1 PROPOSAL PENELITIAN PUT-ITS - PENELITIAN UNGGULAN ITS (TERAPAN MULTIDISIPLIN) DANA LOKAL ITS 2020 Model bangunan modular dari konstruksi bambu dan tanah lokal untuk bangunan di daerah gempa Tim Peneliti INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA Maret 2020 Prof. Dr. Ir. Vincentius Totok Noerwasito MT Arsitektur Dr. Ir. Haryo Sulistiarso Perancangan Kota dan Wilayah Iwan Adi Indrawan, S.T.,Ars.,M.Ars Arsitektur
24
Embed
PROPOSAL PENELITIAN PUT-ITS - PENELITIAN UNGGULAN ITS ...
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
PROPOSAL PENELITIAN
PUT-ITS - PENELITIAN UNGGULAN ITS
(TERAPAN MULTIDISIPLIN)
DANA LOKAL ITS 2020
Model bangunan modular dari konstruksi bambu dan
tanah lokal untuk bangunan di daerah gempa
Tim Peneliti
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Maret 2020
Prof. Dr. Ir. Vincentius Totok Noerwasito MT Arsitektur
Dr. Ir. Haryo Sulistiarso Perancangan Kota dan Wilayah
Iwan Adi Indrawan, S.T.,Ars.,M.Ars Arsitektur
2
HALAMAN PENGESAHAN
Judul : Model bangunan modular dari konstruksi bambu dan
tanah lokal untuk bangunan di daerah gempa
Ketua peneliti
a. Nama Lengkap : Prof. Dr. Vincentius Totok Noerwasito MT. Ir.
COVER ............................................................................................................................ 1 daftar isi ...................................................................................................................................................... 3 Abtrak ......................................................................................................................................................... 4 BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................................ 5
1.1 Latar Belakang ................................................................................................................................. 5 1.2. Tujuan dan Sasaran ............................................................................................................................ 6 1.3 Kebaruan dan Terobosan Teknologi ................................................................................................... 5
BAB 2. Metode ........................................................................................................................................... 6 2.1 Telaah Literatur / Pustaka ................................................................................................................... 6 2.2 Peta RENCANA ............................................................................................................................... 7 2.3 Metode Penelitian ............................................................................................................................. 8
BAB 3 PROSPEK DAN DAMPAK MANFAAT ...................................................................................... 10 BAB 4 BIAYA DAN JADWAL PELAKSANAAN .................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................................ 12 Lampiran 1 Justifikasi Anggaran Penelitian............................................................................................... 13 Lampiran 2 Organisasi tim: ketua dan anggota tim pengusul...................................................................... 14 LAMPIRAN 3 : BIODATA KETUA DAN ANGGOTA PENELITI ........................................................... 15 SURAT PERNYATAAN KETUa PENELITI ............................................................................................ 24
4
ABTRAK
Penelitian ini merupakan pemecahan problem tentang bangunan yang sederhana di daerah
gempa dengan menggunakan material lokal, yakni bambu dan tanah. Bambu sebagai
konstruksi utama sedangkan tanah sebagai dinding. Adapun tanah tersebut dilapis dengan
bambu. Bangunan merupakan moduler dengan ukuran 3 x 3 x 3 m. Bangunan tersebut
dapat digabung menjadi bangunan yang lebih besar dengan ukuran moduler.
Tujuan penelitian adalah membuat bangunan yang bertahan terhadap gempa dan jika
terjadi keruntuhan tidak menimbulkan korban bagi penghuninya. Metode penelitian adalah
dengan model simulasi bangunan sdan mengaplikasikan hasil yang optimal dalam skala
1:1. Perhitungan energi panas dan embodied energy dilakukan di dalam model simulasi
tersebut. Sedangkan pengukuran temperatur di lakukan pada bangunan sesungguhnya.
Penelitian terdiri dati 2 tahap. Tahap 1 adalah tahap simulasi dengan menggunakan
software untuk mendapatkan konsep bangunan moduler yang memiliki kondisi temperatur
yang nyaman. Sebagai variabel adalah ketebalan dinding. Tahap ke 2 adalah aplikasi
model dengan skala 1: 1. Dan pengukuran temperatur. Lokasi penelitian di Kabupaten
Mojokerto.
Hasil akhir tahap 1 adalah konsep bangunan moduler untuk bangunan di daerah gempa.
Tahap ke 2 adalah tampilan model bangunan moduler yang dapat menahan gempa dengan
ukuran 3 x 3 x 3 m skala 1: 1.
Kata kunci: bambu; tanah lokal; moduler; konstruksi tahan gempa; daerah gempa
5
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Bencana alam yang diakibatkan oleh gempa bumi sering terjadi di Indonesia. Daerah
tersebut mengalami kerusakan pada bangunan yang terdapat disana. Hampir semua
bangunan tersebut rusak akibat lemahnya system konstruksi dari bangunan. disamping itu
korban manusia terjadi juga akibat tertimpa reruntuhan bangunan.
Saat ini banyak dibangunan di daerah gempa untuk menanggulangi masalah tersebut.
adapun cara2 yang dilakukan adalah membuat kontruksi sekuat mungkin dan bangunan
yang permanen. Sehingga mereka menggunakan bahan–bahan yang berat antara lain beton
dan bata. Sementara ini banyak kejadian yang menimbulkan korban luka atau bahkan
meninggal akibat kejatuhan reruntuhan dinding atau yang terbuat dari beton ataupun bata.
Kegiatan penelitian ini mengusulkan untuk membuat bangunan yang moduler dari bahan
lokal yaitu bambu dan tanah lokal dengan system struktur box. Sehingga tanpilan
bengunan tersebut berbentuk kubus dengan konstruksi penyanggah adalah bambu.
Sedangkan dinding bangunan berasal dari tanah sekitarnya yang dicampur dengan semen
dan kapur. ukuran dari bangunan merupakan ukuran standard dari kamar tidur yakni 3 x 3
x 3 m yang disebut juga dengan 1 modul bangunan. Perluasan bangunan dapat di perluas
dengan menyusun module–module tersebut dalam bentuk mensejajarkan atau menumpuk
kearah vertikal.
Modul bangunan yang terwujud harus memiliki kondisi thermal yang bagus dan volume
bahan yang efisien. Oleh karena itu perlu diketahui temperatur di dalam bangunan
tersebut, dengan berbagai volume bahannnya.
Masalah utama dalam module adalah system struktur module yang tahan goncagan gempa
meskipun berbahan bambu. Demikian juga dinding harus tahan terhadap iklim meskipun
hanya berbahan dasar tanah dan tidak melalui proses pembakan seperti pada bata merah.
Penelitian yang dilakukan memiliki 2 tahap. Tahap 1 menghasilkan konsep odel bangunan
modular dari konstruksi bambau dan berdinding tanah. Tahap 2 aplikasi model dengan
skala 1: 1.
Penelitian memiliki tujuan sebagai berikut:
a. Mendapatkan bahan bangunan dinding alternatif yang sederhana yang berasal dari
daerah sekitar (lokal) dan alternatif system struktur ruang. Yakni bambu dan tanah
dan kontruksi bambu dengan system struktur ruang (Box). Yang dapat mengurangi
kerusakan bangunan terhadap gempa.
b. Bangunan dapat mengurangi korban cedera parah atau meninggal, karena bangunan
menggunakan bahan yang ringan.
c. Mengajarkan kepada masyarakat didaerah bencana cara membuat bangunan yang
sederhana dandapat dilakukan dengan teknologi yang sederhana.
Kebaruan dan Terobosan Teknologi
Kebaruan dalam penelitian terdapat pada bahan dasar dan fungsi produk
penelitian yang memaksimalkan pemakaian bahan bangunan lokal. Dan tidak memerlukan
6
teknologi tinggi. System struktur menggunakan system struktur ruang (struktur Box).
Disamping itu meskipun bangunan sederhana tetapi kenyamanan temperatur di dalam
bangunan mendekati kenyamanan di dalam ruangan (thermal comfort).
BAB 2. METODE
2.1 TELAAH LITERATUR / PUSTAKA
a. Telaah pustaka atas variabel-variabel kebaruan
Compressed Earth Blocks atau CEB atau CSEB adalah produk ramah lingkungan,
penghematan energi dan beaya. Karena blok-blok ini adalah produk yang tidak terbakar,
selama produksi tidak diperlukan bahan bakar atau pembakaran. Jadi, tidak menghasilkan
gas berbahaya selama produksi. Blok CEB lebih ekonomis dari bata merah membutuhkan
lebih sedikit tenaga kerja dan tidak memerlukan bahan bakar. Komposisi blok berbeda dan
berbagai proporsi pasir, tanah liat dan stabilisator seperti kapur, semen dll. (B. N.
Patowary et al, 2015).
Kekuatan tekan tertinggi CEB adalah 2.84N / m2 dicapai dengan tingkat stabilisasi semen
7,5% dari Sampel pada usia curing 28 days. (Baba Shehu Waziri, 2013),
Tanah alami yang digunakan untuk CEB adalah tanah liat dengan plastisitas sedang.
Penambahan pasir 50%, telah sangat meningkatkan sifat pemerataan tanah. Rasio dengan
kinerja optimal adalah 50% pasir yang ditambahkan dengan 6 hingga 9% semen. Blok
yang terbuat dari campuran tanah liat dan pasir (CSB) tidak cocok untuk digunakan dalam
lingkungan basah dan karena itu direkomendasikan untuk digunakan di lingkungan yang
kering. namun dapat dilakukan apabila ditambahkan zat penstabil (kapur) (Aimé Jules
Fopossi et al, 2014).
Blok CEB memiliki nilai konduktivitas termal yang lebih baik dibandingkan dengan bata
merah. Blok CEB memiliki konduktivitas termal 0,2545 ± 0,0350 W m-1 K-1, sedangkan
bata merah konduktivitas termal sebesar 0,4007 ± 0,0350 W m-1 K-1. (Fetra Venny Riza .
2011).
b) Penelusuran terhadap penelitian-penelitian yang dilakukan sebelumnya
Studi yang telah dilaksanakan yang dapat mendukung penelitian ini, karena
penelitian tersebut berkaitan erat dengan pembuatan blok yang menggunakan bahan
dasar 6okum dengan teknologi sederhana adalah sebagai berikut:
Penelitian Blok tanpa bakar dari tanah Pandaan, Jawa Timur (2001). Pembuatan blok
dengan menggunakan tanah liat sekitar lokasi tanpa menggunakan proses
pembakaran.
Penelitian tentang blok tanpa bakar dari abu tebu pabrik gula (2003). Pembuatan
blok dinding menggunakan abu tebu dari pabrik gula di Mojokerto.
Penelitian tentang blok tanpa bakar dari tanah Surabaya (2005).
Penelitian Pemanfaatan lumpur LAPINDO untuk bata non bakar beserta aplikasi
menjadi bangunan dengan Bata PORITS (bata lumpur lapindo) dilapangan, dan
7
pengukuran temperatur dalam ruangan pada bulan terpanas (Oktober dan
Nopember). (tahun 2006).
Penelitian tentang kemungkinan pemanfaatan tanah bergaram dari tanah lokal di
Probolinggo (2006).
Penelitian tentang blok tanpa bakar dari abu kayu dari Pabrik industri bahan
bangunan, di Semarang.(2007).
Penelitian tentang blokdari tanah liat di Pasuruan (2010-2015).
Penelitian tentang blok dari kertas di Kabupaten Pasuruan (2016-2018)
c) Perbedaan antara penelitiannya dengan penelitian orang lain.
Berikut perbedaan penelitian ini dengan penelitian tentang bangunan di daerah
bencana hasil karya pihak lain.
1. Tidak menggunakan material yang berat seperti beton dan bata merah, sehingga tidak
menimbulkan kecelakaan atau kematian pada orang di dalam bangunan ketika terjadi
gempa.
2. Menggunakan material lokal. Bambu dan tanah banyak ditemukan di sekitar daerah
gempa.
3. Konstruksi bangunan dapat dikerjakan tanpa menggunakan keahlihan yang tinggi.
4. Kondisi temperatur yang nyaman terdapat di dalam bangunan.
5. Bangunan dapat diperluas karena menggunakan system modul 3 x3 m.
2.2 PETA RENCANA
Road map untuk penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1. Adapun uraiannya sebagai
berikut:
8
Gambar 1 Road Map Penelitian
Konsep penelitian adalah bahan bangunan yang menggunakan potensi lokal
sebagai bahan dasar. Hal ini berkaiatan erat dengan konsep lingkungan tentang Green
product atau sutainable material. Konsep ini mengutamakan temuan bahan bangunan
berbasis pada potensi lokal suatu daerah. Hal yang ingin diperoleh adalah adanya
penghematan sumber daya alam yang akan habis.
Penelitian yang pernah dilakukan adalah pembuatan blok untuk dinding bangunan
yang berasal dari lumpur Lapindo yang melimpah dan menimbulkan masalah lingkungan
di Daerah Porong. Penelitian lebih banyak memanfaatkan lumpur yang melimpah untuk
bahan dinding bangunan. Selain itu penelitian tentang pembuatan blok tanah padat di
daerah Pasuruan dimana kehadiran blok ini untuk menyelesaikan masalah pembuatan bata
tanpa melalui proses pembakaran. Hal ini dilakukan karena pembuatan bata didaerah
tersebut banyak menggunakan kayu bakar dari hutan sekitarnya.
Penelitian yang dilakukan saat ini adalah pembuatan model bangunan moduler
yang dapat digabungkan antara moduler menjadi bangunan yang lebih besar. Bangunan
tersebut mampu mengurangi kerusakan yang parah akibat gempa bumi. Bahan yang
digunakan adalah bangunan lokal. Yakni bambu dan tanah sekitar. Hasil akhir adalah
bangunan dapat diaplikasikan di daerah lombok yang merupakan daerah gempa.
2.3 METODE PENELITIAN
Penelitian terdiri dari 3 tahap yakni tahap 1 dan tahap II. Berikut pola pikir tahapan
penelitian I dan II (lihat Gambar 2).
9
Gambar 2 Alur pikir penelitian Tahap I dan II
2.3.1 Penelitian Tahap 1
Kegiatan pada tahap ini adalah tahap awal dari penelitian yakni penentuan
konsep yang akan diaplikasikan pada tahap II dan III. Adapun proses tahap I sebagai
berikut:
a. Pemilihan jenis bambu dan tanah yang memenuhi persyaratan sebagai struktur
bangunan dan konstruksi dinding. Hal tersebut menggunakan kriteria jenis bambu dan
jenis tanah yang memenuhi persyaratan sebagai bahan bangunan.
b. Menganalisa system struktur yang sesuai dan dapat digunakan menjadi bangunan
moduler, adapun alternatif system struktur tersebut adalah: system liniair, syatem
bidang atau system ruang. Moduler bangunan adalah 3 x 3 x 3 m. Konsep bangunan
dapat dipindahkan merupakan pilihan alternatif system struktur yang tepat.
c. Menganalisa tebal dinding dari dinding tanah yang dapat berfungsi sebagai isolator
panas. Tebal dinding yang ideal adalah dinding yang optimal energi panas dan
embodied energy. Adapunvariabel dinding dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Variabel
No Kode
Variabel tebal
1 W1 10 cm
2 W2 12 cm
3 W3 15 cm
4 W4 20 cm
Variabel-varibel tersebut berpengaruh terhadap panas di dalam bangunan disamping
itu berpengaruh pula volume bahan. Panas yang berpengaruh adalah pada overheated
di dalam bangunan selama setahun. Sedangkan volume bahan berpengaruh terhadap
embodied energy bahan bangunannya. Overheated dalam bangunan dihitung dengan
menggunakan simulasi program yakni Archipak, sedangkan embodied energy dihitung
dengan menggunakan perkalian antara volume dan nilai embodied energy per unit
bahan.
10
Optimasi dilakukan terhadap variabel-variabel tersebut pada bangunan erhadap
overheated dan embodied energy. Bangunan yang baik adalah bangunan yang
memiliki overheated dan embodied energy yang optimum. Bangunan yang optimum
menjadi konsep bangunan untuk diaplikasikan menjadi bangunan pada tahap 2.
d. Membuat contoh dinding tanah dengan komposisi tanah, semen dan kapur.
prosentase semen dan kapur masing-masing sebesar 15% dari berat tanah.
e. Menentukan konsep bangunan moduler dengan konstruksi bambu dan berdinding
tanah lokal.
2.3.2 Penelitian Tahap II
Tahap penelitian ini merupakan aplikasi dari konsep yang dihasilkan dari tahap 1.
Kegiatan yang dilakukan adalah aplikasi konsep konstruksi bambu dengan struktur dan
detail sambungannya. Dinding bangunan diaplikasikan dari hasil optimasi dinding tahap I.
Ukuran bangunan adalah 3 x 3 x 3 m, dengan skala 1 : 1. Lihat gambar 3 dan 4
Denah Model Tampak Model
Gambar 3 Denah dan tampak model
Detail dinding Detail rangka
Gambar 4 Detail dinding dan rangka modul bangunan
BAB 3 PROSPEK DAN DAMPAK MANFAAT
a. Bangunan moduler dari bahan lokal tahan terhadap gempa dan mudah untuk
memperbaikinya atau menggantinya bila mengalami kerusakan. Reruntuhan banguan
tidak membahayakan penghuni ketika terjadi gempa karena bahan yang digunakan
11
ringan dan tidak menimbulkan korban seperti pada bahan beton ataupun bata merah
yang berat.
b. Bangunan dapat dikembangkan dengan membuat moduler baru dengan ukuran 3 x 3 x 3
m. Dengan cara menyambung bangunan. dan bangunan dapat dikerjakan sendiri secara
gotong royong karena tidak membutuhkan peralatan yang berat.
c. Hasil penelitian dapat dijadikan sebagai bangunan percontohan bangunan yang
menggunakan bahan lokal dan menujukkan pula bahwa masih banyak alternatif
pemanfaatan bahan lokal untuk recycle material sebagai elemen dinding bangunan.
d. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan teknologi tepat guna dapat membantu
pengembangkan penelitian kearah penanganan bangunan didaerah rawan gempa.
BAB 4 BIAYA DAN JADWAL PELAKSANAAN
4.1 ANGGARAN BIAYA
No Jenis Pengeluaran Biaya yang Diusulkan (Rp)
Tahun I Tahun II
1
Honorarium untuk pelaksana, petugas laboratorium,
pengumpul data, pengolah
data, penganalisis data, honor operator, dan honor pembuat
sistem
10800000 15600000
2
Pembelian bahan habis pakai
untuk ATK, fotocopy, surat menyurat, penyusunan
laporan, cetak, penjilidan
laporan, publikasi, pulsa, internet, bahan laboratorium,
langganan jurnal
12040000 57800000
3
Perjalanan untuk biaya
survey/sampling data, seminar/workshop DN-LN,
biaya akomodasi-konsumsi,
perdiem/lumpsum, transport
36800000 36800000
4
Sewa untuk peralatan/mesin/ruang
laboratorium,
kendaraan, kebun percobaan, peralatan penunjang
penelitian lainnya
39000000 47000000
12
4.2 JADWAL PENELITIAN
No Jenis Kegiatan
Tahun ke 1
Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 5 Bulan 6
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Persiapan
2 Analisa bentuk dan dimensi
3 Analisa konstruksi
4 Perhitungan dan analisa
5 Penentuan konsep model bangunan
6 Eksperimen dinding tanah
7 Draft laporan
8 Laporan akhir
No Jenis Kegiatan
Tahun ke 2
Bulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 5 Bulan 6
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Persiapan
2 Analisa hasil tahun 1
3 Analisa konstruksi
4 Pelatihan pembuatan blok tanah
5 Pembuatan bangunan model
6 Pengukuran temperatur
7 Draft laporan
8 Laporan akhir
DAFTAR PUSTAKA
1. Aimé Jules Fopossi et al, (2014), Effect of Stabilizers on Water Absorption of
Compressed Earth Blocks made from Mangu Soil, International Journal of
Engineering Sciences & Emerging Technologies, Aug. 2014Volume 7, Issue 1,
pp: 490-495
2. B. N. Patowary et al, (2015), Study of Compressed Stabilised Earth Block,
International Journal of Scientific and Research Publications, Volume 5, Issue
6, June, pp 1-4.
3. Baba Shehu Waziri et al, (2013), Properties of Compressed Stabilized Earth
Blocks (CSEB) For LowCost Housing Construction: A Preliminary
Investigation, International Journal of Sustainable Construction Engineering &
Technology Vol 4, No 2, pp 39-45. 4. DEPARTEMEN PEKERJAAN UMUM, ( 1993), PEDOMAN PEMBANGUNAN
BANGUNAN TAHAN GEMPA, BANGUNAN RANGKA BAMBU, pp B1-B13.
5. Gernot minke, (2001), construction manual for earth-quake resistance houses
built of earth, gate Basin,
6. Jagadish Vengala et al, (2015), Seismic performance of Bamboo housing– an
overview, Proceedings of worldbamboo,
7. Ukhopadhyay,(2008), Role of bamboo in seismic architecture,