PENGARUH IKLIM TERHADAP MANUSIA

Fungsi utama dari arsitektur adalah harus mampu menciptakan lingkungan hidup yang lebih baik dengan cara menanggulangi tekanan iklim yang ada. "Stress" yang terjadi harus sesedikit mungkin. Suatu sistem guna mencapai kondisi keseimbangan antara iklim dan arsitektur sulit sekali untuk diketengahkan, sebab dalam hal ini banyak sekali cabang ilmu yang tersangkut.
Usaha untuk menyeimbangkan antara iklim dan arsitektur, dilakukan dengan memanfaatkan unsur-unsur iklim yang ada, seperti angin, suhu udara, dan lain-lain, sehingga akhirnya manusia dapat memperoleh kenyamanan yang diharapkan.
Kenyamanan dapat dikategorikan dalam tiga bentuk, yaitu:
1. Kenyamanan thermal
2. Kenyamanan visual
3. Kenyamanan Audial
Dalam hal ini terutama membahas masalah kenyamanan termal pada bangunan kecil (tempat tinggal).

Ø Kenyamanan Thermal
Kenyamanan thermal adalah suatu kondisi thermal yang dirasakan oleh manusia bukan oleh benda, binatang, dan arsitektur, tetapi dikondisikan oleh lingkungan dan benda-benda di sekitar arsitekturnya.
Dalam proses perancangan arsitektur dengan memakai pendekatan iklim, terdapat empat variabel yang dominan, yaitu:
- Iklim
Gambaran iklim harus diketahui dengan baik. Karakteristik tahunan atau harian dan masing-masing data di analisa sehingga dapat diketahui ciri-ciri utama dari iklim setempat. Data-data tersebut meliputi:
- suhu udara (T, derajat Celcius)
- kelembaban relatif (RH)
- radiasi matahari (MRT, derajat Celcius)
- kecepatan angin yang ada (V, m/dt)
- Biologi

Karakter iklim tersebut di atas kemudian dianalisa menurut syarat-syarat kenyamanan bagi manusia sebagai pemakai bangunan. Sehingga dapat diketahui kelakuan iklim tersebut. Selanjutnya akan bermanfaat untuk perancangan bangunan.
- Teknologi
Apabila telah diketahui iklim yang ada dan iklim yang dikehendaki untuk kenyamanan, selanjutnya dengan teknologi yang ada perancangan bangunan dapat diterapkan secara kuantitatif.

Thermal comfort dapat diperoleh dengan cara mengendalikan atau mengatasi hal-hal berikut:
1. Sumber panas (pembakaran karbohidrat dalam makanan, suhu udara, radiasi matahari). Untuk itu harus ada heat transfer (menurunkan atau pertukaran panas) dari tubuh ke lingkungan, dengan cara:
- Konduksi
Misalnya dengan memegang benda yang dingin atau berpindah ke tempat yang lebih dingin. Penurunan panas yang terjadi sangat kecil.
- Konveksi
Pertukaran udara melalui fluida bergerak. Penurunan panas yang terjadi 40%. Misalnya, saat kepanasan kita keluar untuk mencari udara segar atau fluida bergerak.
- Radiasi
Penurunan panas yang terjadi 40%. Radiasi matahari diatasi dengan menjauhi radiasi tersebut, atau dengan mengurangi makan, sebab makanan menaikkan suhu tubuh.
- Evaporasi
Memperbanyak penguapan. Penurunan panas 20% (kipas-kipas untuk mempercepat evaporasi).


2. Kelembaban
Harus mengkondisikan atau mengendalikan kelembaban yang berasal dari:
- Keringat - Benda-benda
- Sumber kelembaban - Sumber air
- Tanaman
Teknologinya dengan memakai dehumidifier (AC), mengatur kelembaban supaya sesuai dengan yang diinginkan.
Cara mencapai comfort dilakukan dengan mengendalikan penguapan dan sumber kelembaban, yaitu:
- Penguapan: keringat diuapkan
- Pengeringan: sumber air yang tidak perlu, dikeringkan
- Pengembunan (kondensasi): dengan AC pada udara jenuh
- Penyerapan (absorbsi)
3. Angin
Terjadi angin karena adanya beda tekanan:
- Gaya angin (perbedaan tekanan udara)
- Gaya suhu (perbedaan suhu udara)
Gaya angin lebih besar daripada gaya suhu.
Contohnya pada proses stack effect.
4. Radiasi Panas

Sumber:
- Sinar matahari langsung dan tak langsung (pemantulan dan konduksi)
- Pembakaran

Keterangan:
1. Cahaya sinar langsung
2. Cahaya yang menembus
3. Radiasi tidak langsung
4. Sinar memanaskan udara di sekitar atap, sehingga panas-nya menembus bangunan
5. Panas dan tanah
Hal tersebut harus dikendalikan untuk meningkatkan comfort salah satunya adalah dengan teknologi passive cooling melalui:
• Penambahan shading untuk mengatasi sinar langsung
• Insulasi panas untuk radiasi yang menembus
• Permukaan sebagai diffuser untuk radiasi tidak langsung
• Vegetasi, atap dengan ventilasi untuk konveksi
• Untuk permukaan tanah yang tidak menyerap panas dipakai sistem lantai panggung (mengatasi radiasi dari tanah)

Tingkat Perencanaan Lingkungan Binaan dalam Aspek Kenyamanan Thermal

Aspek kenyamanan thermal untuk perencanaan lingkungan binaan mencakup:
1. Eksterior bangunan 2. Interior
3. Selubung bangunan
Perencanaan terhadap masing-masing cakupan di atas berkaitan dengan bentuk bangunan, seperti: ketinggian lantai bangunan, bentuk massa dan dimensi bangunan.

Perencanaan untuk Bangunan Satu Lantai Eksterior Bangunan
Gubahan massa bangunan, merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam perencanaan. Gubahan massa sendiri dipengaruhi oleh:
- Bentuk bangunan
- Jarak bangunan
- Ketinggian bangunan
- Kondisi bangunan di sekitarnya
- Vegetasi (penutup tanah, perdu, pohon, dan lain-lain)
- Bentang alam (danau, sungai, tebing, bukit, dan jurang)
- Kondisi iklim mikro
- Perkerasan tanah.

Gubahan massa bangunan bertujuan untuk:
- Mengendalikan radiasi matahari
- Mengendalikan angin dan kelembaban.
Pada bangunan satu lantai, udara yang masuk adalah udara lembab yang menimbulkan dan meningkatkan kelembaban udara dalam ruangan. Penambahan vegetasi pada ruang luar harus diperhitungkan supaya pengaliran udara ke dalam bangunan dapat berfungsi.
Jarak vegetasi ke bangunan (s), tergantung dari tinggi (h). Pertimbangan terhadap vegetasi sama halnya ketika kita membicarakan pagar bangunan.



Pagar menghalangi aliran udara ke rumah
Ketinggian dan bentuk pagar jangan sampai menghalangi pengaliran udara ke bangunan.

Pagar sirip dapat mengalirkan aliran udara ke rumah


Rumah ditinggikan dari tanah, sehingga pagar tidak menghalangi pengaliran udara


Interior Bangunan

Pada siang hari terjadi proses pemanasan, dan pada malam hari terjadi pelepasan panas (pendinginan). Proses pendinginan secara berantai (melalui fase-fase) pada bangunan satu lantai tetap efektif, tapi tidak untuk bangunan berlantai banyak. Massa udara menghambat radiasi dan konduksi, digantikan dengan konveksi. Kondisi ini disebut dengan efek termos. Jadi, semakin banyak udara akan menguntungkan.
Untuk memahami secara baik bagaimana pengaruh lingkungan luar terhadap bangunan, dapat diketahui dengan memahami bagaimana perambatan panas yang terjadi pada bangunan.
Pada dasarnya perambatan panas terjadi secara bertingkat.
Perambatan panas tersebut berupa:
1. Konveksi
2. Radiasi
3. Konduksi (atap - dinding)
4. Evaporasi


Bentuk bangunan, seperti bentuk atap, dapat mempengaruhi perambatan panas pada bangunan. Bangunan dengan bentuk atap datar akan menghantarkan radiasi yang lebih besar daripada bangunan dengan bentuk atap miring. Hal ini disebabkan karena pada bangunan dengan atap datar, panas yang diradiasikan ke dalam bangunan jatuhnya tegak lurus dan langsung masuk ke fase 2.
Sedangkan pada bangunan dengan atap miring, panas yang masuk terlebih dahulu masuk ke dalam ruang atap, ditahan dulu oleh udara (mengalami konveksi), sehingga panas yang masuk ke fase 2 lebih kecil.
Selain bentuk bangunan, bentuk ruangan juga berpengaruh terhadap kenyamanan. Berikut ini. kita lihat perbandingan kenyamanan pada beberapa bentuk ruang dengan luas yang sama.
Bentuk lingkaran merupakan bentuk ruang yang memiliki kenyamanan yang paling tinggi, karena zona pori-porinya kecil dan jaraknya sama rata dari titik pusat geometri.Pada bentuk persegi panjang, orientasi mempengaruhi kenyamanan. Pada kotak A, zona pori-pori lebih besar dari kotak B, sehingga kotak B lebih nyaman.


Selubung Bangunan

Aspek interior, eksterior dan selubung bangunan dapat saling mempengaruhi dalam perencanaan bangunan. Untuk memperoleh kenyamanan, bangunan yang mempunyai ruang kecil-kecil akan mempunyai dinding yang tebalnya berbeda dengan bangunan yang mempunyai ruang-ruang yang besar.
Hal mi disebabkan karena bangunan dengan ruang-ruang yang kecil, dindingnya akan menyimpan panas yang lebih besar.
Sedangkan bangunan dengan ruang yang lebih besar, lebih lambat panas dan lambat dingin (time lag besar).
Untuk bangunan kecil, kenyamanan termal dapat dicapai dengan:
1. Dinding lebih tipis, volume dinding berkurang
2. Menggunakan material dinding dengan kapasitas panas (kemampuan menyimpan panas) kecil. Kapasitas panas berhubungan dengan massa jenis. Massa jenis A lebih besar dari massa jenis B, setara dengan kapasitas panasnya.
3. Menggunakan material dinding dengan konduktivitas panas (kemampuan menyalurkan panas) besar
Untuk pemilihan bahan, kriteria yang harus diperhatikan:
1. Bangunan kecil:
- Konduktivitas panas besar
- Kapasitas panas kecil
Pilihan bahan dapat berupa:
- Bambu atau kayu, karena bersifat insulasi, yaitu kapasitas panas kecil dan konduktivitas panas kecil
- Hindari bahan logam, karena bersifat konduktor, yaitu kapasitas panas besar dan konduktivitas panas juga besar.
2. Bangunan besar:
- Konduktivitas panas boleh besar
- Kapasitas panas boleh besar

Terima kasih