Posted by: lizenhs | November 26, 2011

FISIKA BANGUNAN, BANGUNAN APA…….. ITUUU?

FISIKA BANGUNAN, BANGUNAN APA…….. ITUUU?

Oleh Haslizen Hoesin.

Fisika menurut kamus adalah ilmu alam, ilmu tentang zat dan energi seperti panas, cahaya dan bunyi; ilmu yang membahas materi, energi dan interaksinya, sedangkan bangunan berarti mendirikan atau apa yang dibangun (seperti rumah dan gedung).

Tulisan yang sedang anda baca ini adalah ringkasan dari dua makalah Prof. Ir. M.U. Adhiwijogo, Dosen Fisika Teknik (sekarang Teknik Fisika ITB) dengan judul Fisika Bangunan, Keadaan dan Beberapa Problemnya, makalah ini disampaikan pada Hari Sarjana ITB tanggal 4 Oktober 1969 dan sambutan tertulis Institut Teknologi Bandung pada Seminar on Indoor Lighting and environmental Engineering tanggal 22 Mai 1973.

Mengingat isinya, perlu disebarluaskan kembali kepada masyarakat pada umumnya, khusus kepada yang terlibat langsung dalam perancang bangunan atau bagi yang akan membangun bangunan, maka judul Tulisan yang dimuat pada Bukik Ranah Ilmu menjadi Fisika Bangunan (Building Physic), Bangunan Apa…. Ituuu?  Mudah – mudahan ringkasan ini bermanfaat bagi pembaca dan diterapkan dalam rancangan bangunan khususnya di Indonesia, sehingga bangunan yang dirancang akan hemat energi dan nyaman dari tiga segi yaitu tata udara, tata cahaya dan tata suara.

Fisika bangunan, mungkin bagi sebagian pembaca sudah tidak asing didengar, karena terdiri dari dua unsur, yaitu Fisika dan Bangunan.  Namun mungkin masih banyak yang belum mengetahui betul apa yang dimaksudkan.  Hal ini tidak mengherankan, karena Fisika Bangunan ini bukan merupakan mata pelajaran yang klasik dan memang di Indonesia belum lama dimasukkan kedalam kurikula diantaranya pada Arsitektur ataupun keteknikan (insinyur).

Fisika bangunan merupakan tambahan perlengkapan modern untuk sarjana yang bekerja di lapangan konstruksi dan bangunan yang terdiri atas pencahayaan (penerangan atau tata cahaya), akustik (tata suara) dan pengikliman (tata udara).  Dari sini tampak jelas  bahwa Fisika Bangunan tidak lain daripada fisika terpakai dan dikembangkan menjadi teknik tersendiri didalam lapangan yang bertalian erat dengan bangunan dengan maksud memperlengkapi bangunan dan menyempurnaan kegunaan bangunan dengan ketiga hal tersebut.

Sangat menggembirakan pada akhir-akhir ini telah menyadari hal ini, karena para arsitek dan insinyur telah  memasukkan persoalan-persoalan fisika bangunan telah diterapkan dalam perencaan bangunan, sebagai contoh bahwa perencanaan proyek bangunan M.P.R. dengan memasukkan team khusus untuk menghadapi persoalan-persoalan fisika bangunan dalam “design” dan mencarikan pemecahannya atas dasar ilmiah yang dapat dipertanggungjawabkan.  Masjid Salman pun juga menerapkan konsep fisika bangunan.

Sekarang perhatikan satu persatu dari tiga cabang Fisika Bangunan:

Cabang Pertama, Pengikliman (air conditioning atau tata udara) yaitu pengaturan keadaan udara, khususnya udara dalam bangunan  dimana kita hidup dan bekerja.  Besaran-besaran yang penting dan menentukan iklim dalam ruangan adalah suhu udara, suhu dinding-dinding, juga disebut suhu radiasi, kelembaban udara relative, kecepatan gerakan dan kemurnian udara atau kebersihan  udara.  Teknik mengatur dan mengubah  keadaan udara di dalam ruangan telah dikembangkan sedemikian jauh, sehingga dalam lapangan ini keinginan yang wajar tentu teknis dapat dilaksanakan.

Penguasaan  materi yang tidak hidup seperti udara, kelembaban, dsbnya  dalam banyak hal tidak begitu sulit, justru  hal-hal yang bertalian dengan makhluk hidup seperti manusia kerapkali ternyata lebih sukar untuk diselesaikan.

Persoalan yang dimintakan perhatikan adalah mengenai indek-indek panas atau indek-indeks comfort atau kenyamanan.  Pada awalnya diselidiki adalah keadaan bagaimana dirasakan oleh manusia  sebagai keadaan yang nyaman.  Penentuan daerah nyaman ini pertama kali ditentukan oleh Sheperd anggota  Chicago Comission on Ventilation tahun 1912.

Pekerjaan pertama adalah penyelidikan  tentang ventilasi dari gedung-gedung sekolah.  Dari percobaan yang dilakukan didapat suatu daerah  antara batas-batas suhu dan kelembaban yang dirasakan para murid (mahasiswa), pengajar (dosen) dan penyelidik dirasakan nyaman.  Hasil penyelidikan ini dipublikasikan tahun 1914.  Batas atas daerah bergerak antara 650 F ( 18.30 C) dan 78% kelembaban relative (RH)  sampai 740 F (23.30C) dan 30% kelembaban relatif .   Batas bawah bergerak antara 550 F (12.80C) dan 75% kelembaban relatif  sampai 680F (200C) dan 30 % kelembaban ralatif.  Sebagai garis tengah daerah nyaman diberikan rumus  R = 316 – 4T.  Disini R adalah persentase kelembaban Relatif dan T adalah suhu dalam Fahreinheit (diatas 550F).

Sejak tahun tersebut (1912), maka di berbagai laboratorium dilakukan penyelidikan dan berbagai besaran suhu, kelembaban udara dan kecepatan angin atas perasaan panas atau kenyamana yang dirasakan oleh manusia.   Pada tahun 1922 sampai 1927 dilakukan penyelidikan dalam laboratorium dari The American Society of heating and Ventilating Engineers (ASHVE).  Di Indonesia juga dilakukan penelitian oleh Prof  dr. C. P. Mom dan Ir. J.A. Wiesebron dan kawan-kawan dari 1936 sampai 1940 dan pada tahun 1947 di Technische Hoogeschool (sekarang ITB) di Bandung (Wiesebron kemudian memperoleh gelar Dr dengan Disertasinya; Penyelidikan Psikrometri Tentang Daerah-Daerah Nyaman di Indonesia).  Sepeninggal beliau karena pulang ke negeri Belanda, kuliah Fisika Bangunan dilanjutkan oleh saya (Ir. M.U. Adhiwijogo) dan diikuti oleh mahasiswa dari berbagai bagian atau departemen di ITB seperti Fisika Teknik, Arsiektur, Sipil, teknik Penyehatan (sekarang Teknik Lingkungan). Elektro dan Seni Rupa (interior), juga fakultas-fakultas teknik Swasta di Bandung.

Dari hasil pengukuran yang dilakukan di berbagai Negara dan termasuk Indonesia , mereka (para peneliti) menarik kesimpulan bahwa: sebagai Batas Atas  kenyamanan itu  diambil kira-kira 290 C dan 30% RH berlaku sampai 260C dan 90% RH.  Batas Bawah bergerak dari 22.50C dengan RH 35% sampai 210 C dengan RH 90%.  Kecepatan angin bergerak 16 cm per sekon.

Dapat dibayangkan bahwa daerah kenyamanan ini  tidak mudah dan tidak bisa secara eksak sekali. Pada umumnya diambil sebagai ciri perasaan atau kesan panas pada sesuatu keadaan udara tertentu yang memberikan kepada orang-orang yang di-ikut sertakan dalam percobaan sebagai alat pengukur kenikmatan.

Walaupun pencarian untuk indek termis sudah berjalan 50 tahun, namun hingga kini belum ada satu yang oleh penyelidik dalam lapangan ini diterima sebagai sesuatu yang memuaskan dan dapat diandalkan.

Indek-indek termis yang hingga kini diumumkan dalam literatur ilmiah dan telah digunakan secara praktis adalah Suhu Efektif, Panas Ekivalen, Suhu Operatif, Suhu Resultan, Predicted 4 hr Sweat Rate, Heat Stress Index dan Index Of Thermal Stress.

Pada tahun 1950 Prof. dr. Ir. A. Nawijn memberikan kuliah Fisika bangunan di Technische Hoogeschool. Sekitar tahun 1960 sebagian dari materi Fisika bangunan dipisahkan dan diberikan perkuliahan dengan nama Teknik Kondisi Lingkungan , ternyata mengalami kemajuan yang pesat dibawah asuhan Ir. Iskandar Danusugondho.

Cabang kedua, Akustik (tata suara).  Dalam bidang akustik  pengetahuan yang nemarik adalah isolasi terhadap bunyi, standardisasi, pengendalian bunyi gangguan dan akustik ruangan.

Dalam bidang akustik ruangan dua hal yang berkembang, yaitu  mutu  akustik  dalam ruang konsert dan opera.  Pada umumnya di ruang ini diukur beberapa besaran fisis seperti waktu dengung, banyaknya bunyi langsung terhadap pantulan, distribusi energi dalam ruangan dan tidak terdapatnya gangguan gema.  Untuk berbicara, yang diutamakan adalah ketagasan pendengaran, dikehendaki waktu dengung yang pendek sedangkan dalam musik waktu dengung  lebih panjang akan menambak kemerduan.  Volume ruangan ikut menentukan persyaratan, yaitu ruang yang lebih besar membutuhkan waktu dengung yang lebih panjang dari pada ruang kecil.

Oleh Beranek dan teamnya, Consert  hall yang telah ada, terkenal akan kebaikan mutu akustiknya, diselidiki data fisis dan disamping itu dari team-team pendengar akhli dimintakan penilaian-penilaian obyektifnya.  Dicari korelasi atas besaran-besara fisis yang penting untuk akustik ruangan dan penilaian subyektif, dengan maksud menyaring ketentuan-ketentuan yang berharga dan harus diperhatikan untuk perencanaan auditorium baru.  Hasil usaha ini menghasilkan beberapa skala  untuk sifat-sifat baru yang dulu belum diperhatikan, misal intimitas akustis.  Hasil studi ini digunakan untuk merancang  consert hall baru dari Lincoln Center of Performing Arts di New York.

Persoalan yang dewasa ini dirasakan cukup serius adalah bunyi gangguan, hal ini disebabkan terdapat banyak sumber-sumbur bunyi, seperti lalu-lintas, radio, TV dan bertambahnya konsentrasi manusia di kota.  Maka soal gangguan ini harus diperhatikan baik dari segi teknis dengan jalan mencari konstruksi yang memberikan efek isolasi terhadap bunyi gangguan maupun dari sisi undang-undang yang dapat diberikan norma-norma tertentu (yang sekarang baru bersifat anjuran saja), dilain pihak memberikan persyaratan-persyaratan tertentu  untuk bangunan.  Selain itu dilakukan pula standardisasi (dilakukan olleh I.S.O. mengnai metoda penguran isolasi tdrhadap bunyi udara dan kontak di lapangan dan labortorium dan pengukran absorpsi dalam kamar dengung.  I.S.O. juga mengeluarkan Peta Garis Batas untuk bunyi gangguan,  grafik ini memberikan

Cabang ketiga, Penerangan (Pencahayaan-Tata Cahaya). Dalam hal ini yang ditinjau hanya satu hal saja yaitu “Design sky untuk Indonesia”.

Perencanaan penerangan sianghari dalam ruangan-ruangan umumnya disarankan atas penerangan  yang diberikan oleh terang langit.   Untuk keperluan perencanaan harus ditetapkan suatu nilai standard tertentu banyaknya cahaya yabg tersedia.  Sebagai dasar dapat diambil kekuatan penerangan oleh langit pada suatu bidang datar dilapangan terbuka, di mana seluruh langit terlihat (biasanya disebut the equivalent sky-brightness), yang boleh dibilang (dikatakan) selalu tersedia, misalnya untuk 90% atau lebih lamanya waktu diantara siang hari umpama antara pukul 8.00 pagi sampai pukul 4.00 sore.  Dari hasil penelitian di beberapa Negara seperti Australia, India  dan Amerika Serikat  disarankan 1000 lumem/ft2 atau 10764 lumen/m2.

Di Indonesia berdasarkan hasil pengukuran kuat penerangan di bidang datar dilapangan terbuka di Bandung pada tahun 1964  disimpulkan:

Pertama, sebagai “design sky” untuk Indonesia dapat ditetapkan langit biru biri bersih tanpa awan dan langit seluruhnya diliputi oleh awam putih abu-abu.  “Equivalen sky-brighness” sebesar 10000 lumen/m2 diantara pukul 8 pagi sampai 4 sore, Atau 5100 lumen/m2  diantara pukul 7 pagi sampai 5 sore.

Kedua, untuk design sky ini diusulkan distribusi terang langit yang “uniform” (merata).

Ketiga, bila komponen-komponen penerangan pantul harus diperhitungkan, hendaknye kekuatan penerangan sekeliling dekat dari bangunan jang bersangkutan oleh matahari ditambahkan kepada penetangan langit, untuk kedua waktu yang disebutkan tadi diambil masing-masing 5000 lumen/m2 dan 2500 lumen/m2.

Keempat, untuk pertimbangan mengenai gangguan penyiluan dan usaha pengurangannya dapat diperhitungkan penerangan langsung oleh matahari sebesar 30000 lumen/m2 pada obyek-obyek yang memberikan pantulan.

Mudah-mudahan ringkasan ini dapat menjadi awal pembuka pikiran bagi perancang bangunan dalam merancang bangunan yang tidak hanya bagus (indah) dari sisi luar dan dalam, juga memiliki tiga kenyamanan dan hemat energi.  Hemat energi artinya memperhatikan pemanfaatkan pencahayaan alami dan ventilasi alami dan akustik yang nyaman (tidak keras dan tidak lemah, tidak ada daerah tuli (tidak mendengar apapun yang diucapkan penceramah), jadi enak didengar). Kalau memungkinkan akustik alami (tanpa pengeras elektronik).

Baca Juga:  Fisika Bangunan: TATA UDARA ALAMI, TATA CAHAYA ALAMI DAN TATA SUARA ALAMI   https://lizenhs.wordpress.com/2013/06/30/fisika-bangunan-tata-udara-alami-tata-cahaya-alami-dan-tata-suara-alami/


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

%d bloggers like this: