## Kajian Thermal Performance pada Gymnasium UI, Depok

## Thermal Performance Study on Gymnasium UI, Depok
Muhammad Nadzir 1) , Wafirul Aqli 2)
Program Studi Arsitektur Universitas Muhammadiyah Jakarta, Jalan Cempaka Putih Tengah 27 kec. Cempaka Putih, Jakarta Pusat 10510
1) 2014467011@ftmuj.ac.id, 2) wafirul.aqli@ftumj.ac.id
[Diterima 13/11/2020, Disetujui 26/12/2020, Diterbitkan 31/2/2020]

## Abstrak
Kajian  ini  meneliti thermal  performance dari  bangunan  Gymnasium  UI.  Bangunan  olahraga merupakan  bangunan  fasilitas  publik  yang  sangat  dibutuhkan  dalam  menunjang  aktifitas masyarakat modern, maka bangunan ini perlu dirancang dengan sebaik mungkin. Untuk mengukur tingkat thermal  performance secara  kredibel,  harus  menggunakan  prosedur  pengukuran  yang terstandarisasi  internasional.  Standar  pengukuran  yang  sering  digunakan  adalah  ASHRAE standard 55.  ASHRAE standard 55  ini  mengidentifikasi  apa  saja  yang  harus  diukur  dan bagaimana  pengukurannya  untuk  melihat  kenyamanan  bangunan  terhadap  penggunanya.  Kajian ini  akan  menitik  beratkan  pada Thermal  Analysis dan Solar  Exposure beserta  dampak  terhadap kenyamanan  dalam  ruang  pada  saat  bangunan  diteliti.  Grafik Psychrometric  Chart menunjukkan tingkat kenyamanan dalam ruang para pengguna Gymnasium UI berada pada suhu berkisar antara 22  sampai  27  Celsius.  Analisa  3D  model  pun  menunjukkan  pemanasan  suhu  permukaan  lantai paling tinggi mencapai 24 Celsius. Kedua hal ini memenuhi rekomendasi standar ASHRAE dalam kenyamanan  termal  dalam  ruang.  Tercapainya  rekomendasi  standar  tersebut  membuat  pengguna Gymnasium  UI  dapat  beraktifitas  secara  nyaman  selama  berolahraga  didalam  bangunan  dengan mengandalkan  bukaan  ventilasi  udara  alami  dan  hanya  sedikit  sekali  memerlukan  penghawaan buatan.
Kata  kunci :  ASHRAE Standard 55,  Bangunan  Olahraga,  Gymnasium  UI,  Kenyamanan  Termal, Thermal Performance

## Abstract
This  study  examines  the  thermal  performance  of  Gymnasium  UI.  The  sports  building  is  a  public facility  building  that  is  critical  to  support  modern  society  activities,  so  the  building  needs  to  be well-designed.  To  credibly  measure  the  level of  thermal performance,  international  standardized measurement  procedures  need  to  be  used.  A  well-known  measurement  standard  is  ASHRAE standard 55. The ASHRAE standard 55 identifies what should be measured and how to measure it to see the comfort of a building for its users. This study will focus on Thermal Analysis and Solar Exposure  along  with  the  impact  on  indoor  comfort  at  the  time  the  building  is  studied.  The Psychrometric  Chart  shows  the  indoor  comfort  level  of  Gymnasium  UI  users  at  temperatures ranging from 22 to 27 Celsius. Analysis of the 3D model also shows that the highest floor surface temperature  heating  reaches  24  Celsius.  Both  meet  the  ASHRAE  standard  recommendations  for indoor thermal comfort. The achievement of these standard recommendations allows Gymnasium UI users to carry out activities comfortably while exercising in the building by relying on natural air ventilation openings and requiring very little artificial air conditioning.
Keywords:  ASHRAE  Standard  55,  Sports  Building,  Gymnasium  UI,  Thermal  Comfort,  Thermal Performance
©Arsir : Jurnal Arsitektur p-ISSN 2580–1155 e-ISSN 2614–4034

## Pendahuluan
Saat  berada  pada  sebuah  stadion  olahraga indoor ,  menyaksikan  pertandingan olahraga  secara  langsung  dengan  ratusan  bahkan  ribuan  orang  didalamnya,  mungkin beberapa  orang  langsung  merasakan  ketidaknyamanan  pada  suhu  dalam  ruang,  bahkan mereka  bisa  merasa  sangat  gerah.  Kenyamanan  termal  mempengaruhi  kinerja  pengguna bangunan  karena  manusia  menginginkan  kondisi  yang  nyaman  dalam  melaksanakan aktivitasnya    (Yeny  &  Hidayat,  2019).  Keadaan  seperti  ini  menjadikan  kebanyakan stadion indoor memiliki  ventilasi  yang  cukup  besar  agar  dapat  menetralisir  suhu  udara didalam  ruang,  bahkan  beberapa  stadion  ada  yang  menggunakan air  conditioner untuk mengatur  suhu  dalam  ruangan.  Sedangkan  penggunaan  AC  merupakan  kebutuhan  yang paling besar bahkan dapat mencapai 60% dari jumlah keseluruhan konsumsi listrik pada bangunan.  Pengkondisian udara pada  bangunan  dapat  menggunakan sistem  pendinginan pasif  agar  penggunaan  energi  bangunan  dapat  lebih  efisien  (Yuliani  &  Setyaningsih, 2018).
Arsitek  sebagai  perancang  bangunan,  tidak  hanya  mengharuskan  desain  sebuah bangunan berfungsi baik untuk mewadahi kegiatan di dalamnya, memiliki estetika yang baik  namun  juga  memenuhi  tingkat  kenyamanan  tertentu  maka  dari  itu  perlu  ada  suatu standar  pengukuran  kenyamanan  dalam  ruang  karena  pada  suatu  bangunan.  Maka ASHRAE ( American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers ) menyusun sebuah standar agar kinerja bangunan dalam hal ini kenyamanan dalam ruang dapat  terukur  secara  jelas  dan  konsisten  yaitu  ANSI/ASHRAE  Standard  55: Thermal Environmental  Conditions  for  Human  Occupancy .  ASHRAE  Standard  55  kemudian menjadi standar yang umum dan dipakai diberbagai negara untuk mengukur kenyamanan dalam  ruang.  Dari  standar  tersebut  dapat  dikalkulasi  apakah  desain  sebuah  bangunan yang dirancang memenuhi kaidah-kaidah desain yang berkelanjutan secara terukur. Salah satu standar yang diuji dalam kajian ini yaitu rekomendasi standar ASHRAE dimana suhu dalam  ruang  yang  nyaman  bagi  manusia  adalah  22-27  Celsius,  sedangkan  suhu permukaan  lantai  dalam  pada  bangunan  yang  digunakan  atau  mengakomodasi  kegiatan penggunanya adalah 19–29 Celsius.
Memahami  kenyamanan  termal  yang  sangat  penting  karena  Indonesia  merupakan negara  beriklim  tropis  yang  memiliki  tingkat  kelembaban  yang  lebih  tinggi  dari  pada negara beriklim subtropis. Sistem ventilasi yang tepat diperlukan untuk mencapai kondisi kenyamanan termal  pada  bangunan.  Untuk efisiensi energi,  penggunaan  sistem ventilasi alami sangat direkomendasikan. Tapi kalau sistem alami ini tidak bisa lebih memuaskan kenyamanan  pengguna,  kemudian  sistem  ventilasi  mekanis  yang  hemat  energi  bisa digunakan sebagai gantinya. Oleh karena itu desain sistem ventilasi, baik alami maupun mekanis  adalah  aspek  penting  dalam  menghasilkan  energi  bangunan  yang  efisien  dan nyaman (Hamzah, Rahim, Ishak, Latif, & Gou, 2018).
Kajian  ini  akan  menitik  beratkan  pada Thermal  Analysis dan Solar  Exposure beserta  dampak  terhadap  kenyamanan  dalam  ruang  pada  saat  bangunan  ini  diteliti. Lingkup  kajian  akan  dibatasi  memfokuskan  ke  faktor-faktor  lingkungan  yang  lebih terukur  dan  dapat  disimulasikan  dengan  eliminasi  faktor-faktor  personal  yaitu  tingkat metabolisme  dan  tingkat  insulasi  pada  pakaian  seperti  dijelaskan  pada  tabel  1. Pembatasan  lingkup  penelitian  pada  faktor  lingkungan  dilakukan  karena  data  yang diperoleh  menjadi  lebih  akurat  terukur.  Dengan  fokus  pada  faktor  lingkungan  yang terukur melalui kalkulasi dan analisis 3D modelling dari software Autodesk Ecotect dapat menghasilkan  data  dan  paparan  tentang  kenyamanan  termal  yang  lebih  objektif.  Maka dari itu kajian thermal performance pada Gymnasium UI menjadi krusial untuk dibahas dalam penelitian ini untuk menjadi referensi di masa depan.

## Metode Penelitian
Metode penelitian pada  kajian  ini menggunakan metode  kuantitatif.  Kajian  dalam penelitian  ini  berasal  dari  sampel  pada  bangunan  yang  telah  ditentukan.  Metode penelitian  kuantitatif  dapat  diartikan  sebagai  metode  penelitian  yang  berlandaskan  pada filsafat positivisme, digunakan untuk meneliti pada populasi atau sampel tertentu, teknik pengambilan  sampel  pada  umumnya  dilakukan  secara  acak,  pengumpulan  data menggunakan  instrumen  penelitian,  analisis  data  bersifat  kuantitatif/  statistik  dengan tujuan  untuk  menguji  hipotesis  yang  telah  ditetapkan  (Sugiyono,  2013).  Kajian  ini  juga menggunakan  pendekatan  deskriptif  yang  merupakan  metode  yang  berfungsi  untuk mendeskripsikan  atau  memberi  gambaran  terhadap  objek  yang  diteliti  melalui  data  atau sampel  yang  telah  terkumpul  sebagaimana  adanya,  tanpa  melakukan  analisis  dan membuat kesimpulan yang berlaku umum (Sugiyono, 2012).
Pada  kajian  ini,  peneliti  menggunakan  ANSI/  ASHRAE Standard 55  dengan analisa 3D  modelling dari  bangunan  Gymnasium  UI  yang  dikaji  dengan software Autodesk Ecotect dengan prosedur penelitian terangkum pada tabel 1 sebagai berikut:
Tabel 1. Standar Thermal Performance Standar Thermal Performance No. Faktor yang mempengaruhi thermal performance Kategori Standar 1 Tingkat Metabolisme (dikecualikan) Faktor Personal ANSI/ ASHRAE 55 2 Tingkat Insulasi pada Pakaian (dikecualikan) 3 Temperatur Udara Faktor Lingkungan 4 Kecepatan Udara (dikecualikan) 5 Temperatur Rata-Rata Radiasi 6(ASHRAE, 2004)
Kelembaban Relatif
(Sumber: Penulis, 2019)
Kesimpulan Hasil Interpretasi

## Hasil dan Pembahasan
Objek  dalam  kajian  ini  adalah  Gymnasium  UI  yang  terletak  pada  kawasan Universitas  Indonesia,  Depok.  Gymnasium  UI  beralamat  Jalan  Prof.  DR.  Ir.  Somantri Brodjonegoro, Kukusan, Beji, Kota Depok, Jawa Barat.
Gambar 1. Peta Lokasi Gymnasium UI (Sumber: http://bit.ly/3mD38Af , 2019)
Gambar 2. Tampak Depan Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Dimana  lokasi    tersebut  merupakan  lokasi  yang  memiliki  Iklim  tropis  dengan temperatur  sepanjang  tahun  rata-rata  tertinggi  pada  32  Celsius  dan  terendah  pada  23 Celsius. Kota Depok memiliki kelembaban relatif 59%.  Lapangan utama pada bangunan olahraga indoor ini  termasuk  bangunan  multifungsi  karena  terdapat  beberapa  bidang olahraga  yang  difasilitasi  selain  utamanya  adalah  untuk  olahraga  basket,  lapangan  ini dapat digunakan menjadi lapangan olahraga voli dan olahraga badminton.
Gambar 3. Suasana lapangan dalam Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Luas bangunan Gymnasium UI ini adalah ± 792 m². Bangunan olahraga indoor ini menggunakan  penghawaan  alami  berupa  ventilasi  rooster  bata  maupun  bukaan  jendela dan hanya menggunakan blower fan AC pada saat gymnasium digunakan pada kapasitas penuh sekitar 5000 orang.
Gambar 4. Ventilasi pada Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Bangunan ini memiliki ketinggian plafon dari lantai lapangan olahraga ±11 meter.
Gambar 5. Section Drawing 3D Model Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Tabel 2. Data Objek Penelitian Data Objek Penelitian: Gymnasium UI Lokasi Beji, Depok, Jawa Barat Iklim Tropis Orientasi Bangunan Menghadap Timur Ketinggian Plafond ± 11 meter Luas Bangunan ± 792 m² Temperatur Lingkungan Sekitar Bangunan 23 – 32 Celsius Kelembaban Relatif Sekitar Bangunan ±56% Fungsi Utama Hall Basket Indoor saat tidak dalam kapasitas maksimal saat Kapasitas Maksimal Tipe Ventilasi Alami  (rooster  bata  dan jendela) Alami (rooster bata dan jendela) Dimensi dan Spesifikasi Ventilasi Rooster Bata: 4 bukaan @1,4 x 3,5 meter Jendela: 24 buah @1,5 x 0,8 meter Rooster Bata: 4 bukaan @1,4 x 3,5 meter Jendela: 24 buah @1,5 x 0,8 meter + Pada event atau acara tertentu menggunakan 4 Blower Fan AC merk Sharp daya 100 Watt atau setara (hasil wawancara penulis dengan narasumber, 2019)
(Sumber: Penulis, 2019)
Gambar 6. Sirkulasi Udara pada Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
: Sirkulasi Ventilasi Alami : Blower Fan AC
Analisa  pada  kajian  menggunakan software Autodesk  Ecotect  Analysis 2 011 akan  menitik  beratkan  pada Thermal  Analysis dan Solar  Exposure (kedua  fitur  ini  ada pada  seksi  kalkulasi  di  dalam  perangkat  lunak  yang  digunakan)  yang  akan  disimpulkan dampaknya terhadap kenyamanan dalam ruang pada bangunan ini. Analisa akan diawali dengan  analisa  radiasi  sinar  matahari,  dimana  pada  tabel  radiasi  penyinaran  matahari secara langsung menunjukkan keadaan kadar penyinaran matahari di lokasi objek berada sepanjang  hari  dalam  setahun.  Terlihat  paparan  radiasi  paling  banyak  terjadi  pada  jam 11:00 s/d 13:00 WIB dimana dapat mencapai ±940 W/m² yang juga merupakan rata-rata paparan radiasi di DKI Jakarta.
Gambar 7. Radiasi Energi Sinar Matahari pada Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Sedangkan  pada  gambar  8  menunjukkan  paparan  langsung  penyinaran  matahari secara langsung mencapai 100% yang berkisar pada jam 08:00 s/d 13:00 WIB.
Gambar 8. Paparan Langsung Sinar Matahari Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Analisa  dilanjutkan  dengan Psychrometric  Chart yang  menunjukkan comfort zone /  tingkat  kenyamanan  manusia  pengguna  bangunan  dalam  hal  ini  pengguna Gymnasium UI berada pada suhu berkisar antara 22 ℃ sampai 27 Celsius.
Gambar 9. Comfort Zone pada Lokasi Penelitian (Sumber: Penulis, 2019)
Gambar  10  menunjukkan Psychrometric  Chart untuk  kelembaban  relatif  pada tekanan barometrik 101.36 kPa (terukur sesuai ketinggian daratan lokasi Gymnasium UI berada).  Dimana  grafik  menunjukkan  kelembababan  relatif  dengan  suhu  nyaman  dalam ruang pada 22 s/d 27 Celsius adalah berkisar 40-60%.
Gambar 10. Kelembaban Relatif pada Lokasi Penelitian (Sumber: Penulis, 2019)
Dilanjutkan  dengan Psychrometric  Chart untuk Active  Cooling  Strategy yaitu strategi  pengaturan  untuk  kenyamanan  manusia/  pengguna  bangunan  melalui  bukaan alami maupun pengkondisian udara buatan dalam ruang/ bangunan. Terlihat pada grafik bahwa  untuk  suhu  nyaman  dalam  ruang  22  s/d  27  Celsius  sesuai  dengan  objek  diteliti bahwa  penggunaan  ventilasi  alami  yang  digunakan  pada  Gymnasium  UI  memang merupakan  solusi  penghawaan  yang  efektif  untuk  menjaga  kenyamanan  aktifitas pengguna yang berolahraga didalam bangunan.
Gambar 11. Active Cooling Strategy pada Lokasi Penelitian (Sumber: Penulis, 2019)
Juga dibuktikan pada Psychrometric Chart sesuai gambar 12, yang menunjukkan bahwa natural  ventilation atau  ventilasi  alami  masih  sangat  relevan  dan  cukup  baik berfungsi untuk menjaga kenyamanan terhadap pengguna bangunan sampai dengan suhu 32 Celsius (suhu tertinggi tercatat pada lokasi Gymnasium UI).
Ventilate
Gambar 12. Selected Design Technique untuk Objek Penelitian (Sumber: Penulis, 2019)
Untuk  analisa  selanjutnya,  kalkulasi  dalam  Ecotect  dijalankan  pada  kondisi pemilihan  hari  terpanas  (yaitu  terkalkulasi  di  dalam software yaitu  adalah  pada  14 Pebruari) dan  kondisi pengguna sedang berolahraga  di dalam b angunan dalam kapasitas penuh  yaitu  dengan  kepadatan  hampir  0,5  orang/  m²  (hal  ini  juga  diatur  di  dalam s oftware ). Untuk penggunaan dalam kapasitas tidak maksimal asumsi kenyamanan termal dalam  bangunan  meningkat  atau  menjadi  lebih  baik.  Selanjutnya,  gambar  13 y ang menunjukkan  kenyamanan  termal  dalam  ruang  ditunjukkan  oleh  analisa  dari 3D  model dari  arah  selatan  bangunan  mengalami  pemanasan  suhu  permukaan  lantai  yang  paling tinggi hingga mencapai berkisar 24 Celsius.
Gambar 13. Thermal Comfort Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)
Selanjutnya  pada  Gambar  14,  analisa  termal  menunjukkan  paparan  sinar matahari,  baik  secara  langsung  maupun  menyebar.  Paparan  sinar  matahari  langsung maupun menyebar cenderung merata dimana hal ini terjadi pada jam 09:00 hingga 15:00 WIB.  Gambar  ini  juga  menggambarkan  paparan  sinar  matahari  langsung  menyebar disekitar bangunan yang membuat intensitasnya menurun hingga sekitar 87,5%.
natural ventilation
Gambar 14. Pancaran Sinar Matahari pada Gymnasium UI (Sumber: Penulis, 2019)

## Simpulan
Keseluruhan  kalkulasi  adalah  simulasi 3D  modelling dalam  Autodesk  Ecotect dijalankan  pada  kondisi  pemilihan  hari  terpanas  (yaitu  terkalkulasi  adalah  pada  14 Pebruari)  dan  kondisi  pengguna  sedang  berolahraga  didalam  bangunan  dalam  kapasitas penuh yaitu dengan kepadatan hampir 0,5 orang/ m². Untuk penggunaan dalam kapasitas tidak  maksimal  asumsi  kenyamanan  termal  dalam  bangunan  meningkat  atau  menjadi lebih baik. Dari hasil analisis dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
• Grafik Psychrometric  Chart menunjukkan  tingkat  kenyamanan  dalam  ruang  para pengguna Gymnasium UI berada pada suhu berkisar antara 22 ℃ sampai 27 Celsius. Analisa 3D model pun menunjukkan pemanasan suhu permukaan lantai paling tinggi mencapai 24 Celsius. Kedua hal ini memenuhi rekomendasi standar ASHRAE dalam kenyamana termal dalam ruang.
• Grafik Psychrometric  Chart mengukur  kelembaban  relatif  pada  Gymnasium  UI berkisar  pada  40-60%.  Didukung chart selanjutnya,  hal  ini  menunjukkan kenyamanan  manusia/  pengguna  bangunan  melalui  bukaan  alami  dalam  ruang/ bangunan memang merupakan strategi yang paling efektif yang hanya jarang sekali memerlukan air-conditioning untuk  menjaga  kenyamanan  aktifitas  pengguna  yang berolahraga didalam bangunan. Natural ventilation atau ventilasi alami masih sangat relevan dan cukup baik berfungsi untuk menjaga kenyamanan pengguna bangunan.
• Dari  hasil  pengujian  bangunan  Gymnasium  UI,  maka  desain  bangunan  olahraga indoor yang merupakan bangunan bentang lebar harus memiliki plafon yang cukup tinggi agar memberikan kenyamanan bagi penggunanya. Dalam hal ini, Gymnasium UI memiliki tinggi plafond ±11 meter.
• Untuk  persentase  bukaan,  berupa  ventilasi  udara  maupun  jendela  pada  bangunan olahraga indoor ini kiranya tidak boleh <7% dari luas bangunan. Hal ini berdasarkan kalkulasi  yang  merujuk  pada  minimal  bukaan  yang  dihitung  pada  bangunan Gymnasium UI.
• Dengan  mengaplikasian  hal-hal  tersebut  didalam  bangunan  olahraga indoor yang penggunanya  melakukan  kegiatan  aktif  didalam  bangunan,  maka  rekomendasi standar kenyamanan ASHRAE dapat tercapai. Pengguna  Gymnasium UI pun dapat beraktifitas  secara  nyaman  selama  berolahraga  didalam  bangunan  dengan mengandalkan  bukaan  ventilasi  udara  alami  dan  hanya  sedikit  sekali  memerlukan penghawaan buatan.

## Ucapan Terima Kasih
Puji  syukur  penulis  panjatkan  kepada  Allah  subhanahu  wata’ala  pencipta  alam semesta atas rahmat, sehat dan karunia tiada terkira serta segenap terimakasih dihaturkan untuk  semua  dukungan  dari  berbagai  pihak  hingga  laporan  ini  dapat  dirampungkan. Dengan segenap kerendahan hati, penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak  Wafirul  Aqli,  ST.,  MSc.  Selaku  Dosen  Pembimbing  Penelitian  yang memberikan masukan, bimbingan dan pengarahan kepada penulis hingga selesainya penelitian ini.
2. Ibu  Finta  Lissimia  ST.,MT.  Selaku  Dosen  Pembimbing  Kajian  Literatur  atas masukan dan bimbingannya dalam penyusunan Jurnal ini.
3. Kedua  orang  tua  beserta  adik  tercinta  yang  selalu  mendoakan  dan  memberi dukungan hingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.

## Daftar Pustaka
ASHRAE. (2004). ANSI/ASHRAE Standard 55-2004 Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta: ASHRAE.
ASHRAE. (2013). ANSI/ASHRAE Standard 55-2013, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta: ASHRAE.
ASHRAE. (2017). ANSI/ASHRAE Standard 55-2017 Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta: ASHRAE.
Hamzah,  B.,  Rahim,  M.  R.,  Ishak,  M.  T.,  Latif,  S.,  &  Gou,  Z.  (2018).  Thermal Performance  of  Naturally  Ventilated  Classroom  in  the  Faculty  of  Engineering Hasanuddin University, Gowa Campus. International Journal of Engineering and Science Applications .
Yeny,  A.,  &  Hidayat,  M.  S.  (2019).  KAJIAN  PENGGUNAAN  VENTILASI  ALAMI TERHADAP KENYAMANAN TERMAL RUANG KELAS (Studi Kasus : Sdn Pondok  Jagung  1  Tangerang  Selatan). Jurnal  Arsitektur,  Bangunan  & Lingkungan , 141-154.
Yuliani, S., & Setyaningsih, W. (2018). The Impact of Thermal Performance on The Roof Surface  to  Energy  Efficient  of  High-Rise  Building  in  The  Tropical  Region. Arsitektura , 141-150.