## S TRATEGI P ERANCANGAN S EKOLAH A LAM S MK P ERTANIAN D ENGAN

## P ENDEKATAN S ISTEM P ERMAKULTUR D I P URBALINGGA
Yusak Hartanto Gondo, Hardiyati, Kusumaningdyah Nurul Handayani
Program Studi Arsitektur
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Email : yusak.gondo@gmail.com
Abstract : Despite  its  potentials  to  be  developed  as  a  farming  district,  Purbalingga  faces numerous  land  reforms  and  decline  of  workforce  in  agriculture  field.  It  also  lacks  proper agricultural  education  institution.  This  design  proposal  aims  to  solve  the  problems. Agriculture Vocational High School, applying Permaculture System in Purbalingga offers four focus programs: agriculture, livestock farming, fishery, and food technology. The school is not only providing education for the students, but also for the local farmers and entrepreneurs of the  fiels.  The  applied  permaculture  approach  asks  for  five  principles  (deduced  from  the fourteen  original  principles)  to  be  fulfilled:  integrated  location,  biological  source,  humanly scale, energy cycle, and power-source planning.
Keywords : vocational high school, agriculture, permaculture, purbalingga.

## 1. LATAR BELAKANG

## 1.1 Purbalingga Kota Pertanian
Purbalingga  merupakan  kabupaten  di Provinsi  Jawa  Tengah  yang  memiliki  potensi pertanian  berupa  lahan  subur;  dengan  tiga sungai  besar,  dan  14  sungai  kecil  sebagai sumber  air.  Sebanyak  70,49%  lahan  di Purbalingga  adalah  lahan  pertanian  yang menghasilkan mencapai surplus beras sebanyak  45.000  ton  pada  2013,  23.000  ton pada  2014,  dan  64.000  ton  pada  2015 (Purbalingga Dalam Angka, 2015).
Namun,  pertanian  di  Purbalingga  juga memiliki  tantangan  dan  ancaman  seperti rendahnya  jumlah  petani  –  hanya  sebesar 30,51%  (Purbalingga  Dalam  Angka,  2015); minimnya  tingkat  regenerasi  petani  karena generasi muda lebih memilih bekerja di pabrik bahkan saat baru lulus SMP; dan ancaman alih fungsi  lahan  pertanian  menjadi    lahan industri dan  perumahan.  Selain  itu,  di    Purbalingga hanya  ada  satu  SMK  dengan  prodi  pertanian. Oleh karena itu, berdasarkan fenomena di atas, maka urgensi dalam  proses  desain  adalah perancangan  SMK  dengan  mengolah  potensi alam  (pertanian)  secara  maksimal  melalui pendekatan sistem permakultur.

## 1.2 Permasalahan Desain
Permasalahan  yang  ditemukan  dalam  proses desain adalah:
1. Mengintegrasikan bangunan dengan alam disekitarnya
2. Elemen arsitektural untuk mewadahi proses pembelajaran yang kondusif
3. Penggunaan Energi Independen pada bangunan

## 1.3 Metode Desain
Berikut  adalah  penyelesaian  permasalahan yang  muncul  dalam  proses  desain,  yang diselesaikan melalui pendekatan sistem permakultur.
1. Mengintegrasikan  bangunan  dengan  alam, dan diselesaikan melalui zonasi.
2. Elemen  arsitektural  yang  dapat  mewadahi proses  pembelajaran  yang  kondusif,  akan diselesaikan  melaui  pemilihan  massa  awal dan  gubahan  massa,  serta  penggunaan material lokal pada tampilan bangunan.
3. Penggunaan energi independen pada bangunan yang diwujudkan melalui perancangan  sistem  utilitas  yang  mengam- bil dari alam serta mengembalikan ke alam melalui  perancangan  ramah  lingkungan, serta  perancangan  sumber  energi  listrik yang  menggunakan  energi    alam  dengan cara mengolahnya sendiri.
1.4 Studi Literatur 1.4.1 Permakultur 1.4.1.1. Definisi Permakultur Permakultur merupakan sistem yang diadaptasi  sehingga  menyerupai  ekosistem alami,  yang  bersifat  regeneratif  dan  mampu melestarikan  diri  sendiri  (Paulus  Mintarga  & Kusumaningdyah  N.  H. Satu  Proses  Merajut Asa  Dari  Yang  Sisa-  Belajar  Dari  Alam  Dan Ibu  Bumi ,  2014).  Berikut  adalah  beberapa definisi permakultur menurut para ahli:
1. Dalam  sejarahnya,  penerapan  permakultur sudah  ada  sejak  tahun  1929  yaitu  pada penanaman  pohon,  seperti  tanaman  kacang dan  pohon  buah  yang  ditanam  dalam  satu lahan, dimana keduanya saling menguntungkan satu sama lain, tidak hanya bagi  tanamannya,  tetapi  juga  bagi  petani yang  menanamnya  (John  Russel, Tree Crops: a Permanent Agriculture, 1929).
2. Permakultur  merupakan  sebuah  sistem yang  terintegrasi  tidak  hanya  meliputi agrikultur, holtikultur, arsitektur, dan ekologi  tetapi  juga  mencakup  sistem ekonomi,  strategi  akses  lahan,  dan  sistem legal  untuk  bisnis  dan  komunitas  (Bill Mollison, Permaculture One, 1978).
3. Permakultur membantu kita memahami dan menciptakan  integrasi  yang  harmonis antara  alam  dan  manusia  dengan  cara-cara yang harmonis. (Lachlan McKenzie, Panduan  untuk  Permakultur,  Menuju
Hidup Lestari, 2006).
Dari ketiga
buku tersebut akan dibandingkan dalam hal relevansi dan kelengkapan  pembahasan  untuk  menemukan teori  yang  akan  dipakai  dalam  proses perencanaan dan perancangan (tabel 1).
Tabel 1. Perbandingan Teori Permakultur
PEMBANDING John Russel Bill Mollison Lachlan
McKenzie P R IN S IP P ER M A K U LTU R Efek Tepian X X
O Perencanaan Energi X O O Tanggung Jawab Individu X X O Unsur Ganda O O O Pengamatan O O O Siklus Energi X X O Melihat Solusinya, Bukan Masalahnya O X O Fungsi Ganda O O O Bekerjasama, Bukan Bersaing O X O Skala X O O
Sumber-sumber Biologi O O O Rangkaian Alami O O O Perbedaan O O O Lokasi Berhubungan X O O Tahun Terbit 1929 1978 2006 Relevansi (Lokasi Penelitian Dilakukan) US Australia Timor Leste
(Gondo, 2016)
Berdasarkan  tabel  diatas  (tabel  1), dapat  diketahui  bahwa  melalui  kelengkapan prinsip  serta  relevansinya  berdasarkan  waktu dan  lokasi  penelitian  sebagai  acuan  dalam perbandingan  antara  ketiga  teori,  maka  dapat disimpulkan  bahwa  teori  milik  McKenzie paling  sesuai  digunakan  sebagai  landasan dalam proses perancangan, sehingga teori yang akan digunakan dalam proses perencanaan dan perancangan adalah teori permakultur  Lachlan McKenzie  dalam  bukunya  “Panduan  untuk Permakultur, Menuju Hidup Lestari”.

## 1.4.1.1. Prinsip Permakultur
Tabel 2. Pengelompokkan Prinsip Permakultur
PRINSIP PERMAKULTUR

## PRINSIP UTAMA
Efek Tepian Perencanaan Energi Perencanaan Energi Tanggung Jawab Individu Unsur Ganda Siklus Energi Pengamatan Siklus Energi Melihat Solusinya, Bukan Masalahnya Fungsi Ganda
Bekerjasama, Bukan Bersaing Skala Skala Sumber-sumber Biologi
Sumber-sumber Biologi
Rangkaian Alami
Perbedaan
Lokasi Berhubungan
Lokasi Berhubungan
(McKenzie, 2006)
Permakultur  memiliki  empat  belas  prinsip yang  menjadi  pedoman  dan  intisari,  dari keempat  belas  prinsip  tersebut,  beberapa memiliki kesamaan sehingga dapat dikelompokkan  menjadi  lima  poin  utama, dimana prinsip yang lain telah termasuk dalam lima  prinsip  tersebut  (tabel  2),  dan  kelima prinsip  tersebut  menjadi  dasar  dalam  proses perancangan dan diaplikasikan kedalam masing-masing analisis.
1. Lokasi  berhubungan  (menempatkan  setiap unsur  yang  saling  berhubungan  agar  saling
menguntungkan), akan  diaplikasikan  pada analisis zonasi.
2. Sumber-sumber biologi (bekerjasama dengan  alam  melalui  penggunaan  bahan- bahan  yang  ada  di  alam), akan  diaplika- sikan pada analisis tampilan dan struktur.
3. Skala (menciptakan sistem skala kemanusiaan
melalui desain yang sederhana  dan  sesuai), akan  diaplikasikan pada bentuk dan gubahan massa.
4. Siklus energi (dalam sistem alami tidak ada limbah  atau  polusi,  sisa  dari  suatu  proses akan menjadi sumber untuk proses lainnya),  akan  diaplikasikan  pada  analisis sistem  utilitas,  dimana grey  water dan black  water diolah  sehingga  dapat  dipakai kembali  untuk  keperluan  lainya,  kemudian mengolah  air  hujan  dan  air  sungai  untuk dimanfaatkan dalam kebutuhan sehari-hari. 5. Perencanaan  energi  (memanfaatkan  energi dan  sumber-sumber  yang  ada  untuk menghemat  energi), akan  diaplikasikan pada  analisis  sumber  energi  listrik,  dimana perencanaan dan perancangan energi listrik akan  memanfaatkan  energi  dan  sumber- sumber yang ada di sekitar tapak.
1.4.2 Sekolah Alam, Green  School, Rumah Oli

## 1.4.2.1. Tentang Sekolah Alam
Sekolah  Alam  adalah  sekolah  dengan  konsep pendidikan  berbasis  alam  semesta  (Maryati, 2007), yaitu menggunakan segala sesuatu yang ada  disekitarnya  sebagai  materi  pembelajaran. Sekolah  alam  juga  merupakan  pendidikan alternatif  yang  menggunakan  alam  sebagai media  utama  pembelajaran  sehingga,  siswa belajar lebih banyak di alam terbuka (Djuwita dalam Virrayani, 2014).

## 1.4.2.2. Green School
Sekolah  alam  bertaraf  internasional  ini didirikan  pada  tahun  2007  oleh  John  Hardy, seorang  pembuat  perhiasan  yang  tergerak untuk  peduli  terhadap  kerusakan  lingkungan yang  sudah  cukup  gawat.  John  mencoba menyumbangkan  dan  memecahkan  masalah lingkungan  ini  dengan  cara  mendirikan Green School di  Bali.  Visi Green  School ini  adalah mendidik  anak-anak  di  sekolah  ini  supaya lebih  mencintai  lingkungan  dan  agar  saat mereka  dewasa  dapat  memberikan  dampak bagi pemeliharaan bumi.
Bangunan  yang  ada  di
Green  School menggunakan bambu sebagai material
utamanya,  dan  alang-alang  sebagai  penutup atapnya. Material bambu yang juga digunakan sebagai  struktur  ini  dianggap  berkarakter luwes  dan  artistik  dalam  mengikuti  alur maupun bentuk arsitektur.
1.4.2.3.  Rumah  Oli (Ocean  of  Life Indonesia)
Ocean of Life Indonesia adalah sebuah komunitas yang terdiri dari pecinta lingkungan yang memfokuskan kegiatannya pada pendidikan  lingkungan,  pertanian yang berkelanjutan, dan pengembangan masyarakat. Ocean of Life berkomitmen untuk mendorong dan  mendukung  upaya  pemeliharaan  dan penjagaan  kelestarian  lingkungan  dengan melibatkan komunitas masyarakat didalamya.
Bentuk nyata aplikasi dari visi mereka adalah  dengan  menerapkan  sistem-sistem seperti penyaringan air hujan, pengolahan dan pemaikan kembali grey water, serta pengolahan  black  water  yang  digunakan sebagai  sumber  energi  listrik,  gas  untuk memasak,  serta  pupuk  alami  yang    baik  bagi tanaman  pada  bangunan  yang  disebut  Rumah OLI ini.

## 2. PURBALINGGA
2.1. Lokasi
apak terpilih berada di Desa Bukateja ,  Kec.  Bukateja,  Kab.  Purbalingga (gambar 1). Desa Bukateja memiliki lahan pertanian yang luasnya lebih dari setengah luas wilayah  desa,  selain  itu  juga  terdapat  dua komunitas yang berfokus pada pengembangan pertanian  di  Desa  Bukateja  (kelompok  tani Gemah  Ripah  dan  Forum  Pemuda  Bukateja Bersatu), sehingga Desa Bukateja sesuai untuk dijadikan sebagai lokasi perancangan.
Keterangan Gambar: A B
C
D E F G H Tapak Terpilih SMK N 1 Bukateja
SMA N 1 Bukateja Hotel Surya Bengkel Motor
Toko Bangunan Masjid Besar Terminal I J K L M
N
O
Gereja Khatolik Kantor Pos Bukateja
Puskesmas Pasar Tradisional Sungai Pekacangan Pemukiman Warga Areal Persawahan
Gambar 1. Site yang Dipilih (Gondo, 2016)

## 2.2. Potensi Site
1. Bukateja  memiliki  curah  hujan  tertinggi dibandingkan kecamatan lainnya dari tahun ke  tahun,  sehingga  berpengaruh  pada produksi  panen  yang  melimpah  dan melebihi  rata-rata  produksi  panen  di Kabupaten  Purbalingga  sendiri  (Statistik Daerah Kab. Purbalingga, 2015).
2. Jenis  Tanah  yang  ada  di  Kecamatan Bukateja didominasi oleh aluvial coklat tua dan  latosol  coklat,  dimana  keduanya merupakan  jenis  tanah  yang  subur  dan sesuai  untuk  diusahaan  sebagai  pertanian dan perkebunan.
3. Bukateja  menempati  urutan  kedua  untuk serapan  tenaga  kerja  perikanan  dengan jumlah  tenaga  kerja  antara  1012-1287  jiwa dimana  Bukateja  juga  menempati  urutan pertama  untuk  potensi  kolam  ikan  dengan luas  kolam  ikan  keseluruhan  lebih  dari  30 Ha  (Dinas  Peternakan  Kab.  Purbalingga, 2009).
4. Bukateja  memiliki  peternakan  sapi  yang terbesar  dibandingkan  kecamatan  lain dengan jumlah 2400 ekor, dimana
Rembang  hanya  250,  Karang  moncol  300,
Karangreja  1100,  Karang  jambu  300, Bobotsari  600,  Kutasari  1400,  Mrebet 1450,  Bojongsari  1350,  Padamara  2150, Kemangkon 400, Kaligondang 500, Pengadegan 250, Kejobong 650, Kalimanah,  Purbalingga,  Karanganyar,  dan Kertanegara tidak memiliki peternakan sapi (Dinas Peternakan Kab. Purbalingga,
2009).

## 3. ANALISIS
Perancangan  Sekolah  Alam  SMK  Pertanian dengan  Pendekatan  Sistem  Permakultur  ini muncul  berdasarkan  urgensi atas  potensi  serta ancaman  yang  ada  di  Purbalingga,  dan  untuk mengatasi  permasalahan  dan  persoalan  yang timbul  dalam  proses  desain,  digunakan pendekatan permakultur yang dapat mengintegrasikan  antara  bangunan  dengan alam melalui sistem dalam permakultur.
3.1 Strategi Pendekatan Desain
Kelima prinsip permakultur akan diaplikasikan kedalam masing-masing permasalahan  yang  mana  masing-masing permasalahan  akan  menghasilkan  satu  atau lebih  analisis  yang  akan  digunakan  dalam proses desain (lihat tabel 3).
Tabel 3. Strategi Pendekatan Desain Prinsip Permakultur Sasaran Analisis Desain Lokasi Berhubungan Integrasi Bangunan dan Alam Zonasi Sumber-sumber Biologi Elemen Arsitektural Tampilan & Material Skala Bentuk & Gubahan Massa Siklus Energi Energi Independen Sistem Utilitas Perencanaan Energi Sumber Energi Listrik
(Gondo, 2016)
Lokasi  berhubungan (menempatkan setiap  unsur  yang  saling  berhubungan  agar saling  menguntungkan), akan  diaplikasikan pada analisis zonasi.
Sumber-sumber  biologi (bekerjasama dengan  alam  melalui  penggunaan  bahan- bahan yang ada di alam), akan diaplikasikan pada analisis tampilan dan struktur.
Skala (menciptakan  sistem  skala kemanusiaan  melalui  desain  yang  sederhana
dan  sesuai), akan  diaplikasikan  pada  bentuk dan gubahan massa.
Siklus  energi  (dalam  sistem  alami tidak  ada  limbah  atau  polusi,  sisa  dari  suatu proses  akan  menjadi  sumber  untuk  proses lainnya),  akan  diaplikasikan  pada  analisis sistem  utilitas,  dimana  setiap  sisa/limbah seperti grey water dan black water akan diolah sehingga dapat dipakai kembali untuk keperluan lainya, dan juga mengolah air hujan dan  air  sungai  supaya  dapat  dimanfaatkan untuk kebutuhan sehari-hari.
Perencanaan energi (memanfaatkan energi  dan  sumber-sumber  yang  ada  untuk menghemat  energi), akan  diaplikasikan  pada analisis sumber energi listrik, dimana perencanaan  dan  perancangan  energi  listrik akan  memanfaatkan  energi  dan  sumber- sumber  yang  ada  di  sekitar  tapak  untuk menghemat biaya.

## 3.2 Integrasi Bangunan dengan Alam
3.2.1 Analisis Zonasi Keterangan Notasi: Zona Penerimaan Zona Pengelola Zona Edukasi Zona Penunjang Gambar 2. Analisis Zonasi
(Gondo, 2016)
Digunakan  untuk  menentukan  posisi massa bangunan yang akan dirancang, dimana ruang-ruang  yang  ada  dibagi  dalam  empat kelompok kegiatan yaitu penerimaan, pengelolaan,  edukasi,  penunjang  (gambar  2). Zonasi ditentukan berdasarkan user, pengelompokkan  kegiatan,  dan  tingkat  privasi ruangan yang ada dalam zona tersebut.
Zona  penerimaan  diletakkan  dibagian depan, zona pengelola terpecah pada beberapa titik sesuai kebutuhan, zona edukasi menyebar sesuai dengan tingkat privasi dan pertimbangan  lain,  dan  zona  penunjang terpecah  sesuai  dengan  kebutuhan  (lihat gambar 3).
Gambar 3. Analisis Zonasi (Gondo, 2016)
Analisis  zonasi  juga  digunakan  untuk menentukan  alur  sirkulasi  pada  kawasan sekolah  alam  SMK  pertanian  yang  menjadi objek  perancangan.  Sirkulasi  dibagi  menjadi tiga yaitu sirkulasi kedatangan, sirkulasi dalam kawasan,  dan  sirkulasi  untuk loading  dock. Sirkulasi  kedatangan  disimbolkan  dengan warna  putih  dan  menunjukkan  alur  sirkulasi dari  pintu  masuk  hingga  hall  penerimaan. Sirkulasi  dalam  kawasan  disimbolkan  dengan warna  hitam  memiliki  pola  seperti  sebuah pohon  yang  memiliki  banyak  dahan  dan  dari dahan  tersebut  terbagi  lagi  menjadi  cabang, dimana  dahan  merupakan  alur  primer,  dan cabang  merupakan  alur  sekunder.  Sirkulasi untuk loading dock disimbolkan dengan warna abu-abu  menunjukkan  alur  sirkulasi  memutari site  supaya  kepentingan  untuk  service  tidak menjadi  satu  dengan  jalur  pengguna  lainnya (lihar gambar 4).
Gambar 4. Alur Sirkulasi (Gondo, 2016)
Gambar 5. Perspektif Kawasan (Gondo, 2016) 3.3 ELEMEN ARSITEKTUR 3.3.1 Analisis Bentuk dan Gubahan Massa Gambar 6. Analisis Bentuk & Gubahan Massa
(Gondo, 2016)
Bertujuan  memilih  konsep  bentuk  dasar serta  gubahannya  yang  sesuai  dengan  proses perancangan.  Bentuk  dasar  yang  dipilih  pada proses  perancangan  adalah  segidelapan  yang memiliki  sudut  tumpul  dan  banyak  sisi sehingga  lebih  efisien  dan  sesuai  dengan bangunan yang akan dirancang yang menggabungkan  antara  sekolah  alam  dengan SMK  pertanian.  Sedangkan  gubahan  massa yang  dilakukan  pada  proses  perancangan adalah  dengan  menempelkan  dan  menyatukan beberapa segidelapan, menggabungkan segidelapan  dengan  bentuk  trapesium  dan persegi, serta mengurangi (gambar 6).

## 3.3.2 Analisis Tampilan
Gambar 7. Analisis Material Batu (Gondo, 2016)
Bertujuan  menentukan  material  yang digunakan dan ekspos pada proses perancangan. Material yang digunakan didalam  proses  perancangan  sekolah  alam tingkat  SMK  dengan  pendekatan  permakultur di  Purbalingga  ini  berfokus  pada  penggunaan material-material  alam  yang  juga  memiliki nilai  lokalitas  yang  tinggi,  yaitu  yang  ada  di Purbalingga dan di area site pada khususnya. Batu  alam  diaplikasikan  pada  dinding,  jalan setapak,  lantai  dalam  dan  luar  bangunan. Bebatuan  akan  memberikan  nuansa  dan bahkan  membantu  menjaga  suhu  dalam bangunan  agar  tetap  sejuk.  Selain  itu,  batu akan  dipakai  sebagai  material  pada  dinding bangunan  asrama,  dengan  menggunakan  batu, maka  akan  memberikan  rasa  aman  karena terkesan solid dan kuat (gambar 7).
Gambar 8. Analisis Material Kayu & Bambu (Gondo, 2016)
Bambu  akan  diaplikasikan  untuk berbagai  keperluan,  selain  digunakan  sebagai dinding  partisi, secondary  skin ,dan  plafon, bambu juga digunakan untuk ornamen pelapis kolom beton(gambar 8).
Kayu  akan  digunakan  untuk  finishing dinding  dan  dinding  parsial  serta  secondary skin  pada  bangunan  seperti  laboratorium, kemudian pada lantai dan railing, plafon, serta atap  bangunan  hall  penerimaan,  perpustakaan, dan ruang guru (gambar 8).
Gambar 9. Pespektif Area Laboratorium (Gondo, 2016)
Gambar 10. Perspektif Eksterior (Gondo, 2016)
Gambar 11. Perspektif Interior Ruang Kelas
(Gondo, 2016)

## 3.4. Energi Independen 3.4.1 Analisis Sistem Utilitas
Sistem  utilitas  dibagi  menjadi  empat sistem  yaitu  sistem  filtrasi  air  hujan,  sistem pengolahan grey  water, sistem  pengolahan black water, dan sitem penyulingan air sungai. Sistem-sitem  yang  ada  bertujuan  untuk memanfaatkan  aliran  energi  yang  ada  dialam dan  mengolah  zat  buangan  terlebih  dahulu sebelum dikembalikan ke alam.
Bangunan yang akan dirancang, direncanakan memiliki tiga lantai dan menggunakan roof  garden ,  sehingga  air  yang turun  akan  diterima  oleh  tanah  pada roof garden yang kemudian dialirkan menuju ruang pengolahan air hujan yang tersebar di beberapa tempat yang strategis (gambar 12).
Meski demikian, air hujan dirasa tidak mencukupi kebutuhan, oleh karena  itu diperlukan  sumber  air bersih,  selain  air  hujan. Area site yang dipilih memiliki banyak sumber air,  selain  sungai  besar  yang  ada  di  belakang site,  air  untuk  irigasi  juga  mengalir  melalui petak-petak sawah.
Gambar 12. Analisis Pemfilteran Air Hujan dan
Penyulingan Air Sungai (Gondo, 2016)
Air sungai akan dipompa untuk masuk kedalam  mesin  penyulingan  air,  dimana  air hasil  sulingan  dapat  langsung  diminum.  Air hasil  sulingan    juga  akan  digunakan  untuk keperluan  mandi,  memasak,  dan  lain-lain (gambar  12).Pemanfaatan  air  sungai  sebagai salah  satu  sumber  air  bersih  turut  menunjang kemandirian  sekolah  alam  yang  dirancang, untuk  dapat  menghasilkan  air  bersih  tanpa bantuan PDAM.
Air  kotor  yang  dimaksud  adalah  air sisa cucian peralatan memasak, air dari kamar mandi  (bukan  kloset),  dan  air  dari  wastafel. Air  kotor  ini  akan  dialirkan  terlebih  dahulu kedalam  sistem  pengolahan  air  (yang  terletak di  bawah  bangunan  asrama  dan  di  bawah laboratrium, dimana kegiatan yang menghasilkan air kotor berada. Air kotor akan diproses  terlebih  dahulu,  sebelum  nantinya digunakan  sebagai  air flush toilet/dialirkan  ke areal persawahan (gambar 13).
Gambar 13. Analisis Pengolahan Black Water dan
Grey Water (Gondo, 2016) Black  water yang  dimaksud  adalah limbah  yang  berasal  dari  toilet  (kloset)  dan kandang  ternak.  Limbah  yang  berupa  kotoran manusia dan ternak ini akan di tampung dalam
bak  penampung,  untuk  kemudian  dimasukkan kedalam  tangki  digester,  dimana  produk keluarannya  adalah  biogas  dan  limbah  padat yang berguna sebagai pupuk yang sangat subur (Rumah OLI, 2015).
Pengolahan black  water ini  tidak  hanya terpusat  pada  satu  tempat  saja,  tetapi  akan  di letakkan di beberapa titik, sesuai dengan posisi toilet  dan  kandang  yang  menjadi  sumber dayanya.  Biogas  yang  dihasilkan  dari  proses pengolahan black  water ini  akan  digunakan untuk  menyokong  kebutuhan  listrik  sekolah alam  (gambar  13),  sedangkan  limbah  hasil proses  pengolahan  ini  akan  ditampung  dan digunakan sebagai pupuk.

## 3.4.2 Analisis Sumber Energi Listrik
Bertujuan  untuk  menentukan  sumber- sumber  energi  yang  akan  digunakan  dalam proses  perancangan.  Sumber  energi  listrik dibagi  menjadi  tiga  yaitu  menggunakan biogas, panel surya, dan kincir air.
Total daya keseluruhan yang
dibutuhkan  oleh  sekolah  alam  tingkat  SMK dengan pendekatan permakultur
di Purbalingga  adalah  664526.88  W  dibulatkan menjadi 664.5 kW.
Gambar 14. Pengolahan Biogas (Gondo, 2016)
Penggunaan  sumber  energi  biogas didasarkan  pada  pemanfaatan  kotoran  ternak dan  manusia  yang  biasanya  hanya  di  alirkan kedalam septic tank padahal dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.
Tabel 4. Perhitungan Biogas yang Dihasilkan
Spesies Jml/ ekor Total Kotoran (kg/hari) Kandungan Bk Total (Kg.Bk) Biogas yang Dihasilkan (m 3 /hari) Manusia 866 866 x 1.25 = 1083 1083 x 23% = 250 250 x 0.03 = 7.5 Sapi 36 36 x 30 = 1080 1080 x 20% = 216 216 x 0.04 = 8.7
Kambing  36 36 x 1.13 = 40.68 40.68 x 26% = 10.6 10.6 x 0.05 = 0.53 Babi 36 36 x 7 = 252 252 x 9% = 22.68 22.68 x 0.06 = 1.4 Ayam 180 180 x 0.18 = 32.4 32.4 x 28% = 9 9 x 0.11 = 0.99 Itik 180 180 x 0.34 = 61.2 61.2 x 38% = 23.26 23.26 x 0.11 = 2.6
(Gondo, 2016)
Berdasarkan analisis perhitungan biogas  berdasarkan  kotoran  yang  dihasilkan perhari  (tabel  4),  maka  total  biogas  yang didapat perhari adalah 7.5 + 8.7 + 0.53 + 1.4 + 0.99  +  2.6  = 21.72  m 3 /hari. Menurut Departemen  Pertanian,  setiap  satu  m 3 biogas dapat  dikonversikan  menjadi  4.7  kW  energi listrik,  maka  energi  listrik  yang  didapat  dari hasil  konversi  biogas  di  sekolah  alam  adalah 102.084 kW.
Daya listrik yang harus dipenuhi panel surya dan kincir air adalah sebesar 562.42 kW, dimana  jumlah  tersebut  dibagi  menjadi  dua, sehingga daya listrik yang harus dipenuhi oleh panel surya adalah 281.21 kW .
Untuk  memenuhi  kebutuhan  listrik  di sekolah  alam,  diperlukan 279  buah  panel surya dan 256 buah baterai.
Gambar 15. Alur Pemanfaatan Panel Surya dan Kincir Air (Gondo, 2016)
Energi yang dapat dihasilkan oleh satu kincir air adalah 38.572 kW, selanjutnya dapat ditemukan  berapa  kincir  air  yang  dibutuhkan, yaitu  281.21 :  38.572 =  7.29  buah,  dibulatkan menjadi 8 buah kincir air .
Dengan mengaplikasikan pengadaan energi independen, maka sekolah alam yang dirancang  dapat  menjadi  bangunan  yang mandiri,  dimana  PLN  hanya  digunakan  pada kondisi  keterbatasan  tertentu  sebagai  sumber
energi cadangan.

## 4. KESIMPULAN
Sekolah  Alam  SMK  Pertanian  dengan pendekatan Permakultur ini terintegrasi dengan  kawasan  pertanian,  peternakan,  dan perikanan  yang  ada  disekitarnya,  dan  ramah lingkungan,  serta  dapat  menjadi  wadah pembelajaran  yang  kondusif  bagi  siswa setingkat SMK dengan disiplin ilmu pertanian yang  menggunakan  metode  belajar  di  alam secara  langsung,  yang  mana  dalam  hal  ini berupa  kawasan  pertanian,  peternakan,  dan perikanan.  Bangunan  juga  dapat  menghidupi dirinya sendiri dengan sumber energi independen yaitu mampu menyediakan persediaan air bersih serta energi listrik secara mandiri.

## REFERENSI
Armstrong,  Thomas.  2006. The  Best  School  : How  Human  Development  Research Should  Inform  Educational  Practice . Amerika  :  Association  for  Supervision and Curriculum Development. BPS Kabupaten Purbalingga. 2015. Purbalingga Dalam Angka 2015. https://purbalinggakab.bps.go.id/website/ pdf/Purbalingga-Dalam-Angka- 2015.pdf, 6 Juni 2016.
Frick,  Heinz  dan  Hesti,  Tri.  2006. Arsitektur Ekologis . Yogyakarta: Kanisius
Green  School  Bali  Indonesia,.  2015. High School  Curriculum  Book  2015-2016 . blog.greenschool.org/wp-content/.../High- School-Curriculum-Book-2015-2016.pdf, 10 Juni 2016.
Maryati.  2007. Sekolah  Alam,  Alternatif Pendidikan Sains yang Membebaskan dan Menyenangkan .  Jurdik  Kimia  FMIPA UNY.
http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/132
258076/Sekolah%20Alam,2007.pdf , 22 Mei 2016.
McKenzie,  Lachlan  dkk.  2006. A  Resource
Book  for  Permaculture:  Solutions  for Sustainable Lifestyles . Bali: IDEP
Foundation.
Mintaraga,  Paulus  dan  Kusumaningdyah  N.H. 2014. Satu Proses Merajut Asa Dari Yang Sisa-  Belajar  Dari  Alam  Dan  Ibu  Bumi. Jurnal Sustainable  Culture  Architecture
and  Nature Universitas  Atma  Jaya Yogyakarta. http://e-
journal.uajy.ac.id/6239/1/Abstraksi%20S CAN%235%202014.pdf, 3 April 2017.
Mollison,  Bill  dan  Holmgren,  David.  1978.
Permaculture One: A Perennial Agricultural System  for  Human Settlements .  Amerika  :  International  Tree Crops Institute. Potensi  Peternakan  dan  Perikanan  Kabupaten Purbalingga.  2009.  Dinas  Peternakan Kabupaten Purbalingga. Statistik Kecamatan Bukateja. 2015. Kecamatan Bukateja Dalam Angka 2015 . https://purbalinggakab.bps.go.id, 12 Agustus 2016 Virrayani, Alifia Nurrizky dkk. 2014. Perancangan Sekolah Alam di Kecamatan Kenjeran, Surabaya. Jurnal Sains and Seni Pomits, Vol. 2, No. 1, digilib.its.ac.id/public/ITS-
paper-39255-3210100002-paper.pdf,
22 Mei 2016.
datapokok.ditpsmk.net,  diakses  pada  23Mei
2016 pukul 03.44 WIB
kotaperwira.com,  diakses  pada  Minggu,  22 Mei 2016 Pukul 16.14 WIB
satelitnews.co,  diakses  pada    24  November 2016 pukul 05.39 WIB http://www.anneahira.com/tanah-latosol.htm, diakses pada 10/01/17 pukul 13.58 WIB http://www.facebook.com/Ocean-of-Life-
Indonesia, diakses pada 16/05/2016
pukul. 05.18 WIB
http://www.kelair.bppt.go.id/Sitpa/Artikel/Aku
a/akua.html  diakses  pada  15/12/16  pkl 06.50 WIB
http://www.majalahasri.com/arsitektur-hijau- di-green-school-bali/  diakses  pada  Rabu
01/06/2016 pkl 11.07 WIB