## Eksplorasi Shape grammar Arsitektur Tradisional Sasak
Studi Kasus : Perancangan Bangunan Resort
Reinaldi Fakultas Teknik Program Studi Arsitektur Universitas Langlangbuana rprimanizar92@gmail.com
Abstrak - Kini banyak penggalian arsitektur masa lalu sebagai sumber inspirasi, salah satunya dengan menggunakan metode shape grammar . Shape grammar memungkinkan kita mencari jejak tradisi dan menerjemahkannya menjadi aturan-aturan rupa yang baku. Aturan rupa tersebut menjadi acuan dalam mentransformasi wujud arsitektur tradisional pada fungsi yang lebih kompleks. Studi ini mencari gramatika bentuk bangunan lumbung Sasak kemudian melalui simulasi parametrik ditransformasikan menjadi bentuk lain. Pada studi ini digunakan studi kasus perancangan resort di Mandalika. Diharapkan studi ini dapat menggugah penelitian terkait dengan shape grammar arsitektur tradisional Indonesia.
Kata kunci - arsitektur Sasak; shape grammar; parametrik; eksplorasi desain

## 1. PENDAHULUAN
Paul Ricoeur menyatakan preposisi paradoksial bahwa “Budaya dunia” hanya akan terjadi melalui fertilisasi silang antara akar tradisi dan perkembangan teknologi[1]. Kini mulai banyak peneliti dan praktisi yang mencoba menggali unsur budaya di masa lalu untuk digunakan pada saat ini melalui teknologi. Teknologi memungkinkan kita mencari jejak tradisi dan mengembangkan tradisi tersebut. Salah satunya dengan shape grammar .
Shape grammar merupakan prosedur desain geometri yang diadaptasi dari gramatika Noam Chomsky[2]. Shape grammar ini dapat digunakan untuk menganalisa[3], seperti halnya reverse engineering. Metode ini mendefinisikan gen/karakter dan gaya desain dengan membaca pola desain tertentu. Dengan metode ini, kita dapat menerjemahkan rupa arsitektur di masa lalu dan memanipulasi secara kontinu dalam rupa lebih kompleks tanpa menghilangkan gen dari bangunan tersebut.
Terdapat beberapa teknik untuk mendefinisikan shape grammar , salah satunya yang
akan digunakan dalam penelitian ini adalah runtutan transformasi (Sequences of Transformations).
Sudah banyak dilakukan studi shape grammar mengenai arsitektur di masa lalu, seperti Teknik modelling procedural dengan shape grammar untuk mereproduksi arsitektur suku Mayan pernah dilakukan Muller et. Al [4], [5]. Semantik modelling untuk membuat kembali arsitektur tradisional cina dalam setting tradisional kota[6]. Kombinasi GIS data dengan shape grammar berasal dari informasi historis untuk menciptakan arsitektur perumahan romawi berskala besar. Atau studi parametrik rumah atap panjang arsitektur tradisional Malaysia [7]. Studi ini merupakan bagian dari tesis eksplorasi parametrik berbasis teori shape grammar pada arsitektur tradisional sasak. Pada studi ini, diambil sampel tipologi bangunan alang/lumbung.
Lumbung adalah tempat untuk menyimpan segala kebutuhan, salah satunya yang sering digunakan adalah untuk menyimpan padi. Lumbung juga merupakan tempat masyarakat desa bersosialisasi.

## Gambar 1 Bentuk Lumbung
Melalui studi ini, diharapkan menggugah penelitian terkait dengan shape grammar arsitektur tradisional Indonesia serta praktik eksplorasi gramatika bangunan masa lalu di masa kini.

## 2. METODE
Secara prosedural, penelitian dibagi menjadi menjadi 3 bagian yaitu :
Tahap pertama, dilakukan identifikasi shape grammar bangunan Lumbung Sasak. Untuk mendapatkan shape grammar tersebut dilakukan pengukuran beberapa bangunan lumbung dari desa Sade, Kab. Lombok Tengah. Shape grammar yang diambil terkait dengan elemen-elemen bangunan lumbung dan proporsi dari masing-masing elemen tersebut. Kemudian elemen tersebut diterjemahkan menjadi aturan rupa. Masing-masing aturan memiliki parameter. Dimana terdapat 2 jenis parameter, parameter baku dan parameter bebas. Parameter baku adalah parameter yang tidak dapat diubah sedangkan parameter bebas sebaliknya.
Tahap dua, dilakukan interpretasi parametrik aturan shape grammar tersebut kedalam software grasshopper. Aturan yang memiliki parameter bebas dapat menjadi aturan yang dapat ditransformasikan, sedangkan aturan yang memiliki parameter baku tidak. Untuk menjaga karakter bangunan, studi ini membatasi aturan yang dapat ditransformasikan sebesar 20% dari total aturan.
Tahap ketiga, pada software grasshopper, dilakukan eksplorasi bentuk menjadi beberapa massa bangunan yang dibutuhkan pada fungsi Resort. Skala bangunan ditentukan 2x - 20x lebih besar daripada ukuran bangunan Lumbung. Ketinggian bangunan juga ditentukan dari 1-3 lantai. Sehingga dapat dilihat perubahan bentuk yang terjadi pada bangunan yang lebih kompleks.

## 3. HASIL DAN DISKUSI

## 3.1. Identifikasi Shape grammar
Lumbung selalu memiliki 3 bagian, yaitu kaki, badan dan kepala. Kaki dengan kolomnya tidak terikat atau dipatok. Badan bangunan dapat diangkat dan dipindahkan kemana saja. Badan didesain pilotis dengan empat kolom. Pelat lantai panggung diangkat 50-60cm dari lantai untuk duduk. Atap memiliki bentuk yang khas. Bagian dalam atap lumbung digunakan untuk menyimpan beras. Besaran atap, dapat mengidentifikasikan hasil panen. Semakin besar volume atap, maka hasil panen semakin berlimpah. Oleh karena itu, atap memiliki proporsi yang lebih besar dibandingkan badannya.
Apabila dilihat pada gambar III.11 atap lumbung yang ditemukan memiliki sosok yang berbeda-beda. Atap tidak memiliki dimensi dan aturan yang pasti. Atap terdiri dari kurva yang dibentuk dari ring balok dan wuwung. Setiap atap memiliki tritis yang lebih besar dari kakinya. Terdapat 2 varian tritis secara sosok, yaitu tritis yang melanjutkan kurva atap atau berdiri secara terpisah.

## Gambar 2 Rupa-Rupa Lumbung
Berangkat dari studi proporsi ini, diambil koefisien perbandingan proporsi antar elemen. Proporsi tinggi elemen atap dibandingkan badan dan kaki memiliki perbandingan 3.2 : 1. Sedangkan proporsi lebar diban-dingkan tinggi atap adalah 0.9- 1.2 : 1.
Gambar 3 Diagram Proporsi Badan-Kaki : Atap Lumbung
Berdasarkan data diatas, gramatika lumbung dalam dielaborasi menjadi enam aturan. Aturan tersebut dielaborasi dan ditentukan berdasarkan pada komposisi elemen. Sedangkan proporsi elemen tersebut menjadi parameter penentunya. Berikut adalah peraturan gramatika lumbung yang dimaksud.
Pondasi diangkat dari as bangunan selebar y dan setinggi x.
Kolom didirikan dengan jarak K(x) dari as bangunan dan setinggi k. Tinggi kolom ditentukan setinggi tubuh laki-laki.
Kolom tidak ditanam bersama pondasi sehingga dibuat balok sebagai struktur pengaku bagian bawah setinggi z-pan. Balok tersebut ditutup plat sebagai area duduk.
Sedangkan bagian atas dibuat ring balok sebagai pengaku. Ring balok tersebut bekerja sebagai pelat lantai dan struktur penahan atap. Ring balok dibuat lebih lebar dari badannya, kelebaran (yf) dibuat selebar atap yang akan didirikan.
Wuwung didirikan setinggi zwu dengan kelengkungan z-curve. Penutup atap dibuat lebih panjang hingga menutupi sebagian badan bangunan.
Untuk mengurangi tampias hujan, dibuat tritis bangunan hingga perimeter atap lebih lebar dari kakinya.
Aturan dapat digambarkan dalam diagram dua dimensi. Berikut visualisasi bagaimana peraturan gramatika lumbung.
Gambar 4 Peraturan Gramatika Konfigurasi Elemen Lumbung
Shape grammar diterjemahkan secara visual kedalam 2 dimensi elemen, elemen titik dan garis. Berikut adalah parameter yang perlu ditetapkan untuk menerjemahkan shape grammar lumbung kedalam kanvas algoritme.
Pada bagian kedua, shape grammar lumbung diaplikasikan pada eksplorasi desain bangunan publik, seperti lobby, meeting room, function hall, dayclub, atau restoran.
Shape grammar bangunan terdiri atas konsep terminal (Vt) dan perangkat aturan rupa (R)[2]. Vt berupa tipologi bentuk massa bangunan. Sedangkan R menggunakan shape grammar Sasak.

## 3.2.Interpretasi Shape grammar
Arsitektur Indonesia dikenal sebagai arsitektur atap. salah satu gen yang perlu dijaga adalah bentuk atap. Sehingga atap diinterpretasikan sebagai variable yang memiliki parameter baku maupun parameter bebas sekaligus.
Pada sampel bentuk atap lumbung sebelumnya, dapat dilihat keragaman rupa yang digunakan. Bentuk atap berangkat dari suatu bentuk kurva. Terdapat 2 atap dengan ekspresi yang berbeda, yaitu atap kurva monolit dan atap kurva-tritis tersegmen. Pada transformasi bentuk ini digunakan tipe atap kurva monolit.
Pemilihan atap kurva monolit dilakukan untuk mendapatkan ekspresi atap yang kontinu. Ekspresi kontinu dapat digunakan untuk jenis bangunan yang memanjang, sehingga datum dan keteraturan bentuknya terjaga.
Transformasi bentuk pada bangunan akan dilihat pada kanvas 3D. Transformasi dilakukan dengan melakukan referensi silang di kedua tampaknya. Kurva diaplikasikan pada 2 sisi tampak bangunan. Bentuk bangunan tidak akan mengekspresikan geometri kurva yang dipanjangkan (extrude) secara tegak lurus, seperti pada bentuk awal yang dilihat pada kanvas 2D saja.
Tipe atap kurva-tritis gabungan ini ditransformasikan dengan komponen graphmapper. Komponen graphmapper akan mendefinisikan bentuk atap yang akan dibuat. Graph mapper merepresentasikan pemetaan numerik dari sebuah fungsi.
Elemen Nama Sym Data Catatan Titik Acuan as massa as Garis Lebar pondasi Y 0.8-1.2 Dari as (formula x2) Tinggi pondasi Z 0.2-0.4 Dari muka tanah Tinggi kolom zk Dari pondasi Jarak antar kolom K(x) K(ab,b c) Tinggi panggung Zpan 0.4-0.6 Dari pondasi Lebar plat lumbung Yf Lebar tritis Yt 0.4-0.8 Tinggi wuwung Zwu Dari plat lumbung Tinggi curve Zcurv e Dari plat lumbung Tinggi tritis Zt Negatif dari plat lumbung Tabel 1Parameter Elemen Lumbung
Gambar 5 Graphmapper
Terdapat beberapa fungsi yang tersimpan dalam komponen tersebut, diantaranya yaitu (Gambar IV. 32) 1. Tipe bezier ; 2. Tipe parabola; 3. Tipe gausiar; dan 4. Tipe sinus. Keempat tipe ini dipilih karena memiliki kemiripan dengan bentuk atap lumbung. Tipe Bezier, mengekspresikan setengah atap lumbung. Tipe parabola mengekspresikan bentuk lumbung tanpa tritis. Tipe gausiar, mengekspresikan satu atap lumbung. Sedangkan tipe sinus mengekspresikan atap lumbung majemuk yang kontinu.
Setiap tipe grafik memiliki parameter yang dapat dieksplorasi karakter kelengkung-annya. Eksplorasi karakter kelengkungan tersebut dilakukan untuk menyesuaikan pada proporsi bangunan. Eksplorasi dapat dilakukan dengan 2 ketentuan, yaitu parameter domain dalam graphmapper tetap, yaitu 0 dan 1; dan grafik kurva tidak boleh keluar dari peta.
Pada dasarnya suatu kurva atau garis dibentuk dari kumpulan titik yang berdekatan. Setiap titik memiliki koordinat (x,y,z). Kumpulan titik yang padat tersebut berinterpolasi menjadi bidang. Sehingga perlu ditentukan koordinat setiap titik. Untuk menentukan koordinat titik tersebut dilakukan beberapa langkah, yaitu:
Ditentukan domain atau dimensi (x,y) atap. Setiap domain memiliki beberapa titik yang berinterpolasi pada arah sumbu x dan y. Titik-titik tersebut berjajar dengan jarak teratur. Kemudian dilakukan referensi silang titik-titik pada domain x dan y. sehingga didapatkan koordinat (x,y) seperangkat titik tersebut.
Setiap titik tersebut memerlukan koordinat pada sumbu z. Koordinat z didapatkan dengan komponen graphmapper. Graphmapper akan mengonstruksikan seperangkat titik pada tahap pertama (x,y) pada sumbu z. Untuk mengonstruksikan titik tersebut diperlukan referensi silang dua komponen graphmapper, yang menghadap ke sumbu x dan y.
Sehingga didapatkan seperangangkat titik berkoordinat (x,y,z). Hasil konstruksi seperangkat titik berkoordinat tersebut diinterpolasikan menjadi permukaan atap. Terdapat 2 variabel bebas untuk memformulasikan atap, yaitu variabel domain dan sepasang varian graphmapper-nya. Domain akan mendefinisikan dimensi (x,y) footprint atap. Graphmapper akan mendefinisikan bentuk 3D atap dari 2 sisi. Dari 4 jenis graphmapper yang telah ditentukan sebelumnya, didapat 16 kemungkinan bentuk atap.

## Gambar 6 Eksplorasi Bentuk Atap dengan Graphmaper
Selain aturan 4,5 dan 6, aturan 1-3 diterjemahkan juga menjadi beberapa set algoritma.
Aturan 1 diterjemahkan menjadi aturan lantai dengan parameter bebas adalah luas permukaan lahan bangunan. Sedangkan aturan 3 (kolom) diterjemahkan menjadi set algoritma kolom yang ditransformasikan menjadi aturan baru (7).
Gambar 7 Algoritma Bentuk Atap

## Gambar 9 Algoritma lantai
Masing-masing aturan kemudian diterjemahkan menjadi beberapa set yang dihubungkan antar elemennya di grasshopper.

## 3.3. Eksplorasi parametrik shape grammar
Pada proses ini akan ditambahkan 2 aturan baru. Aturan ke-enam, yaitu permukaan dinding yang terletak di sisi dalam kolom. Kolom tetap diekspresikan diluar, sehingga rupa pilotisnya tetap terjaga. Dinding digunakan untuk fungsi yang memerlukan privasi. Aturan ketujuh merupakan pengembangan dari aturan ke-2. Aaturan ini mentransformasikan kolom-kolom vertikal menjadi diagonal.

## Gambar 10 Penambahan Aturan Lumbung
Proses eksplorasi dalam perancangan dilakukan dengan menghubungkan masing-masing set aturan yang disesuaikan dengan Vt yaitu luas permukaan dasar bangunan. Serta turunan algoritma yang diperlukan untuk menghubungkan masing-masing set komponen. Setelah itu dilakukan penyesuaian nilai parameter bebas untuk mendapatkan ekspresi bangunan yang sesuai dengan fungsi bangunan. Kemudian dipilih komponen untuk merealisasikan rupa menjadi konsep konstruksi yang lebih terukur sesuai dengan preferensi perancang.

## Gambar 11Algoritma bangunan restaurant
Berikut hasil eksplorasi dari bentuk dasar bangunan meeting room (5x10m), café (20x20m), Lobby (40,6x11,4m), function hall (42x20m), restaurant (lantai 1 : 36x24m, lantai 2 : 27x12,5m), dayclub (48x24m, lantai 2 : 36x15m, lantai 3 : 30x10m) menggunakan metode parametrik shape grammar .

## Gambar 12 Eksplorasi Bentuk

## 4. KESIMPULAN
Eksplorasi parametrik dengan metode shape grammar pada dasarnya memberikan kesempatan bagi arsitektur di masa lalu untuk dikembangkan dalam proses perancangan di masa kini tanpa mengubah keaslian karakter bangunan. Eksplorasi seperti ini dapat dilakukan dengan mengidentifikasi shape grammar bangunan, interpretasi shape grammar pada kanvas algoritma, lalu eksplorasi bangunan menggunakan konteks bentuk bangunan yang lebih kompleks. Dalam penelitian ini diambil studi kasus bangunan pendukung sebuah resort hotel.
Salah satu upaya untuk menjaga karakter bangunan adalah menjaga aturan (R) dan proporsi dari masing-masing elemen geometri bangunan. Pada studi ini, proporsi atap dan atap-kolom dijaga sesuai dengan komposisi aslinya.
Pada eksplorasi bentuk ini juga ditemukan 3 variabel transformasi shape grammar , yaitu :
1. Menambahkan aturan shape grammar ;
2. Mensubstitusi suatu aturan yang kontekstual pada kondisi baru namun mengakar pada aturan eksisting; dan
3. Menganalogikan suatu bentuk kedalam bentuk lain yang memiliki rupa yang serupa tanpa mengubah parameter proporsinya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Paul Ricoeur, “Universal Civilization and National Culture,” in History and Truth , C. A. Kelbley, Ed. Evanston, 1965, pp. 276–277.
[2] G. Stiny and J. Gips, “Shape grammars and the generative specification of painting and sculpture,” Information Processing 71 Proceedings of the IFIP Congress 1971. Volume 2 , vol. 71, pp. 1460–1465,
1972.
[3] B. Tepavcevic and V. Stojakovic, “Shape grammar in contemporary architectural theory and design,” Facta universitatis - series: Architecture and Civil Engineering , vol. 10, no. 2, pp. 169–178, 2012
[4] P. Müller, T. Vereenooghe, a Ulmer, and L. van Gool, “Automatic reconstruction of Roman housing architecture,” Recording, Modeling and Visualization of Cultural Heritage , pp. 287–298,
2005.
[5] P. Müller, T. Vereenooghe, P. Wonka, I. Paap, and L. van Gool, “Procedural 3D Reconstruction of Puuc Buildings in Xkipché,” The 7th International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage (VAST) 2006 , pp. 139–146, 2006
[6] S.-C. Chiou and R. Krishnamurti, “The grammar of Taiwanese traditional vernacular dwellings,” Environment and Planning B: Planning and Design , vol. 22, no. 6, pp. 689 – 720, 1995
[7] M. R. Embi and S. Said, “A Parametric Shape Grammar of the Traditional Malay Long-Roof Type Houses,” International Journal of Architectural Computing , vol. 6, no. 2, pp. 121–144, 2009