## APLIKASI PENGHAWAAN ALAMI PADA BANGUNAN BERIKLIM TROPIS
Disusun Oleh :
M. Fahmi Ishak Mahasiswa Program Studi Arsitektur Sekolah Tinggi Teknik (STITEK) Bina Taruna Gorontalo INDONESIA fahmiishak@ymail.com

## ABSTRAK
Iklim  sangat  penting  bagi  keberadaan  manusia  dan  bangunan  di  seluruh  permukaan  bumi. Karena  iklim  memiliki  banyak  elemen  yang  sangat  berpengaruh  bagi  kehidupan,  keberlanjutan kehidupan  manusia  sehari-hari  dan  berguna  untuk  aplikasi  arsitektur. Iklim  tropis merupakan salah satu jenis iklim yang ada dari musim di belahan bumi.
Ventilasi  dibutuhkan  oleh  manusia  dan  memiliki  hubungan  yang  sangat  erat  dengan  iklim tropis agar udara yang ada di dalam ruangan tetap sehat dan nyaman. Ventilasi alami digunakan untuk  menmgganti  udara  di  dalam  ruangan  yang  telah  kotor  dengan  udara  yang  sehat  dan nyaman dari luar secara alami.
Penelitian  terhadap  ventilasi  selama  dua  dekade  terakhir  ini  lebih  berkonsentrasi  pada infiltrasi. Desain ventilasi alami merupakan salah satu karya terhadap pemecahan masalah yang mampu memprediksi kinerja sistem penghawaan alami pada bangunan beriklim tropis.
Kata Kunci : Iklim Tropis, Ventilasi Alami, Nyaman.

## PENDAHULUAN
Arsitektur dapat berupa suatu bangunan maupun lingkungan yang didesain untuk mampu menjawab kebutuhan manusia dan mengangkat derajat hidup manusia menjadi lebih baik, sehingga tidak bisa dilepaskan dari perkembangan  kebudayaan  mausia  dan perbedaan  iklim  yang  ada  di  wilayah tersebut.  Arsitektur  merupakan  buah  dari budaya
yang dikembangkan oleh masyarakat  secara  terus  menerus.  Posisi relatif  terhadap  garis  peredaran  matahari, keberadaan  permukaan  air  dan  laut,  pola pergerakan  arah  angin,  profil  permukaan bumi serta kerapatan jenis vegetasi, merupakan  faktor  yang berpengaruh terhada perkembangan arsitektur di suatu wilayah. Pada daerah
beriklim tropis, penghawaan  sangat  diperlukan  untuk mengantisipasi  ketidak  nyamanan  pada kondisi  tertentu.  oleh  karena  itu,  untuk mendapatkan  kondisi  penghawaan  yang
nyaman,  maka  penghawaan  alami  perlu dimaksimalkan  agar  mengurangi  tingkat pemakaian  energi  dan  emisi  pada  suatu bangunan.
Perilaku  udara  mendapat  perhatian khusus  dalam  dunia  ke  arsitekturan,  sejak lama  bahkan  sejak  manusia  pertama  kali bermukim  di luar  gua  dan  mulai  membuat suatu tipologi bagi arsitektur vernacular . Bangunan  sebagai  salah  satu  identias dari arsitektur diharapkan mampu eksis/bertahan  hingga  sekarang  atau  tetap terjaga  keberlanjutannya.  Bangunan  yang terjaga  keberlanjutannya  adalah  bangunan yang  telah  teruji  terhadap  faktor-faktor lingkungan/iklim  dan  kebijakan  setempat ( local  wisdom ).  Salah  satu  indikator keberhasilan  bangunan  dalam  menjaga keberadaannya  adalah  pemakaian  energi yang efisien atau hemat energi.

## TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui  sistem  kerja  ventilasi  alami pada bangunan beriklim tropis.
2. Mengaplikasikan  prisnip  kerja  ventilasi alami  guna  memperoleh  kenyamanan thermal pda bangunan beriklim tropis.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Iklim Tropis
Pembagian  iklim  yang  biasa  dikenal berdasarkan  iklim  Koppen  dengan  dasar parameternya  adalah  rata-rata  suhu  dan curah hujan bulanan dan tahunan. Klasifikasi iklim Koppen di  muka bumi  dibagi  menjadi 5 (lima) tipe yaitu :
1. Tipe Iklim A  : Iklim hujan tropis
2. Tipe Iklim B  : Iklim kering
3. Tipe Iklim C  : Iklim sedang yang dipengaruhi lautan
4. Tipe Iklim D  : Iklim sedang yang dipengaruhi daratan
5. Tipe Iklim E  : Iklim kutub Untuk  wilayah  Indonesia  termasuk  pada daerah yang memiliki iklim tropis 2 musim, yaitu  musim  panas  dan  musim  hujan. Berikut  dapat  dilihat  beberapa  unsur  iklim sesuai dengan iklim tropis.
Untuk iklim tropis, kecenderungan temperatur  bulanannya  tidak  mengalami fluktuasi  yang  besar.  Sebagai  contoh  kita dapat  melihat  perbandingan  suhu  rata-rata untuk  daerah  tropis,  contohnya  Manado, Indonesia.  Suhu  tertinggi  terjadi  pada  bulan Agustus – Oktober dengan besaran 31°C dan suhu  terendah  terjadi  pada  bulan  Januari  – Maret sekitar 22°C.
Sementara  untuk  curah  hujan    terjadi sepanjang  tahun,  dengan  curah  hujan tertinggi  pada  bulan  Januari  sekitar  375mm dan yang terendah terjadi sepanjang Agustus – September yang hanya berkisar 130mm.
Untuk  lamanya  penyinaran  matahari dapat  dilihat  pada  gambar  3.  Penyinaran matahari  terjadi  sepanjang  sepanjang  hari walaupun  ada  bulan-bulan  tertentu  yang dipengaruhi dengan keberadaan awan,
seperti pada bulan Januari dan Februari yang memiliki tingkat penyinaran matahari paling sedikit. Sementara pada bulan Agustus merupakan durasi penyinaran matahari yang paling banyak sehingga dapat
menggambarakan bahwa pada bulan tersebut keadaan  langit  sangat  cerah  dengan  hanya sedikit awan yang menutupi.
Dengan adanya unsur-unsur dalam iklim seperti  ini  sangat  mempengaruhi  berbagai aspek  kehidupan  termasuk  dalam  bidang arsitektur.  Dimana  pengaruh  dari  masing- masing  unsur  tersebut  dalam  perancangan arsitektur  juga  tak  terlepas  dari  letak geografis, topografi, ketinggian dan keadaan dari permukaan bumi
Gambar 1. Temperatur Suhu Rata-Rata Bulanan Sumber : BMKG Manado, 2012
Gambar 2. Durasi Waktu Penyinaran Matahari
Sumber : BMKG Manado, 2012

## PEMBAHASAN
APLIKASI

## PENGHAWAAN ALAMI PADA BANGUNAN
Ventilasi (berasal  dari  bahasa  latin, Ventus )  yang  berarti  aliran  udara,  baik  di ruang  terbuka  maupun  di  ruang  tertutup  (di dalam  ruangan).  Dalam  konteks  sains bangunan, istilah ventilasi disamakan artinya dengan  istilah  penghawaan. Penghawaan alami adalah  proses  pergantian  udara ruangan  oleh  udara  segar  dari  luar  ruangan tanpa
bantuan
peralatan mekanik.
Pergantian  udara  per  jam ( ACH,  Air Change per Hour ) adalah jumlah pergantian seluruh  udara  di  dalam  ruangan  dengan udara segar dari luar setiap jamnya.
Slah satu unsur iklim yang berpengaruh  dalam  rancangan  bangunan adalah  angin  atau  udara  yang  bergerak. Gerakan  angin  bisa  terjadi  karena  dua  hal, yaitu  :  karena  adanya  perbedaan  tekanan udara  dan  karena  adanya  dorongan  massa udara.  Untuk  membedakan  kedua  hal tersebut,  maka  dapat  dirumuskan  dengan Hukum gas ideal :
P V = n R T = konstan Dimana : P = Tekanan udara V = Volume udara n = Jumlah mol gas (udara)
R = Konstanta gas T = Suhu udara
Beberapa  hal  yang  terkait  antara  angin dan rancangan bangunan adalah :
1. Bentuk  dasar  massa  bangunan.  Untuk mengantisipasi  beban  tekanan  angin, maka  bentuk  massa  bangunan  harus menyesuaikan diri dengan besar kecilnya  tekanan  angin  yang  ada  di lokasi tersebut yang dapat mengakibatkan keruntuhan struktur bangunan. 2. Susunan  massa  bangunan  pada  suatu kawasan.
Untuk mengantisipasi
pembelokan  atau  pengarahan  angin yang  sangat  besar  di  suatu  kawasan dapat menyebabkan pusaran atau turbulensi angin di sekitar bangunan.
3. Penghawaan alami membutuhkan kecukupan  angin  untuk  memperoleh kenyamanan, kesehatan dan
pendinginan  ruangan  secara  alami.
Namun perlu antisipasi bagi aliran angin yang terlalu besar karena dapat mengakibatkan  ketidak  nyamanan  dan kurang sehat bagi penghuni bangunan.
Adapun  kegunaan  Penghawaan  alami pada  suatu  bangunan  dapat  diklasifikasikan menjadi tiga bagian, yaitu :
1. Fungsi  kesehatan  :  pertukaran  udara kotor  oleh  udara  bersih  agar  ruangan yang  diberi  ventilasi  tetap  terjaga kebersihan dan kesehatannya.
2. Fungsi  kenyamanan  :  meninhgkatkan kenyamanan  thermis  manusia  melalui proses  evaporasi  (penguapan)  keringat pada kulit tubuh manusia.
3. Fungsi  pendingin  ruangan  :  membantu menjaga  suhu  suatu  ruangan  agar  tidak terus  meningkat  terlalu  tinggi  sebagai akibat  dari  pemanasan  dari  alat-alat listrik  dan  mekanik  serta  akibat  dari radiasi matahari.
Oleh karena itu, penghawaan alami perlu diusahakan agar :
1. Tersedia  udara  luar  yang  sehat  (bebas dari bau, debu dan polutan lainnya yang mengganggu).
2. Suhu  udara  luar  tidak  terlalu  tinggi (maksimal 28 0 C).
3. Tidak  banyak  bangunan  sekitar  yang akan menghalangi aliran udara horizontal (sehingga angin dapat berhembus dengan lancar).
4. Lingkungan tidak bising.
Panas  yang  terukur ( sensible  heat ) merupakan  pergerakan  beberapa  molekul secara  acak  yang  lebih  besar  mampu menyebabkan perubahan suhu. Pengurangan maupun penambahan panas akan menyebabkan suatu zat mengalami
perubahan suhu tanpa mengalami perubahan fase. Panas  yang  terpendam ( latent  heat ) merupakan tenaga yang sangat nyata namun tidak  dapat  diukur  dan  menyebabkan perubahan fase materi. Pengurangan maupun penambahan panas akan menyebabkan suatu zat  berubah  fase  tanpa  adanya  perubahan suhu.  Sedangkan Enthalpy adalah  jumlah panas  total  yang  dibutuhkan  oleh  suatu  zat untuk naik dari satu suhu ke suhu yang lebih tinggi  dan  merupakan  hasil  penjumlahan panas laten dengan panas sensible.
Diagram  psychrometric ( psychrometric chart )  adalah  diagram  yang  menunjukkan suatu  hubungan  antara  suhu,  kelembaban udara, enthalpy dan kandungan uap air.
Gambar 3. Diagram Psychrometric
Sumber : Lechner, N., (2000), Heating, Cooling, Lighting, Second Edition (terjemahan)
Zona  nyaman ( comfort  zone )  adalah zona atau wilayah dalam diagram psychrometrict  yang  menunjukkan  kondisi komposisi udara yang memiliki kenyamanan thermis untuk manusia di suatu daerah.
Sistem  ventilasi  alami  dapat  diuraikan menjadi beberapa bagian, yaitu :
1. Sistem ventilasi silang ( cross ventilation ) . Sangat  dianjurkan  untuk  diterapkan pada  khususnya  di  daerah  tropis lembab.  Sistem  ventilasi  silang  berarti terjadi  lintasan  aliran  angin  yang menembus  suatu  ruangan  bangunan
tanpa  halangan  berarti.  Angin  dari  luar menembus  /  melintasi  suatu  ruangan kemudian segera keluar lagi.
Gambar 4. Aplikasi Ventilasi Silang Pada Bangunan
Sumber : Sangkertadi., (2006), Fisika Bangunan Untuk Mahasiswa Teknik, Arsitektur dan praktisi
2. Sistem ventilasi cerobong ( stack
effect ) .
Sistem  ventilasi  cerobong  merupakan sistem  ventilasi  yang  diarahkan  secara vertikal  bahkan  sampai  melintasi  atap bangunan.  Secara  alamiah,  prinsip
ventilasi cerobong lebih banyak
disebabkan adanya faktor “hisapan” dari bagian  atas  yang  dapat  terjadi  karena adanya  perbedaan  tekanan  udara  yang cukup  besar  antara  bagian  atas  dan bagian bawah.
Gambar 5. Aplikasi Ventilasi Cerobong Pada Bangunan
Sumber : Sangkertadi., (2006), Fisika Bangunan Untuk Mahasiswa Teknik, Arsitektur dan praktisi

## 3. Sistem ventilasi bolak balik
Sistem  ventilasi  bolak  balik  dapat terjadi  pada  suatu  ruangan  dimana hanya  terdapat  satu  sisi  bukaan  saja. Prinsip  ventilasi  bolak  balik  hanya terdapat satu sistem sisi tempat kedudukan  bukaan.  Pada  sisi  yang bersangkutan  dapat  diterapkan  satu bukaan  maupun  beberapa  bukaan  angin
akan bersirkulasi dalam ruangan.
Sesuai  dengan  hakikatnya,  kualitas ventilasi  alami  sangat  tergantung  pada kualitas udara lingkungan.
Kualitas  udara  yang  ada  pada  ruangan ( indoor air quality, IAQ ) merupakan kondisi kandungan  udara  di  dalam  ruangan  yang dapat mempengaruhi kesehatan dan kenyamanan  penghuni  suatu  bangunan.
Udara  tersusun  dari  nitrogen  78  %,  oksigen 20,95  %,  argon  0,93  %,  karbon  dioksida 0,038 %, uap air 1 % dan gas lain-lain 0,002 %.  Peningkatan kandungan zat-zat ke udara tentu  tidak  bisa  dihindari  dan  memang diperbolehkan  sampai  pada  titik  tertentu. Jika  telah  melampaui  batas  titik  tersebut, maka  udara  akan  menjadi  tidak  sehat  atau bahkan berbahaya.
Unsur-unsur  tambahan  yang  berpotensi mengganggu  itu  disebut  dengan Polutan . Gejala gangguan kesehatan akibat
penghawaan  bangunan  yang  buruk  disebut dengan sick building syndrome .

## KESIMPULAN
Bangunan pada area yang beriklim tropis yang  direncanakan  dengan  memanfaatkan iklim sebagai alasan primer (utama) haruslah tepat agar
mampu
menyelesaikan
permasalahan yang berkaitan dengan
perubahan  iklim  yang  terjadi  akibat  dari siklus iklim
Iklim  sangat  berpengaruh  bagi  arsitektur suatu bangunan, oleh karena itu perencanaan suatu  bangunan  juga  harus  sinergis  dan sejalan  dengan  iklim  yang  ada  di  wilayah tersebut.  Perbedaan  iklim  yang  ada  di belahan  bumi  ini  ikut  mempengaruhi perbedaan  karakter/ciri  khas  dari  arsitektur bangunan pada masing-masing wilayah.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terimakasih  setinggi  tingginya saya sampaikan kepada :
1. Bapak Dr. H. Azis Rachman, ST., MM. sebagai  Ketua  STITEK  Bina  Taruna Gorontalo  yang  telah  memberi  ruang dan  kesempatan  untuk  memasukkan artikel ilmiah ini ke jurnal RADIAL.
2. Bapak  M.  Imran  Daud  Kalamang,  ST. sebagai  Wakil  Ketua  STITEK  Bina
Taruna Gorontalo yang telah membimbing  dalam  penulisan  artikel ilmiah ini.
3. Kepada  para  dosen  program  studi arsitektur STITEK Bina Taruna Gorontalo yang telah membantu peneliti
dalam  proses  penulisan  artikel  ilmiah ini.

## CATATAN AKHIR
1. Iklim  tropis  yang  ada  di  salah  satu belahan bumi ini juga turut andil dalam memberi  nuansa  karakteristik  arsitektur dunia.  Namun,  perlu  diperhatikan  juga tentang pemanfaatan suatu ruangan atau bangunan  agar  mampu  dimaksimalkan oleh  penghuni  bangunan  secara  hemat, efektif  dan  berkesinambungan  dengan nilai nyaman, sehat dan segar.
2. Pada  hakekatnya,  iklim  tropis  memiliki kelebihan  maupun  kekurangan.  Untuk tetap memberikan
kenyamanan, kesehatan  dan  ruangan  yang  segar, maka  dibutuhkan  ventilasi  sebagai sistem dan pengatur aliran udara. Dalam hal  ini,  ventilasi  alami  merupakan  cara perpindahan  udara  kotor  yang  ada dalam  ruangan  dengan  udara  bersih yang  ada  di  luar  ruangan  secara  alami dengan persyaratan tertentu.

## DAFTAR PUSTAKA
Frick,  H.,  dkk.,  (2007), Ilmu  Fisika Bangunan, Seri Konstruksi Arsitektur  8 ,  Kanisius,  Jakarta, Indonesia.
Imran,  Mohammad,  (2010), Bahan  Ajar Sains  Bangunan ,  STITEK  Bina
Taruna Gorontalo, Indonesia. Lechner,  N.,  (2000), Heating,  Cooling, Lighting, Second Edition (terjemahan), Rajagrafindo Persada, PT,. Jakarta, Indonesia. Mangunwijaya,  Y.B.,  (1988), Pengantar Fisika Bangunan, Jembatan, Jakarta. Sangkertadi.,  (2006), Fisika  Bangunan Untuk Mahasiswa Teknik, Arsitektur  dan  praktisi ,  Pustaka
Wirausaha Muda, Bogor.
Satwiko, P., (2008), Fisika Bangunan , Andi, Yogyakarta