PENGARUH FAKTOR IKLIM TERHADAP DESAIN SISTEM VENTILASI PADA BANGUNAN DI IKLIM TROPIS INDONESIA

Penulis: Fatimah Azzahra Firstarida Aghata (2512029)

ABSTRAK

Indonesia sebagai negara tropis memiliki kondisi cuaca panas, lembab, dan variasi arah angin sepanjang tahun, yang memengaruhi kenyamanan penghuni bangunan. Salah satu aspek penting dalam merancang bangunan di iklim tropis Adalah system ventilasi alami yang mampu menjaga sirkulasi udara tanpa bergantung pada energi mekanis. Artikel ini mengeksplorasi bagaiman suhu, kelembapan, arah angin, dan radiasi matahari memengaruhi efektivitas ventilasi di bangunan tropis. Berdasarkan kajian literatur dan analisi prinsip desain arsitektur berkelanjuta, ditemukan bahwa penerapan ventilasi alami yang menyesuaikan kondisi iklim local mampu meningkatkan kenyamanan termal, mengurangi konsumsi energi dan menciptakan lingkungan hunian yang lebih sehat.

KATA KUNCI: Iklim tropis, ventilasi alami, kenyamanan termal

PENDAHULUAN

Kondisi iklim tropis di Indonesia, ditandai oleh suhu tinggi, kelembapan yang konstan, dan intensitas sinar matahari yang kuat, menimbulkan tantangan dalan merancang bengunan yang nyaman. Kenyamanan termal menjadi salah satu faktor penting bagi penghuni namun banyak bangunan modern masih mengandalkan sistem pendingin mekanis , seperti AC dan kipas listrik, untuk mengatasi panas dan kelembapan. Namun penggunaan sistem mekanis ini menimbulkan konsumsi energi yang tinggi dan biaya operasional yang besar. Oleh karena itu, stratregi desain pasif, terutama ventilasi alami memanfaatkan aliran udara untuk menurunkan suhu, mengurangi kelembapan, dan meningkatkan kualitas udara di dalam ruang tanpa memerlukan energi tambahan.

Ventilasi alami merupakan Solusi desain pasif yang dapat meningkatkan kualitas udara dalam ruang, menurunkan suhu, dan mengurangi kelembapan tanpa mengandalkan energi listrik. Artikel ini membahahas bagaimana faktor iklim memngaruhi system ventilasi dan strategi desain yang dapat diterapkan pada bnagunan tropis di Indonesia untuk mencapai kenyamanan termal dan efisiensi energi.

Gambar 1. Pola hujan

Gambar 1.1 Massa udara

LANDASAN TEORI

1. Karakteristik iklim Tropis

iklim tropis Indonesia dengan suhu rata-rata 26-28^oC, kelembapan relatif 70-90%, dan curah hujan yang bervariasi antar wilayah suhu tinggi dan kelembapan yang konsisten dapat menimbulkan rasa panas berlebih, sedangkan radiasi matahari langsung meningkatkan suhu permukaan bangunan. Faktor-faktor ini harus menjadi pertimbangan utama dalam perencanaan bangunan agar kenyamanan penghuni dapat tercapai.

Orientasi bangunan juga dipengaruhi oleh arah dan kecepatan angin dominan. Bangunan yang tidak memperhatikan arah angin berpotensi mengalami staganasi udara, sehingga ventilasi alami tidak efektif. Dengan memahami karakateristik iklom local, perancang dapat menentukan posisi bukaan, desain atap, dan pemilihan material untuk memaksimalkan aliran udara dan mengurangi panas.

2. Ventilasi Alami

Ventilasi alami memanfgaatkan perbedaan tekanan dan suhu udara untuk menciptakan aliran udara dalam ruang. Terdapat dua jenis ventilasi udara:

• ventilasi silang (cross ventilation): udara masuk melalui sisi bangunan yang terkena angin dominan dan keluar dari sisi berlawanan. System ini efektif menurunkan suhu ruang dengan menciptakan aliran udara yang konstan.
• dan ventilasi vertical (stack effect): udara panas naik ke bagian atas bangunan dan keluar melalui ventilasi atap, sehingga udara segar dapat masuk dari bukaan bawah.

Penerapan ventilasi alami efektif dalam menurunkan suhu, mengurangi kelembapan, dan menjaga kualitas udara.

Gambar 2. Ventilasi silang (horizontal) hasil penelitian dari Texas Engineering Experiment

Gambar 2.1. Prinsip ventililasi vertikal

3. Faktor Iklim Yang Memengaruhi Ventilasi

• Suhu: suhu tinggi meningkatkan kebutuhan sirkulasi udara untuk mendinginkan ruang. Ruamg tanpa ventilasi yang memadai akan terasa panas dan lembap, sehingga penghuni lebih bergantung pada sistem pendingin mekanis (olgyay, 1963)
• Kelembapan: kelembapan tinggi dapat menurunkan kenyamanan termal, tubuh sulit melepas panas melalui keringat. Aliran udara yang baik membantu mengurangi efek kelembapan, sehingga penghuni tetap merasa nyaman.
• Arah dan kecepatan angin: menentukan orientasi bangunan dan penempatan bukaan untuk memaksimalkan ventilasi alami.
• Radiasi matahari: sinar matahari langsung meningkatkan suhu permukaan bangunan dan interior. Penerapan shading device dan ventilasi atap membantu menjaga kenyamanan.

4. Strategi Ventilasi Alami

• Cross ventilation: udara masuk dari sisi angin dominan dan keluar dari sisi berlawanan untuk menciptakan aliran yang efektif.
• Ventilasi Atap/Clerestory: udara panas yang naik dari dalam ruangan dikeluarkan melalui ventilasi di atap
• Desain Ruang Terbuka: mengurangi dinding solid, menambahkan atrium atau void untuk meningkatkan bukaan untuk aliran udara
• Material Bangunan: material konduktivitas rendah membantu menahan panas meningkatkan kenyamanan termal
• Vegetasi Peneduh: pohondan tanaman di sekitar bangunan dapat menurunkan suhu lingkungan dan meningkatkan kenyamanan termal

Gambar 3. Rumah tradisional jawa dengan ventilasi silang dan atap

PEMBAHASAN

Faktor iklim secara langsung memengaruhi efektivitas ventilasi bangunan. Suhu tinggi membutuhkan aliran udara yang baik, kelembapan tinggi membutuhkan strategi pengurangan uap air melalui ventilasi silang, dan arah angin menentukan letak bukaan. Ventilasi atap dan desain ruang terbuka dapat meningkatkan sirkulasi udara sekaligus mungurangi panas permukaan akibat radiasi matahari.

Contoh penerapan di Indonesia: rumah tradisional Jawa memanfaatkan ventilasi silang dan ventilasi atap, sedangkan bangunan tropis modern memadukan ventilasi alami dengan shading device dan atrium untuk mengoptimalkan kenyamanan.

Selain itu, urbanisasi dan Pembangunan Gedung bertingkat dapat mengubah pola angin di kota, sehingga perencanaan bukaan harus mempertimbangkan kondisi mikroklimat. Integrasi vegetasi, seperti pohon peneduh atau taman vertikal, juga mendukung penurunan suhu local dan meningkatkan kualitas udara.

Dengan penerapan strategi ventilasi yang tepat, konsumsi energi pendingin mekanis dapat dikurangi hingga 20-30%. Selain efesiensi energi, ventilasi alami meningkatkan kualitas udara, kenyamanan penghuni, Kesehatan secara keseluruhan.

Gambar 4. Atrium modern dengan ventilasi alami

Gambar 4.1. Shading device

KESIMPULAN

1. Suhu, kelembapan,arah angin, dan radiasi matahari memengaruhi kinerja ventilasi di bangunan tropis.
2. Ventilasi alami yang disesuaikan dengan iklim local meningkatkan kenyamanan termal dan efesiensi energi
3. Strategi desain meliputi ventilasi silang, ventilasi atap, ruang terbuka, dan pemilihan material yang tepat
4. Pemahaman kondisi iklim sangat penting untuk meranvang bangunan tropis yang nyaman, efisien, dan ramah lingkungan

 

Editor: Ambarwulan, S.T.

DAFTAR PUSTAKA

Sari, D. P. (2021). A Review of How Building Mitigates the Urban Heat Island in Indonesia and Tropical Cities. Earth, 2(3), 653-666. https://doi.org/10.3390/earth2030038

Nugroho, A. M. (2019). Rekayasa ventilasi alami untuk penyejukan bangunan. Universitas Brawijaya Press. Rekayasa Ventilasi Alami untuk Penyejukan Bangunan – Agung Murti Nugroho – Google Buku

Handoko, J. P. S., & Ikaputra, I. (2019). PRINSIP DESAIN ARSITEKTUR BIOKLIMATIK PADA IKLIM TROPIS. LANGKAU BETANG: JURNAL ARSITEKTUR, 6(2). https://doi.org/10.26418/lantang.v6i2.34791

zokolay, S. V. (2008). Introduction to architectural science: The basis of sustainable design (2nd ed.). Architectural Press. https://doi.org/10.4324/9781315852409

Lippsmeier, G. (1997). Tropenbau: Building in the Tropics. Callwey Verlag.

Olgyay, V. (2015). Design with Climate ([edition unavailable]). Princeton University Press. Retrieved from https://www.perlego.com/book/738758/design-with-climate-bioclimatic-approach-to-architectural-regionalism-new-and-expanded-edition-pdf (Original work published 2015)

Gkeli, M., Potsiou, C., Soile, S., Vathiotis, G., & Cravariti, M.-E. (2021). A BIM-IFC Technical Solution for 3D Crowdsourced Cadastral Surveys Based on LADM. Earth, 2(3), 605-621. https://doi.org/10.3390/earth2030035

Larasati, P. (2007, November 21). Joglo : lambang sari [Blog post]. Rumpian MakRiri. https://prestylarasati.wordpress.com/2007/11/21/joglo-lambang-sari/

PT Mega Baja Indonesia. (n.d.). Mengenal istilah atrium dalam arsitektur bangunan. Mega Baja Indonesia. https://www.megabaja.co.id/mengenal-istilah-atrium-dalam-arsitektur-bangunan/

Climate4Life. (2022, November). Iklim Indonesia, Pola Hujan dan Musim Berdasarkan Normal Iklim 1991-2020. Climate4Life. https://www.climate4life.info/2022/11/iklim-indonesia-pola-hujan-dan-musim-normal-iklim-1991-2020.html

Architecture 2030. (n.d.). Shading devices. 2030 Palette. https://2030palette.org/solar-shading/

Mangunwijaya, Y. B. (1988). Prinsip ventilasi vertikal [Gambar figur]. Di Gambar 2.17 Ventilasi Vertikal dalam “Sistem Penghawaan Alami pada Bangunan” (hal. …). URL: https://www.researchgate.net/figure/Prinsip-Ventilasi-Vertikal-Sumber-Mangunwijaya-1988_fig3_305618632

Faisal, Gun & Suwarno, Nindyo & Wihardyanto, Dimas. (2014). TIPOLOGI VENTILASI BANGUNAN VERNAKULAR INDONESIA. Jurnal Arsitektur Universitas Bandar Lampung. 3. 27-35.