutuhanlistrik sehinggahasil yangdidapatkanmelaluiinstalasidapat digunakandi lokasi.l3 12 PencohoyoonAlomi dolom Arsitektur3.DesainPhotovoltaicakan memengaruhibentuk danestetika.Masyarakat,klien,danarsitekharusyakindengan hasilyangakan didapatkan.Terkaitketigafaktor tersebut, dalam aplikasinya,photovoltaicharusdipertimbangkansejaktahapawaldesain.Keberadaanphotovoltaicpadabangunantidak sajaakan memengaruhidesain bangunan secarakeseluruhan,tetapijuga akan memengaruhistruktur bangunan,materialyangdigunakan, tampilan bangunan,sampai pada sistem utilitasbangunan.Bahkanruangyang terdapat pada bangunanpun akanmengalami perubahan,karenainstalasi photovoltaicmembutuhkanruangtersendiridalamoperasionalnya.Photovoltaicdapatdiletakkan padatigaelemenbangunan, yakniatap,fasade,sertasunscreen.Ketigaelemenyangmerupakan kulit bangunanini akan memberikanpengaruhsecara visual,scrta aksescahaya mataharike dalambangunan. Oleh sebabitu pertimbanganyang baik danmendetail sangatlahdibutuhkanagar semua tujuanperancangan dapattercapaidenganbaik.Tampilan bangunanyangakan terpengaruh oleh kehadiran photovoltaicharus menjadi pertimbanganutama mengingatakan memengaruhikarakterdan citrabangunan. Sementarasisistruktur mungkinbukanlahsebuahmasalah yang besar, karenaperkembangansistemstrukturdanteknologibahan bangunansudah sangatmajudanberkembangdenganpesat. Namuninstalasiakanmenjadisuatu permasalahantersendiriyangharus diselesaikansejakproses desain, karenaakan memengaruhikondisiruangdan penataan ruangdalam, sertaberpengaruhpula pada t'aktorkenyamanandankeamanan bangunan.PeronPencohoyoon AlomiGambar1.7Aptikasi photovoltaicpadaatap(b). Atapyangterintegrasi;(c).Atapgergajilengkung;(e).Atriurn.Sumber:Thornas, R., Fordham,M. (2001)bangunan. (a). Atapmiring;sisiutara;(d). Atap/dinding##'H*\"ffi"1-ffi -'\--ffi#$$iffiffiffiffiffiffiffiffiffi{e)ib)t5Pencohoyoon Alomidolom ArsitekturGambar1.8Aplikasiphotovoltaicpada fasade bangunan.(a). Vertikal;(b).Vertikaldengan jendela;(c). Photovoltaicmiring dengan jendela; (d).Dindingmiringdengan jendela.Sumber: Sumber:Thomas, R.,Fordham, M.(2001)PeronPencohoyoon AlomlCambar1.9 Aplikasiphotovoltaic padasunscreen' (a)' Sunscreenpermanen'(b).Sunscreenyang dapatdigerakkan.Sumbcr:Sutnber:Thomas,R',Fordham, M' (2001)ffiW{a}PencohoyoonAIomi dolom Arsitektur PeronPencohoyoonAlomr t71.2 Peran Pencahayaan Alami padaManusiaSalah satu peran yang diberikancahayaalami padamanusiaadalah dalamhalkenyamanan.Peranini diberikantidak hanya di dalam bangunan,tetapi juga di luar bangunan.Setidaknyaada duamacamkenyamananyang dipengaruhi olehcahayaalamipada diri manusia,yaitukenyamananvisual dankenyamanantermal. Kenyamananvisual terkaitdengancahayaalamiyang membanfu manusiadalam mengaksesinformasi visual tanpamenggangguindera visual manusia.Kondisi visual yangterlalu gelapkarena kurangnyacahaya akanmenciptakanketidaknyamananbagiinderavisual. Keticlaknyamananini jugaakanmemengaruhipersepsivisualmanusiaterhadaplingkunganvisualnya.Sebaliknya,tingkatiluminasi yangberlebihan yang ditimbulkan olehcahaya alami juga akanmenimbulkanketidaknyamananpadainderavisual.Tingginyatingkatiluminasicahayaakan mengakibatkan silau danberpengaruhpada kenyalnananvisual,serladapat berdampaknegatiftidak harryapada fisiologi, tetapi juga padasisipsikologimanusia.Kekuranganmaupunkelebihancahayaakanmembuat mata manusiamenjadicepat lelah. Kelelahanpadamata pundapat menimbulkanberbagaiefek yangburuk padadiri manusia.Peneranganyangbaik akan membantukita mengerjakan pekerjaan danmembuat kita lnerasanyaman ketikamengerjakannya.Walaupunterkesan sederhana,pernyataanini merupakantujuandari lightingdesign,yaitu untukmenciptakan kenyamanan,suasanayang menyenangkan,danruangyangfungsionalbagisetiap orangdi dalamnya(Lam,1977).Pencahayaanyang sesuaidengan kebutuhandanaktivitasyang dilakukan,baik di dalam ruangan maupundi luar ruangan,akan memberikankenyamananvisual padamanusia. Kenyamanan visual yangtercipta itutentu berdarnpakpada persepsivisual terhadapflIangan tersebut,sertaberbagaiobjek visual yangberadadi dalamnya.Persepsi visual, atauresponsmanusiaterhadapkondisivisualyang diaksesolehinderavisualnya,sangatdipengaruliiolehcahayakarena cahayalahyangmemungkinkankitadapatrnengakses informasivisual.Untuk itu, pciitilgbagi kita untukdapatmemenuhikebutuhanakancahayasecaratepatdansesuai dengankebutuhansebuahruang, baik.ruangdolamipluar.I Ii,,' : 1" I 1( ,*r," .iGambar 1.I 0 Photovoltaicpada atap. Pcnempatanphotovoltaicpada atapbanqunan.Gambar l.1l Photovoltaicpadasunscreen.Aplikasiphotovoltaicyang sekaligusbcrperanscbagaisullscrecn-4l9PencohoyoonAlomidolom ArsitekturMcnurut Steffy (2002), terdapatlimapengaruh yangterkait denganlrcrrcahayaan, yaituvisualclarity (kejelasan visual), spaciousness1k cIuasan),re I axati o n (relaksasi),dan p riv acy(privasi).l. VisualClarityVisual clarity mengacupadakemampuanpengguna (users)membedakandetail-detail arsitekturdaninterior, perlengkapansertaobjek lainnya. Untukmengujinya dapat digunakankataclear(elas)melawanhazy (kabv).2. SpaciousnessSpaciousnessmengacu pada persepsi penggunaterhadap volumeruang. Kurangnyapencahayaanpadasebuah ruang akanmenciptakanpembatasan ruang.Kata-katayang bisadigunakan untukmengujikondisi visualsebuahruang adalah spacious (luas) melawan cramped(sempiQ.3. PreferencePreferencemengacu padaevaluasipenggunasecarakeseluruhanterhadap pencahayaanruang. Skaladiferensial yang bisa digunakanadalah /ifte (suka)melawandislike(tidaksuka)4. RelaxationRelaxationmengacupadaderajat intensitaspekerjaanyangdirasakanpengguna. Pencahayaanyang tidak seragam (bervariasi)akanmenciptakanperasaansantai.Sedangkanpencahayaanyang seragamdanmemusatakanmenumbuhkanperasaantegang.5. IntimacyIntimacymengacu pada persepsi pengguna terhadap privasi ataukeakrabansebuahruang. Skaladiferensialyang bisadigunakanadalahprivat (privat)melawan public (umum).Sedangkankenyamanantermallebih diakibatkanolehenergipanasyangmenyertaicahayamatahari. Energipanas, baik yang secara langsungmaupuntidaklangsungmasukke dalamruanganakanmengakibatkansuhuruanganmeningkat. Panasyangterjebak di dalamruanganakanmengenaitubuh manusiadan menciptakanketidaknyamanan.Tanpaadanyapertimbangandesainyangmatang dalammereduksipanasyangditimbulkanoleh cahayamatahari,serta kurangnyaventilasi udara akanmembuatruanganmenjaditidak nyaman.Namun,dalam kondisi lainenergi panasjugamerupakankebutuhandalam menciptakanruangyanghangat,terutamapadamusimdingin' Dalamhal ini keputusandesainyani 'aiamuit harus benar_benar matang.cahayamatahari yangsenantiasadiscrtaioleh energipanasharusmampu dimaksimalkansesuaidengankebutuhan,uutgdun kegiatan di dalamnya' Cahayadapatdimisukkan ke dalam .ou,g sementaraenergipanasnya direduksi'l.rnrti*pula sebatiknya, energipanas dapatdimasukkan tanpadisertaid.ngu, "uiuyu. Terkait dengan keduakenyamanantersebut'kenyamananvisu-aldan tenyamantermal,pendekatandesain memegangperananpenting.cahayidanpanas yangdihasilkanolehmatahari dapatdikelolai.rrgun' mereduksi,memantulkan,mengarahkan, maupunmenggunakanpendekatanlain.Dengan desainyang tepatdanpemilihanmaterialyangsesuai makaf.*yu*ununvi.,ruidantermalsebuahruangandapat tercipta'K.nyu*urunvisualdan termal itu tentu akan berpengaruh padaorang-orurrgyungmelakukanberbagaiaktivitasdi dalamruanganitu'Faktorkenyamananbukansatu-satunyaperanyangdiberikanolehcahayaalami pada manusia.cahayaalami yang dihasilkan oleh matahari jugat".p"rgu-tt pada tubuh minusiadan berperandalammenjagakesehatan-unrr[. MenurutBoubekri (200g), cahayamemengaruhitubuh manusiadalamduacara. Pertama,cahayamengenai retina mata' melaluisistemp"ngrlr,u.u"yangkemudianmemengaruhisistemmetabolismedansistemi"tJriu, erratrci,danhormon.Yang kedua,melaluiinteraksipada kulitdengancarafotosintesis dan produksivitamin D'Cahayamerupakanelemenpentingbagiinderavisualkita,dansetiapinformasivisualyangdiaksei oleh mata akandiprosesolehotak. Dalampror".inilahcairayi ,.r"*",garuhi tubuhkita,baik secara langsung'-ur,prr, tidak.Salaisatu bagiandalamotakkitayangdisebut hypotha'lamus memiliki tanggung jawabdalambeberapa prosesmetabolisme,sertadalamkegiatan-s=ehuri-tari sebagaienergi dan keseimbangancairantubuh, pernafasan,keseimbangan emosi,reproduksi'serta siklussirkadian.Kurangnyaakses terhadapcahayaalami, menurut para ahli' dapat_"ry"iuttan depresi danstres.Halini terkaitdenganperan cahayaalamisebaiaikatalisatorbagikeluamya beberapa jenis hormon. Kekurangan"aho:yu alamiakan iengurangi jumlahhormontersebutyangpadagilirannyaakan menyebabkandepresidan stres'PeronPencohoYoonAlomillr21g, PencohoyoonAlomidolom Arsiiekturf{cnrcntaraitu, menurutBoubekri,vitamin D berperanvital bagitubuhlltn, merupakan pertahananpertama dalammelawanpenyakitseperlilnnkcr,osteoporosis,diabetes,skelorasa,dan sistem kekebalantubuhynnglain. Kitahanyamembutuhkanwaktu l5-30menitsehari untukheradadi luarruanganuntukmendapatkan cahaya matahari, tiga sampaicmpatkalidalamsemingguuntuk mendapatkanjumlah vitaminD yangrrrcncukupi,di manakebutuhannyaberkisarantara120 dan 150 nanornolepcrliterdarah.l)enganmengetahuiperan penting cahayaalami bagi tubuh dankcsehatan,serla bagi kenyamanan danfaktorpsikologisetiap manusia,maka aksesterhadap cahayamatahari harusdisediakan.Hal ini menjadipermasalahanpentingkarenasebagianbesarwaktu kitadihabiskandidalamruangan.Sejak anak-anak sampaiusiadewasa,kita lebihbanyakmelakukanberbagaikegiatandi dalamruangan.Terlebihlagikegiatanbelajardi dalamkelasmaupunbekerjadi kantor. Dalam hal ini sangatpenting untukmempertimbangkandesain ruang-ruarlgtersebut agar aksesterlradap cahayamatahari tetap dapatdiperoleh.Pemilihanmaterial jugapenting karena beberapamaterial mengurangikualitascahayamatahariyangditerirna tubuh.Kenyamanandan kesehatan manusia sangatpenting,namunkegiatansehari-haritetap harus dapatberjalandenganbaik. Berbagaikegiatandidalam ruang harusmenjadibagian dalammenentukanarah dan aksescahaya rnatahariagarkesehatandan kenyarnanan manusiatetap tercapai.PeronPencohoYoonAlomiGambar1.12Membuatruanganmenjadilebihnyaman'Cahaya alami yangmasukke