Rekayasa Lingkup Untuk Orientasi Aliran Angin Pada Bangunan

SAINS BANGUNAN

Rekayasa Lingkup Untuk Orientasi Aliran Angin Pada BangunanPada lingkungan tropis Indonesia sinar matahari melimpah, Angin senantiasa berhembus. Tumbuhan penghasil oksigen tumbuh lebat, sehingga udara lingkungan bersih. Perbedaan suhu udara antara musim panas dan dingin tidak terlalu mencolok. Suhu terendah sekitar 23oC, dan suhu tertinggi sekitar 38 oC. Penghawaan buatan (AC) mengakibatkan angaran bangunan dan pemeliharaan jadi besar, penggunaan energi listrikpun besar. Gangguan kesehatan bisa timbul bila berada lama atau sering keluar masuk ruangan ber AC. Dengan demikian Orientasi pemukiman yang sehat di Indonesia selayaknya berorientasi kepada pencahayaan dan penghawaan alami. Untuk pengkondisian ruangan yang alami Perlu diperhatikan : 1. Orientasi bangunan. 2. Bukaan Ventilasi Silang. 3. Bukaan untuk pencahayaan. Perletakkan ruang-ruang dengan tepat terhadap arah datangnya sinar matahari, bentuk denah dan konstruksi bangunan yang tepat serta pemilihan bahan yang sesuai dapat membuat ruangan menjadi nyaman tanpa harus dengan bantuan peralatan mekanis.

1. Ruang TerbukaUntuk menciptakan suatu pengudaraan alami yang optimal haruslah didukung oleh tersedianya ruang terbuka hijau. Ruang terbuka hijau ini berfungsi sebagai sumber masuk dan keluarnya udara sehingga dapat terjadi ventilasi silang. Hal ini berbeda dengan rumah yang tidak menyediakan ruang terbuka hijau sedikitpun dan hampir seluruh lahannya didirikan bangunan. Pada rumah semacam ini udara tentunya sangat sulit mengalir sehingga ruanganpun akan menjadi pengap karena tidak terjadi pertukaran udara.perbandingan yang ideal antar bangunan dengan ruang terbuka hijau adalah 60 : 40 (60%untuk bangunan dan 40% untuk ruang terbuka hijau).

contoh penerapan mengalirkan udara pada ruang terbuka ialah dengan menggunakan prinsip peneduhan dengan menggunakan elemen landskap. Gambar (4a) prinsip peneduhan dan penghawaan dapat kita gambarkan dengan cara yaitu pohon-pohon yang rimbun meneduhi atap rumah supaya panas matahari dapat dikurangkan. Gambar (4b) pula menggambarkan bagaimana udara sejuk dari rimbunan pohon-pohon yang berada di sekitar rumah di alirkan kedalam rumah secara tidak langsung dengan metoda tekanan termal.

Gambar 4a: Penyejukan secara langsung

Gambar 4b: Penyejukan secara tidak langsung

2. Orientasi BangunanKetentuan tentang orientasi bangunan setidak tidaknya mengatur arah suatu bangunan setelah mempertimbangkan kondisi fisik/lingkungan dan kondisi non fisik1. Pertimbangan terhadap kondisi fisik/lingkungan seperti arah sirkulasi matahari timur barat, jarak antar bangunan, klimatologi.2. Pertimbangan terhadap kondisi non fisik seperti pengaruh idiologi, nilai nilai sosial budaya setempat,misalnya bangunan masjid mengarah kekiblat, aksentuasi, dan makna ruang yang akan diciptakan Semudah dan sesederhana apa pun teknik penerapan bentuk sirkulasi udara di sebuah rumah akan sangat tergantung dari konsep bangunan dari rumah itu sendiri. Saat ini, banyak rumah siap huni dibangun dengan mengabaikan kondisi iklim tropis dan mengutamakan model rumah yang sedang populer dan mengadopsi konsep bangunan daerah ber-iklim non-tropis. Itulah adalah salah satu sebab mengapa penggunaan AC menjadi kian diminati oleh banyak keluarga / penghuni rumah saat ini.Sebenarnya, konsep rumah dengan tipe pintu dan jendela berjalusi (rumah tempo doeloe), dapat dengan mudah mengakomodasi aliran masuk-keluar udara setiap saat. Karena, walau pintu / jendela dalam keadaan tertutup rapat, udara tetap dapat bergerak bebas masuk-keluar melalui fitur jalusi yang ada. Saat hawa dalam rumah terasa panas, udara dingin dapat mengalir masuk ke dalam rumah melalui jalusi di bagian bawah jendela / pintu dan mendorong udara panas diatasnya keluar melalui lubang angin. Hal yang sama berlaku saat kondisi hawa di dalam terasa dingin. Udara dingin akan mengalir melalui jalusi dari dalam ke luar rumah. Hawa panas di luar akan masuk melalui lubang udara di bagian atas rumah.Jika kita tetap hendak menggunakan konsep sirkulasi udara untuk mendinginkan rumah ber-konsep iklim non-tropis, maka kita perlu memikirkan rencana untuk mengganti / me-modifikasi dengan tipe jendela dan pintu ber-jalusi. Karena itu adalah sarana terbaik untuk jalur keluar-masuk udara. Tanpa keberadaan jalusi di jendela atau pintu rumah, akan sulit untuk membentuk sirkulasi udara di rumah secara konstan 24 / 7. Jendela kaca nako juga memiliki fungsi dan kemampuan mirip dengan jalusi pada jendela.Jika jendela atau pintu rumah sudah berjalusi, perlu ditambahkan lubang di bagian para / langit-langit rumah sebagai alternatif jalur udara keluar di samping lubang angin di bagian atas dinding / kusen. Namun, tindakan melubangi para / langit-langit rumah tersebut harus disertai penempatan unit kipas angin di atas langit-langit rumah. Mengapa?Kondisi kelembaban di ruang bagian atas langit-langit (di bawah genteng rumah) memiliki tingkat lebih tinggi daripada di area di bawah langit-langit. Kelembaban di area atas langit-langit akan lebih dulu terbentuk dan menjadi jenuh saat terjadi penggantian suhu dan cuaca. Kondisi lubang ventilasi yang memadai di area atas langit-langit untuk rumah siap huni jarang dipikirkan, bahkan seringkali ditiadakan.Mungkin keberadaan area inidianggap kurang penting manfaat dan fungsinya.Dengan tingginya tingkat kelembaban di area (bagian atas plafon) tersebut, secara otomatis, akan menahan semua aliran udara dari bawah. Bahkan, bisa terjadi kondisi sebaliknya, yaitu kelembaban di area tersebut mengalir turun melalui lubang ventilasi yang sedianya kita buat untuk membuang udara dalam ruangan. Sehingga, jika kita hendak menyalurkan udara dari bawah ke area plafon, kita harus membuat udara di area tersebut dalam kondisi dinamis / bergerak. Udara yang bergerak akan mengurangi tingkat kelembaban.Satu-satunya cara agar kelembaban di area itu bisa berkurang / dikurangi tanpa kita harus memodifikasi bentuk bagian atap rumah adalah dengan menggunakan kipas angin. Hembusan udara yang diputar oleh kipas angin akan mempercepat proses penguapan kandungan air dalam udara. Selain itu, kipas angin mampu memaksa udara lembab mengalir melalui celah-celah genteng.Memasang turbin angin untuk membuat pergerakan udara di area tersebut, tidak sepenuhnya dapat kita andalkan. Turbin angin akan berfungsi dengan baik dalam kondisi cuaca ber-angin cukup kuat. Anda akan mandi keringat selama menanti sebelum datangnya angin untuk memutar turbin angin.Tanpa bantuan angin, turbin angin hanya akan berputar pada kondisi perbedaan suhu udara yang sangat tinggi disertai rendahnya tingkat kelembaban antara di dalam dan luar rumah. Kondisi seperti itu sangat jarang terjadi di daerah beriklim tropis. Memang benar celah / lubang kisi-kisi pada turbin angin dapat menjadi jalur keluar untuk aliran udara lembab yang ada di area tepat di bawah genteng. Namun, prosesnya sangat lambat.Dalam hal ini, bukan berarti tindakan memasang turbin angin merupakan suatu tindakan sia-sia. Kipas angin yang diletakkan di area bagian atas plafon rumah bisa berfungsi memaksimalkan kinerja turbin angin. Kondisi udara yang dihasilkan oleh kipas angin, akan menarik udara dalam ruangan lewat lubang ventilasi di plafon yang sebelumnya telah kita buat. Sedangkan udara yang beredar di area atas plafon akan dibuang melalui turbin angin relatif lebih cepat daripada melalui celah-celah genteng rumah.Sistem cross ventilation atauventilasi silang adalah system penghawaan ruangan yang ideal dengan cara memasukkan udara ke dalam ruangan melalui bukaan penangkap angin dan mengalirkannya ke luar ruangan melalui bukaan yang lain. System ini bertujuan agar selalu terjadi pertukaran udara di dalam ruangan sehingga tetap nyaman bagi penghuninya.Udara di dalam ruangan harus selalu diganti oleh udara segar karena udara di dlaam ruangan ini banyak mengandung CO2 (karbondioksida)hasil aktivitas penghuni ruangan seperti bernapas, merokok, menyalakan lilin,memasak, dan sebagainya. Sementara itu, udara bersih yang dimasukkan ke dalam ruangan adalah udara yang banyak mengandung O2 (oksigen). Dalam system cross ventilation ini dikenal dua macam bukaan, sebagai berikut : Inlet, merupakan bukaan yang menghadap ke arah datangnya angin sehingga berfungsi untuk memasukkan udara ke dalam ruangan. Outlet, merupakan bukaan lain di dalam ruangan yang berfungsi untuk mengeluarkan udara.

Bukaan yang dimaksud di atas dapat berupa lubang angin, kisi-kisi, jendela yang bias dibuka, pintu yang senantiasa terbuka atau pintu tertutup yang bias mengalirkan udara (misalnya pintu kasa atau pintu berjalusi.

Agar ruangan dapat teraliri udara secara optimal maka perletakan bukaan harus disesuaikan dengan arah datangnya angin. Perletakan/posisi bukaan inlet dan outlet dalam system cross ventilation dapat dibedakan menjadi dua jenis, sebagai berikut. Posisi diagonal (cross). Bukaan inlet dan outlet diletakkan dengan posisi ini apabila angin dating secara tegak lurus (perpendicular) ke arah bukaan inlet.

Posisi berhadapan langsung. Bukaan inlet dan outlet diletakkan pada posisi ini mana kala angin dating bersudut/tidak tegak lurus (obligue) ke arah bukaan inlet.

Namun ada kalanya perletakan bukaan ini tidak dapat disusun seperti teknik di atas. Hal ini mungkin terjadi karena bidang yang mengarah ke luar tidak saling berhadapan. Disamping itu, sebab lain yang mungkin timbul adalah faktor keterbatasan lahan sehingga ruang tersebut hanya memiliki satu bidang saja yang menghadap kea rah luar bangunan. Pada kondisi-kondisi semacam ini, cross ventilation tetap dapat dilakukan yaitu dengan menambahkan sirip-sirip vertikal di tepi bukaan sebagai pengarah udara untuk masuk atau keluar ruangan. Sirip-sirip vertikal ini bisa terbuat dari batu bata, kayu, maupun beton.

Pada inlet dan outlet secara vertikal juga harus diperhatikan. Posisi inlet yang lebih rendah daripada outlet akan mengalirkan udar pada ketinggian tubuh manusia sehingga tubuh manusia bias merasakan kesejukan dari udara tersebut. Sebaliknya,posisi inlet yang lebih tinggi daripada outlet justru akan membuat aliran udara hanya menjangkau sebagian kecil tubuh manusia bagian atas sehingga kesegaran tidak dapat dirasakan penghuni rumah tersebut.etail pemasangan bukaan juga harus diperhatikan agar diperoleh cross ventilation yang sempurna. Posisi bukaan penangkap udara (inlet) sebaiknya berada pada ketinggian aktivitas manusia, yaitu sekitar 0,5-0,8 m, sementara bukaan outlet sebaiknya dibuat lebih tingggi karena udara yang akan dikeluarkan dari ruangan itu adalah udara yang panas dan udara yang panas selalu berada di bagian atas ruangan.

Alternatif lain perletakan outlet adalah pada atap apabila menggunakan atap bertipe jack roof. Lubang antara atap induk dengan atap topi pada jack roof dapat diberi kisi-kisi sebagai bukaan keluarnya udara (outlet). Posisi outlet pada atap inilebih efektif untuk mengeluarkan udara panas yang banyak berkumpul di bagian atas ruangan tersebut.

Dimensi atau kecepatan aliran udara dari bukaan inlet dan outlet juga harus diperhatikan. Jika bukaan inlet memiliki dimensi atau kecepatan aliran udara lebih kecil daripada bukaan outlet maka kecepatan aliran udara di dalam ruangan akan meningkat 30% dari kecepatan udara di luar ruang. Namun, jika bukaan inlet memiliki dimensi atau kecepatan aliran udara lebih besar daripada bukaan outlet maka kecepatan aliran udara di dalam ruang akan turun 30% dari kecepatan di luar ruangan.

Dari kedua tipe dia atas, pemilihan dimensi bukaan inlet yang lebih kecil dari bukaan outlet atau memakai dimension yang sama besar namun dengan model yang berbeda (kemampuan alir udara berbeda) lebih direkomendasikan.

3. Luas BukaanBukaan pada ruangan yang memungkinkan adanya pergantian udara, dan masuknya cahaya. Bukaan dapat berupa pintu, jendela, jalusi, lubang angin atau lostos atau lupangan, dan lubang-lubang lain yang mungkin ada pada suatu ruangan.Dalam perencanaan bangunan dihindari suatu ruang yang gelap dan pengap sehingga perlu adanya suatu penghawaan alami. Untuk itu perlu adanya penyelesaian dalam perencanaan yang baik dan sesuai dengan yang dibutuhkan serta semaksimal mungkin menggunakan sumber daya yang ada dari alam yang memang telah tersedia untuk kebutuhan manusia.Pada kenyataannya, saat ini sulit didapatkan ruang terbuka yang cukup, terutama di kota besar atau daerah industri, untuk mendapatkan tangkapan udara segar agar dapat masuk ke dalam ruangan, karena semua lahan telah yang ada dimanfaatkan untuk bangunan, atau ruang tertutup. Apalagi adanya polusi udara pada daerah tempat bangunan itu berada. Untuk itu pemanfaatan lahan yang sempit untuk penghawaan alami sangat penting untuk dipikirkan dan diteliti agar dapat membantu kita dalam membuat desain bangunan arsitektur yang bagus dengan kenyamanan yang terjamin. Atau bagaimana memanfaatkan atau mengolah udara yang telah kotor dan berdebu sehingga masih dapat dimanfaatkan untuk penghawaan alami. Karena bagaimanapun juga dalam suatu ruangan yang misalnya telah menggunakan penghawaan buatan, masih tetap memerlukan pergantian udara.Salah satu cara untuk mendapatkan penghawaan alami adalah dengan membuat bukaan pada atap yang kita buat. Untuk membuat bukaan pada atap ada banyak cara yang dapat kita gunakan, antara lain adalah seperti pada gambar-gambar berikut ini. Dalam suatu bangunan di lingkungan yang produktif dimana lahan menjadi sangat mahal, sering semua tempat yang ada dipenuhi untuk bangunan demi efisiensi, demikian juga biaya untuk bangunan bertingkat sangat tinggi. Untuk dapat memanfaatkan sedikit lahan terbuka yang dapat digunakan pada seluruh ruangan yang ada, kita dapat membuat lahan terbuka di tengah-tengah bangunan. Dengan bukaan yang ada di tengah, maka dapat dimanfaatkan pada semua ruangan yang berada di kanan dan di kiri lahan terbuka tersebut.Yang dimaksud dinding bernafas adalah dinding pembatas yang mempunyai lubang-lubang sehingga memungkinkan adanya aliran udara. Dinding bernafas sangat penting sebagai salah satu cara untuk mendapatkan adanya pergantian udara demi kenyamanan pada ruangan. Untuk mengarahkan aliran udara atau membelokkan arah angin, perlu memanfaatkan adanya perbedaan tekanan udara, yaitu dengan pemberian vegetasi atau dinding.Pada daerah ini cenderung gelap dan pengap, maka untuk menyelesaikannya perlu dibuat dinding bernafas (dinding yang mempunyai banyak lubang-lubang), dan pembelokan aliran angin.

Lubang angin sudah sangat umum dipakai pada bangunan sebagai sarana untuk pergantian udara. Bahkan lubang ini juga sering dimanfaatkan untuk estetika, mendampingi pintu dan jendela.Salah satu bentuk lubang angin adalah lostos atau lupangan, yang biasanya diletakkan di atas pintu atau jendela. Selain untuk keindahan, lubang ini dapat memasukkan atau mengeluarkan udara alami, sehingga ruangan yang ada di dalamnya menjadi segar dan sehat.Salah satu cara yang paling mudah untuk mendapatkan aliran udara di dalam bangunan kita adalah dengan membuka dinding ke arah angin datang. Dalam keadaan demikian maka kita tinggal mengatur besar kecilnya pembukaan untuk mengalirkan udara ke dalam bangunan sehingga kita bisa mendapatkan tingkat kenyamanan yang sesuai dengan keinginan kita.Tetapi adakalanya kita terpaksa menutup dinding ke arah datangnya angin. Dalam hal demikian maka kita bisa mengupayakan agar angin tersebut berbelok dari samping bangunan dan barulah kemudian kita masukkan ke dalam ruang-ruang dalam bangunan itu.Angin yang terlalu kencang masuk ke dalam bangunan kita tentu saja akan terasa kurang nyaman bagi kita. Untuk itu kita dapat memperlambat kecepatan angin yang dimaksud dengan cara memasang tabir-perlambatan.

4. Vegetasi

Vegetasi sangat mempengaruhi aliran udara pada bangunan . vegetasi dapat membuat angin yang tadinya panas karena adanya campuran hawa panas dari matahari menjadi sejuk setelah melewati bagian bawah pohon. Karena seperti yang kita ketahui pada siang hari pohon mengeluarkan oksigennya . maka dari itu sangatlah baik apabila kita membuat vegetasi di sekitar rumah . khususnya untuk daerah yang kering.

5. Lokasi Berdasarkan lokasinya, aliran angina tentu saja berbeda baik dari lokasi perkotaan maupun pedesaan. Di perkotaan apalagi di kota-kota besar yang populasi penduduknya sangat tinggi, serta banyaknya bangunan-bangunan yang tinggi menyebabkan aliran angin menjadi tidak optimal. Berbeda halnya dengan di pedesaan, aliran angin di pedesaan cenderung sejuk dan tidak ada yang menhambat . hal ini di sebabkan karena banyaknya tumbuhan hujai yang berada di daerah pedesaan dibanding dengan daerah perkotaan yang udaranya sudah tercemar. Vegetasi-vegetasi alami pada pedesaan juga umumnya masih terjaga dengan baik di banding dengan daerah perkotaan yang mayoritas wilayah nya terdiri dari banguna-bangun hingga hampir tidak ada tempat untuk vegetasinya.

Jadi, dalam merancang sebuah bangunan faktor-faktor seperti ruang terbuka, orientasi bangunan , bentuk atau luasan bukaan , vegetasi serta lokasi sangat perlu diperhatikan karena hal ini menyangkut tentang kenyamanan bagi pemilik atau orang yang menggunakan bangunan tersebut.