01-Fisika Bangunan Bab 1 Area Tropis 2012
Post on 02-Aug-2015
160 Views
Preview:
Transcript
1
BAB 1
AREA TROPIS
Sasaran Pembelajaran Memahami aspek/kondisi iklim setempat, pengaruh pada
manusia dan bangunan
Materi Pembelajaran
Aspek iklim pada area tropis lembab:
1. Arsitektur dan Tropis
2. Ciri Area Tropis
3. Data Meterologi Tropis
4. Pengaruh terhadap Manusia
5. Pengaruh terhadap Bangunan
A. Arsitektur dan Tropis
Karya arsitektur Indonesia saat ini menimbulkan kesan kehilangan jati diri dan kurang
memperhatikan lingkungan, serta upaya penghematan energi. Kehilangan jati diri
dalam bentuk bangunan dapat dilihat dari munculnya berbagai bangunan dengan
konsep yang kurang jelas, misalnya:
1. Penempatan massa bangunan yang kurang menyatu dengan lingkungan/site.
2. Penggunaan jendela kaca dan bukaan yang berlebihan pada semua orientasi
bangunan.
3. Pertimbangan pengaruh iklim tropis panas lembab kurang diperhatikan.
4. Pemilihan bentang besar yang mengharuskan menggunakan energi yang lebih
banyak.
5. Pemilihan bentuk dengan mengadopsi model bangunan dari negara lain yang
berbeda budaya, geografis dan iklim.
Membangun di daerah iklim tropis panas lembab seperti di Indonesia hanya dapat
dilakukan dengan memahami dan memperhatikan kondisi maupun pengaruh iklim
tersebut dengan baik.
B. Ciri Area Tropis
Tropis awalnya berasal dari kata tropikos berarti garis balik. Pengertian ini berlaku
untuk daerah antara kedua garis balik ini, meliputi sekitar 40% dari luas permukaan
bumi. Garis-garis balik ini adalah garis lintang 23°27' utara dan selatan. Garis lintang
utara adalah garis balik cancer dimana pada tanggal 22 Juni, deklinasi matahari
mencapai posisi tegak lurus. Sebaliknya, pada tanggal 22 Desember matahari mencapai
posisi tegak lurus pada garis balik capricorn yakni garis lintang 23°27' selatan.
2
Secara geografis (Lippsmeier, 1994), lingkungan yang terbentuk oleh kondisi iklim
secara garis besar dapat dibagi dalam dua jenis:
a. Daerah tropis kering: dengan ciri padang pasir, stepa dan savana kering,
b. Daerah tropis lembab: dengan ciri hutan hujan tropis, angin musim dan savana
lembab.
Gambar 1
Area tropis dan garis balik
Sumber: Modifikasi dari Frick dan Mulyani, 2006
Daerah lembab mencakup savana lembab, daerah dengan angin musim dan hutan hujan
tropis. Daerah lembab memiliki satu atau dua musim hujan dengan batas yang jelas.
Ciri hkas daerah ini adalah rendahnya perbedaan temperatur harian dan tahunan. Pada
kelembaban yang tinggi, temperatur selalu hampir sama sepanjang tahun.
Daerah tropis lembab terletak di sekitar khatulistiwa sampai sekitar 15° utara dan
selatan. Misalnya: Indonesia, Malaysia, Afrika Tengah, Lembah sungai Amazona,
dengan ciri-ciri sebagai berikut:
a. Gambaran landskap berupa daerah hutan hujan di pantai dan di dataran rendah
khatulistiwa. Landskap hijau, tanah biasanya merah atau coklat.
b. Memiliki vegetasi yang lebat, sangat kaya dan bermacam-macam sepanjang tahun.
Terdiri dari hutan dan semak belukar yang tak dapat ditembus, dengan pohon-
pohon tinggi, tanah sangat lembab, muka air tanah tinggi dan kadang-kadang
sampai ke permukaan. Tanah laterit merah dan coklat biasanya untuk pertanian.
Ciri lain adalah lumut, ganggang dan jamur.
3
c. Perbedaan musim kecil. Bulan terpanas, panas, dan lembab sampai basah.
Selanjutnya bulan terdingin, dingin, panas sedang dan lembab sampai basah.
Pada belahan bumi utara: bulan terdingin meliputi bulan Desember-Januari, bulan
terpanas terjadi pada bulan Mei-Agustus, dengan curah hujan tertinggi.
Pada belahan bumi selatan: bulan terdingin meliputi bulan April-Juli, bulan
terpanas terjadi pada bulan Oktober-Februari, dengan curah hujan tertinggi.
d. Kondisi langit berawan dan berkabut sepanjang tahun. Terang bila awan sedikit
(awan kumulus putih) dan matahari tidak tertutup. Warna abu-abu suram, bila
awan tebal. Jenis awan selalu bertukar dengan lapisan awan 60-90%.
e. Radiasi matahari langsung sedang sampai tinggi. Bayangan alamiah terbentuk
sangat banyak. Radiasi terdifusi/pantul menembus awan dan uap. Pantulan radiasi
oleh awan sedang. Refleksi radiasi matahari langsung pada tanah sedikit.
Pertukaran panas dari tanah ke tubuh manusia sedikit. Tanah menyerap banyak
panas.
f. Temperatur maksimum rata-rata tahunan sebesar 30,5°C (Pengecualian di
beberapa tempat melebihi 32°C). Temperatur siang jarang lebih rendah dari
temperatur kulit. Temperatur malam hari minimum sekitar 25°C (pada malam yang
cerah hingga 21°C). Fluktuasi temperatur rata-rata tahunan sekitar 3 - 5,5°C.
Fluktuasi temperatur rata-rata harian sekitar 5,5 – 8,5°C. Temperatur awan kira-
kira sama dengan temperatur udara, pendinginan hampir tidak terjadi pada malam
hari, karena berawan. Temperatur tanah sedikit berbeda dari temperatur udara.
g. Presipitasi dengan curah hujan tahunan di atas 2000 mm, maksimum hingga 5000
mm. Dalam bulan-bulan hujan, sampai 500 mm setiap bulan. Di daerah
khatulistiwa, hujan turun biasanya setelah tengah hari. Pagi hari sering berkabut.
h. Kelembaban udara absolut (tekanan uap) setinggi 25 – 30 mm dengan kelembaban
relatif 55 – 100%, biasanya di atas 75%.
C. Data Meterologi Tropis
Analisa meterologi di daerah tropis sukar dilakukan, disebabkan oleh dua hal:
a. Sistem tekanan yang berpindah tidak terbentuk dengan jelas, dan
b. Tempat-tempat pengamatan cuaca sangat jauh terpisah sehingga hasil
pengamatannya sering tidak dapat dipercaya. Data meterologi dari tempat tertentu
biasanya dikumpulkan dengan susah payah; gambaran menyeluruh mengenai
4
daerah yang luas sampai batasan tertentu harus dilakukan dengan dugaan atau
melalui prediksi.
Batas antara arus udara utama yang berasal dari belahan bumi utara dan selatan yang
disebut daerah konvergen intertropis, bergeser setiap musim dari khatulistiwa ke arah
utara dalam musim panas belahan utara dan ke arah selatan pada musim panas belahan
selatan. Pergeserah terbesar disebabkan oleh angin musim yang berkembang melalui
Afrika Timur, India dan Asia Tenggara. Frekuensi angin ribut dan jalur angin topan
juga bergerak seperti itu.
Gambar 2
Arah angin dan tekanan udara
Sumber: Lippsmeier (1994)
Di daerah khatulistiwa, temperatur hanya sedikit berubah sehingga perbedaan
tahunannya sangat kecil (daerah lembab). Semakin ke utara atau ke selatan, perubahan
temperatur tahunan semakin besar (daerah kering).
Tetapi angka temperatur rata-rata (harian, bulanan, dan tahunan) hanya sedikit
menunjukkan kondisi-kondisi cuaca khusus, karena hanya diperoleh dari harga
minimum dan maksimum saja. Hanya dengan melalui analisis dan pengamatan data ini
dapat diambil kesimpulan yang pasti.
Temperatur tertinggi ditemukan di daerah kering pada belahan bumi bagian utara yang
dapat mencapai 50°C. Tetapi temperatur tinggi ini selalu disertai oleh kelembaban
udara yang sangat rendah, hingga masih dapat ditoleransi. Di daerah khatulistiwa yang
lembab, karena sedikitnya penyinaran matahari langsung (tertahan oleh awan),
5
temperaturnya lebih rendah tetapi selalu disertai dengan kelembaban yang tinggi dan
dalam berbagai hal lebih sulit ditoleransi.
Gambar 3
Perbedaan temperatur tahunan (°C)
Sumber: Lippsmeier (1994)
Radiasi matahari pada siang hari dan emisi panas balik pada malam hari selalu
tergantung pada densiti (kerapatan) awan. Nilai rata-rata kerapatan awan pada bulan
Januari dan Juli serta jumlah rata-rata presipitasi (hujan) tahunan dapat dilihat pada
gambar 4 dan 5.
Gambar 4
Jumlah curah hujan tahunan (mm)
Sumber: Lippsmeier (1994)
6
Gambar 5
Densiti/kerapatan awan rata-rata
Sumber: Lippsmeier (1994)
Perbedaan temperatur tahunan tergantung nilai tersebut. Dasar kondisi ini adalah sistem
distribusi tekanan pada bumi, seperti dapat dilihat pada ilustrasi skematis yang
ditunjukkan dalam gambar 6. Di sekitar khatulistiwa terbentuk sebuah cincin tekanan
udara rendah yang pada setiap musim hujan (Juli) bergeser sedikit ke arah utara.
Gambar 6
Kondisi terjadinya hujan
Sumber: Lippsmeier (1994)
7
D. Pengaruh terhadap Manusia
Secara fisiologis (Frick dan Mulyani, 2006), iklim mempengaruhi kenyamanan termal
manusia. Suhu inti manusia ± 37°C, pada otot dan di permukaan kulit suhu manusia
lebih rendah yaitu ± 30-35°C. Pada hidung dan kuping sebesar ± 22°C. Dengan
metabolisme energi dalam tubuh manusia melepaskan kalor sebesar ± 100 watt.
Pertukaran kalor manusia dan lingkungannya tergantung dari suhu udara, suhu
permukaan yang berada di sekitarnya, penyalur panas, dan gerak udara (angin).
Ada empat cara pertukaran kalor, yaitu:
a. Penyaluran panas secara langsung melalui telapak kaki (meski kecil, namun penting
untuk kenyamanan),
b. Pertukaran kalor (konveksi) 25-30% ke udara sekeliling,
c. Radiasi panas kepada udara di sekeliling yang lebih sejuk 40-60%, dan
d. Penguapan oleh keringat dan pernapasan 25-30%.
Gambar 7
Pertukaran kalor manusia
Sumber: Modifikasi dari Frick dan Mulyani, 2006
E. Pengaruh terhadap Bangunan
Panas yang sangat tidak menyenangkan dengan penguapan sedikit, karena pergerakan
udara lambat, memerlukan perlindungan terhadap radiasi matahari, hujan, serangga; di
sekitar pantai juga diperlukan perlindungan terhadap angin keras.
8
Bangunan sebaiknya terbuka dengan jarak yang cukup antara masing-masing bangunan,
untuk menjamin sirkulasi udara yang baik. Orientasi timur-barat sesuai lintasan
pergerakan matahari untuk mencegah pemanasan fasad yang lebih lebar dengan
mempertimbangkan arah angin. Bangunan sebaiknya berbentuk persegi panjang dengan
lebar bangunan yang mempertimbangkan untuk mendapatkan ventilasi silang.
Gambar 8
Orientasi Timur-Barat
Sumber: Modifikasi dari Frick dan Mulyani, 2006
Gambar 9
Orientasi Arah Angin
Sumber: Modifikasi dari Frick dan Mulyani, 2006
Ruang sekitar bangunan diberi peneduh, tanpa mengganggu sirkulasi udara. Persiapan
penyaluran air hujan dari atap dan halaman. Bangunan ringan dengan daya serap panas
yang rendah.
9
F. Bahan Diskusi dan Presentasi Perkuliahan
Bahan diskusi dan presentase kuliah disiapkan untuk menggali pemahaman mahasiswa
pada materi yang telah dibahas. Diskusi dengan model student center learning, dosen
sebagai moderator, sekaligus menilai kemampuan tiap mahasiswa.
Arah angin dan tekanan angin di bumi
Perbedaan temperatur tahunan (°C)
10
Jumlah curah hujan tahunan (mm)
Densiti awan rata-rata
11
Kondisi terjadinya hujan
Peta Klasifikasi Iklim menurut Köppen
12
G. Bahan Bacaan
1. Barry, R.G. dan Chorley, J. 1976. Atmosphere, Weather and Climate. 3rd
ed. ELBS
and Methuen & Co Ltd. 432 p
2. Ellis, F.P. 1960. Physiological Responses to Hot Environments, Medical Research
Council Report No. 298, H.M.S.O.
3. Frick, H. dan Mulyani, TH. 2006. Arsitektur Ekologis, Kanisius, Semarang.
4. Givoni B,.1976, Climate and Architecture, Applied Since Publisher.
5. Lippsmeir G., 1994, Bangunan Tropik, Erlangga, Jakarta
6. Mangunwijaya, YB., 1994, Pengantar Fisika Bangunan, Djambatan, Jakarta.
7. Nieuwolt, S. 1982. Tropical Climatology, An Introduction to The Climate of The
Low Latitude, John Wiley and Sons, New York.
8. Olgyay, V. 1963. Design with climate (Bioclimatic approach to architectural
regionalism), Princeton Univ. Press, Princeton.
9. Oliver, J.E. dan Hidore, J.J. 1984. Climatology: An Introduction. Charles E. Merrill
Publ. Comp. A. Bell & Howell Comp. Colombus, Ohio.
10. Sugianto. 1998. Bangunan di Indonesia, dengan Iklim Tropis Lembab ditinjau dari
Aspek Fisika Bangunan, Dirjen Dikti - Depdiknas, Jakarta.
11. Trewartha. 1968. An Introduction to Climate, 4th edition. Mc. Graw-Hill.
12. Webb C.G. 1962, Thermal Discomfort in an Equatorial Climate, W.P Griffiths and
Sons, London.
top related