Abstrak — Sektor industri kini menjadi sektor andalan negara untuk mendongkrak kegiatan perekonomian yang berpengaruh besar terhadap tingkat kemakmuran rakyatnya. Industrialisasi merupakan fenomena yang umum terjadi dalam prosesnya, pembukaan lahan baru untuk pembangunan infrastruktur industri kini mulai marak dijalankan. Parahnya, konversi lahan mulai merambah pada alih fungsi lahan produktif, hal ini akan menimbulkan permasalahan baru yakni penurunan kuantitas hasil pangan yang rentan mempengaruhi ketahanan pangan. Selain itu dampak lain dari kehadiran industri di area pertanian adalah adanya polutan yang dilepaskan ke lingkungan sekitarnya sehingga berdampak buruk bagi kesehatan warga sekaligus menurunkan kualitas tanaman pangan.  Dengan menggunakan scenario based design dan pendekatan dystopia, penulis merancang sebuah gagasan baru mengenai bentuk pertanian di masa mendatang menanggapi isu industrialisasi. Berbasis  Shared Socioeconomic Pathway (SSP) dengan titik acuan waktu pada tahun 2100, rancangan menjadikan skenario tersebut menjadi threats  yang harus dihadapi oleh pertanian dan berperan dalam proses developing concept. Rancangan skyfarming merujuk pada prinsip-prinsip fisika, kinerja benda sekitar seperti xylem dan floem, preseden-preseden baik terbangun maupun belum terbangun, sekaligus teknologi yang mungkin diwujudkan di masa mendatang. Rancangan ini menjadi salah satu contoh bagaimana arsitektur mampu melahirkan bentuk baru dari pertanian melalui respon skenario distopia di masa depan.
Kata Kunci — Distopia, Industrialisasi, Pertanian, Skenario,
Skyfarming .

## I. PENDAHULUAN
EMAMPUAN  sektor industri dalam mengolah suatu input bahan baku mentah menjadi memiliki nilai tambah lebih dan kemampuannya dalam menyerap tenaga kerja dalam jumlah yang besar, menjadikan posisi sektor industri semakin  dikedepankan  dan  tak  jarang menggeser pengembangan sektor primer lain. Eksternalitas sering terjadi dalam sektor industri, mengakibatkan pihak luar seperti  masyarakat  tidak  sepenuhnya  terlibat  dalam pengambilan keputusan yang berdampak besar terhadap keseharian. Pada konteks tapak, seperti yang bisa dilihat pada Gambar 1 tapak dikepung oleh area industri. Jenis industri secara spesifik adalah industri produksi hasil tembakau khususnya rokok. Karena industri tembakau khususnya produk rokok. Berkontribusi besar terhadap penerimaan cukai yakni sekitar 97 persen perkembangannya industri di sekitar area pertanian (tapak) menjadi sangat masif, mencapai 2080% dalam kurun waktu kurang dari 50 tahun Gambar 1. Selain kondisinya yang  terancam masalah industrialisasi, tapak juga menerima dampak lain dari industri yang ada
disebelahnya, berbagai polutan dan limbah mencemari sumber daya yang harusnya dibutuhkan oleh tanaman dalam prosesnya sebelum dipanen. Dari segi sumber daya air, didapati warga ada mengeluhkan jika musim penghujan datang beberapa titik sungai akan meluap dan, cemarannya dapat merusak lahan pertanian (namun luapan ini tidak terjadi pada area tapak), dapat diindikasikan bahwa air sungai mengandung zat yang kurang baik dampaknya bagi tanaman. Dari segi ketersediaan udara bersih, pengolahan tembakau berpeluang  menghasilkan residu yang mengandung bahan berbahaya misalnya B-a-P (benzo-a-pyrene), TSNA (tobacco specific nitrosamine), abu sisa pembakaran, serta debu tembakau. Ditambah lagi jika proses pengolahan masih melibatkan penggunaan batu bara pada tungku pembakaran jenis gasifikasi maka udara akan tercemar zat SO2 yang dilepas bersama bersama asap dari cerobong pabrik dan berakibat terjadinya hujan asam, juga gas CO, NO2, NO, dan lain-lain yang dihasilkan meracuni lingkungan [1] Dampak- dampak tersebut memantik munculnya permasalahan desain baru mengenai bagaimana arsitektur mampu menjadi katalis untuk mempertahankan fungsi pertanian ditengah industrialisasi yang semakin liar namun dengan tetap berorientasi pada keberlanjutannya di masa mendatang melalui keterlibatan skenario konteks yang telah diprediksi akan terjadi.

## II. METODE DESAIN
Proses  perancanan  menggunakan  salah  satu  kerangka berpikir desain dalam buku Revealing Architecture Design, Methods, and Framework yakni concept-based framework [2]. Pemilihan framework tersebut karena didasarkan pada fokus  rancangan  dengan framing isu  pertanian  yang kemudian di breakdown bagaimana hypothesis yang akan terjadi,  kondisi  yang  sedang dan  akan  terjadi  pada  tapak dijadikan  sebagai  alat  bantu  dalam  membangun  konsep rancangan  menanggapi hypothesis yang  diperkirakan. Selanjutnya  proses  desain  dilakukan  dengan  pendekatan distopia  dan scenario  based  design menentukan  konsep desain spesifik yang akan dibahas pada sub bahasan poin selanjutnya.

## A. Dystopian Approach
Distopia erat kaitannya dengan pesimisme masa depan, karena  kondisi  mandatang  yang  sangat  bergantung  pada fenomena yang saat ini terjadi [3].  Dalam perancangan ini dikaitkan  dengan  pemikiran  bagaimana  isu  desain  tidak segera  ditangani,  maka  kondisi  di  masa  depan  dapat diprediksi  kian  memburuk.  Distopia  diposisikan  dalam membantu menyusun skenario setting dari arsitektur yang

## Desain Skyfarming : Area Produksi Pertanian Futuristik pada Lahan Produktif yang Terindustrialisasi
Devi Novita Sari dan Fenty Ratna Indarti Departemen Arsitektur, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail : fenty.ratna@arch.its.ac.id
K
akan dirancang, sehingga memunculkan hipotesis yang akan mendevelope  sebagian  besar  konsep  rancangan  sesuai skema pada Gambar 2.

## B. Scenario Based Design
Salah satu cara untuk membantu desainer membayangkan masa depan berlangsung, fungsi dan kinerja  apa  yang terbentuk  dari  sebuah  bangunan  adalah  dengan menetapkan berbagai skenario kunci untuk penggunaan bangunan di masa mendatang sepanjang siklus hidup yang  dikehendaki  [ 4 ] . Pada perancangan, skenario yang digunakan berasal dari dua konteks waktu, konteks waktu sekarang dan konteks waktu masa depan Gambar 3. Skenario dalam konteks waktu sekarang berasal dari analisis pada tapak dan ditemukan beberapa skenario yang harus dihadapi diantaranya industri yang invasif dan lahan pertanian produktif yang semakin habis. Sementara itu pada konteks waktu masa mendatang, perancang mendasarkan pada shared socioeconomic pathway (SSP) yang dirumuskan oleh tim ilmuwan iklim internasional, ekonom, dan pemodel sistem energi. SSP yang digunakan adalah SSP 1-2.6 dimana terdapat beberapa masalah iklim global seperti kenaikan suhu global 1.8 derajat celcius, pekatnya pencemaran udara, hingga masalah yang erat kaitannya dengan pertanian seperti tidak terprediksinya musim penghujan dan kemarau serta langkanya air bersih seperti pada Gambar 3.
C. Rationalist Approach: Performance Form and Precedent: Transformation Of Specific Model.
Rancangan dikembangkan melalui studi lebih lanjut mengenai cara kerja mendetail beberapa objek dan hal lain yang berkaitan dengan konsep rancangan, serta tinjauan
terhadap studi preseden yang memiliki konteks menyerupai rancangan hal ini sesuai salah satu metode desain performance form and precedent [5]. Pada Gambar 4 disajikan skema proses desain perancang yang menggunakan inventorying technique dengan mindmapping preseden serta literatur dengan konteks serupa untuk mencari kriteria rancang dari desain. Setelah melakukan mindmapping seperti yang tertera pada Gambar 5, didapatkan 3 poin kriteria yang harus terpenuhi dalam desain: mengenai microclimate , pemaksimalan penerimaan sinar matahari, dan pengoptimalan area tanam, lebih detailnya bisa dibaca pada Tabel 1.

## III. HASIL DAN EKSPLORASI

## A. Geometri dan Form
Berdasarkan kriteria desain bentuk yang dicari untuk area tanam adalah bentuk yang memiliki volume besar dengan luas  permukaan  yang  lebih  kecil  untuk  memaksimalkan ruang  dan  mengurangi  beban  struktur  untuk  menopang permukaan. Pencarian geometri dilakukan dengan mencari data mengenai volume to surface ratio Gambar 6.  Pada bangun ruang, dan didapat bentuk bola spherical memiliki volume  ruang  yang  sebanding  dengan  bangun  ruang  lain namun  dengan  luas  permukaan  yang  kecil  [6].  Seperti diagram  pada  Gambar  7,  Bentuk  spherical  juga  mampu menerima cahaya matahari dengan lebih merata karena tidak memiliki  sudut  sekaligus  mampu  mengalirkan  air  hujan sehingga tidak menggenang. Pada awal kriteria desain juga menginisiasi  ide  bahwa  area  tanam  bisa  diletakkan  di ketinggian yang lebih tinggi dari area sekitar untuk dapat
Gambar 1. Konteks Tapak pada Rancangan dan Isu Industrialisasi yang Dihadapi oleh tapak.
Gambar 2. Concept-based Framework sebagai Kerangka Rancang yang Digunakan dan Posisi Pendekatan Distopia pada Kerangka Rancang.
Gambar 3. Proyeksi Isu yang Dihadapi Tapak Berdasar Kondisi Eksisting dan Skenario Prediksi SSP.
Gambar 4. Skema Proses Desain.
meminimalkan paparan polutan yang datang dari cerobong asap  pabrik  yang  tepat  berada  di  sebelah  lahan  seperti ilustrasi ide awal pada Gambar 8.
B. Sistem Kerja
Ide awal skyfarming yang mampu melayang kemudian perancang  adaptasikan  dengan  prinsip  kerja  balon  udara sebagai  studi  preseden.  Balon  udara  menggunakan perbedaan massa jenis gas didalamnya untuk membuatnya bisa mengapung di udara. Hal ini akan jauh lebih sederhana daripada menggunakan rekayasa mekanik  untuk mengangkat massa ke udara, untuk itu selanjutnya dilakukan studi mengenai jenis gas yang dapat digunakan sebagai gas pengisi skyfarming . Dari hasil eksplorasi pada tabel 2, didapati gas yang  paling  optimal  dari  segi  keamanan,  keselamatan pengguna, dan tidak merusak tanaman ialah gas Helium, gas inilah yang dipilih sebagai gas pengisi oleh perancang. Ketika masa tanam, skyfarming akan  dalam mode melayang seperti pada ilustrasi di Gambar  8, sementara ketika masa panen dan maintenance skyfarming akan  mendarat  pada  struktur dock penyangganya.

## C. Struktur dan Material Skyfarming
Sesuai dengan kriteria rancang, material yang digunakan harus  mampu  mentransmisikan  cahaya  matahari  sebaik mungkin  untuk  keperluan  fotosintesis  tanaman  sekaligus
digunakan  sebagai  sumber  daya  alternatif  elektrikal rancangan. Sifat yang dimiliki material harus ringan untuk mengurangi beban struktural yang harus diangkat oleh gas Helium.  Dari  hasil  eksplorasi,  perancang  memilih menggunakan Ethylene Tetrafluoroethylene (ETFE) seperti pada  Gambar  9.  Alasan  utama  pemilihan  material  ETFE dibandingkan kaca adalah karena beratnya yang jauh lebih ringan, memiliki ketahanan suhu yang baik dengan  titik leleh yang  tinggi  sekitar  270  derajat  celcius,  recyclable,  tahan cuaca, memiliki usia pakai yang panjang >30 tahun, mengkonsumsi  energi  lebih  rendah  daripada  kaca.  ETFE digunakan sebagai material selubung rangka skyfarming .

## D. Struktur dan Material Penyangga
Struktur  yang  menopang skyfarming dikategorikan menjadi dua jenis yakni struktur fix yang berfungsi untuk menghubungkan skyfarming ke  dasar  tanah  dan  struktur adjustable. Struktur fix merupakan struktur yang berfungsi sebagai dock pendaratan skyfarming yang sekaligus berfungsi untuk menyangga dan menyalurkan pembebanan ke pondasi, memberi ruang untuk vertical transportation, dan sekaligus saluran plumbing . Struktur fix menggunakan  sistem shear wall dan core Gambar 10.  berongga yang biasa digunakan dalam  bangunan  gedung  bertingkat  dengan  material  utama beton komposit. Sementara itu struktur adjustable berfungsi
Tabel 1.
Proses Kriteria Desain  dan Penerapannya pada Rancangan Skyfarming. Kriteria Aplikasi Konsep K1  Mampu mengatur microclimate secara mandiri untuk mempertahankan kondisi yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh. Adanya  barrier terutama area tanam untuk melindungi dari iklim luar yang ekstrim. Menerapkan smart farming. K2  Mampu menangkap sinar matahari semaksimal mungkin dan menyebar pada area tanam untuk membantu fotosintesis tanaman, sinar matahari sekaligus untuk dikonversikan sebagai electricity. Pada area tanam menggunakan material yang dapat ditembus oleh sinar matahari. Form area tanam memiliki volume yang besar dengan permukaan minimum untuk memaksimalkan ruang dan mengurangi beban struktur untuk menopang permukaan
Area tanam berada di ketinggian yang lebih tinggi dari area sekitar dan arah datang asap pabrik. K3  Pemaksimalan area tanam sehingga mampu meningkatkan hasil produksi pertanian. Penaatan bentuk massa memprioritaskan pada fungsi plant production namun berpusat pada sistem. Seminimal mungkin dalam penggunaan sumber daya air dan tanah melalui sistem pertanian soil-less yang dipilih. Tabel 2. Daftar Opsi Gas Pengisi dan Karakternya. Gas Karakter Massa Jenis Hidrogen  Reaktif terhadap api, mudah meledak, kesediannya melimpah, berpengaruh terhadap pH 0.009kg/m3 Helium Non-reaktif Valensi kimia=0, tidak reaktif dalam kondisi normal, tidak berpengaruh terhadap sifat kimia makanan, mahal, butuh prosedur keselamatan kerja khusus agar tidak terhirup 0.1785kg/m3 matahari. Kalsium Karbida Rentan Api 1.1kg/m3 (asitilena) Gambar 5. Proses Mindmapping dan Review Literatur Preseden.
Gambar 6. Grafik Platonik Perbandingan Volume dengan Luas Permukaan pada Beberapa Geometri Dasar.
layaknya saluran xylem dan floem pada tanaman yakni untuk menyalurkan nutrient dan air  ke sprayer yang ada di dalam skyfarming dan juga sebagai pipa supply helium.Material yang digunakan adalah Polimer 2DPA-1, material yang saat ini masih dalam tahap pengembangan yang memiliki karakter sekokoh baja namun seringan plastik Gambar 9.

## E. Metode Penanaman Jenis Tanaman
Mempertimbangkan  pembebanan  pada skyfarming sekaligus  memenuhi  kriteria  desain  poin  3  dimana skyfarming menggunakan  seminimal  mungkin  air,  sistem pertanian  yang  dipilih  adalah soil-less  system .  Selain  itu keuntungan dari soil-less system adalah hasil jauh lebih tinggi 3-20x lipat dibandingkan dengan  sistem konvensional, kons umsi  air  hanya  sekitar  10%  dari  kebutuhan  sistem konvensional, tanaman lebih sehat dan hampir bebas penyakit serta tumbuh 30-50% lebih cepat.  Metode pertanian yang digunakan dalam skyfarming adalah  metode  aeroponik dengan  pertimbangan  utama  instalasi  yang lebih ringan karena nutrien tidak dialirkan dengan air  namun menggunakan droplet/mist yang  disemprotkan,  sehingga berdampak  pada  instalasi  yang  lebih  ringan.
Aeroponik juga memiliki keuntungan lain seperti tanaman yang dihasilkan 30 lebih besar daripada  tanaman hidroponik, penyerapan makronutrien yang lebih optimum,  dan  95% hemat air, 85% hemat fertilizer dibanding kan dengan metode
penanaman  konvensional.  Rak-rak aeroponik disusun dari pipa berjajar dalam posisi vertikal  yang dirangkai menjadi satu modul, satu unit pipa mampu  menampung  beberapa tanaman seperti pada Gambar 11.

## F. Jenis Tanaman
Jenis tanaman yang dipilih merupakan tanaman yang bisa dikembangkan  dengan  metode  aeroponik.  Kebanyakan tanaman berjenis buah dan sayur, Pengkategorian tanaman didasarkan pada tiga aspek yakni masa tanam, kebutuhan temperatur, dan kebutuhan kelembaban (lebih jelasnya ada pada  Gambar  12.    Hal  tersebut  ditujukan  untuk mempermudah  pengaturan microclimate di dalam skyfarming dan  mempermudah  menentukan  penjadwalan maintenance .

## G. Ketinggian Maksimum
Kalkulasi  ketinggian skyfarm dihitung  menggunakan rumus  yang  merelasikan  ketinggian  dengan  suhu  dan kelembaban  udara.  Bertujuan  untuk  memperkirakan ketinggian maksimum skyfarm yang masih bisa ditoleransi oleh tanaman yang berada di dalamnya.

## H. Aplikasi Holistik Pada Rancangan
Pertanian  yang  diterapkan  pada  rancangan  dapat dikategorikan  sebagai controlled  environment  agriculture (CEA)  yang  memadukan  tiga  unsur  di  Gambar  14  yakni
Gambar 7. Diagram Form Terpilih.
Gambar 8.  Ilustrasi Ide Awal Skyfarming.
Gambar 9. Material pada Skyfarming. Gambar 10. Struktur pada Skyfarming.
Gambar 11. Konsep Aeroponik Vertikal.
Gambar 12. Kategorisasi Tanaman yang Akan Ditanam pada Skyfarming.
tanaman, teknologi, dan microclimate sebagai sesuatu yang direkayasa. Kelebihan dari CEA adalah tingkat pertumbuhan dan  hasil  tanam  yang  bisa  diprediksi,  mengurangi ketergantungan pada bahan kimia, dan hemat sumber daya (70%-95% lebih hemat air daripada sistem biasa). Seluruh tanaman diletakkan pada bagian bola skyfarming yang rapat susunan  rangka  dan  selubungnya  untuk  menghalangi pengaruh dari lingkungan luar Gambar 15. Material ETFE yang  menyelubungi  berfungsi  menransmisikan  cahaya matahari  sebagai  kebutuhan  utama  tumbuhan  dalam berfotosintesis.  Perlengkapan  yang  diperlukan  untuk mengontrol  iklim  mikro  didalam skyfarming diantaranya LED  Grow  lights,  heater,  dehumidifier,  humidifier,  CO2 enrichment, dan air cooler yang diletakkan di dalam bola skyfarming. Perlengkapan penunjang lain seperti tangki air, tangki nutrien, dan pompa diletakkan didalam docking yang didukung dengan ruang utilitas.
Dapat dilihat massa skyfarming memungkinkann untuk di overlapping dengan bentuk arsitektural lain di lantai dasarnya asal memiliki akses yang baik untuk sirkulasi dan perpipaan lihat Gambar 16. Antar skyfarming dengan skyfarming lain juga  dapat  dihubungkan  dengan  jalur  sirkulasi  untuk
mempermudah perpindahan pengguna. Hasil  akhir  rancangan skyfarming dan  kedudukannya dengan area industri di sekitarnya dapat dilihat pada Gambar 17. Kemudian penerapan material serta teknologi penunjang dapat  dilihat  pada  Gambar  18.  Terakhir  pada  Gambar  19 disajikan  interior skyfarming yang  menampilkan  petani dengan pakaian khusus, hal itu memang diperlukan ketika operasional untuk melindungi petani dari paparan  gas helium yang tidak baik bagi saluran pernafasan manusia.

## IV. KESIMPULAN
Melalui permasalahan yang telah dirumuskan, yaitu bagaimana kejenuhan masyrakat dalam melakukan rutinitas sehari-hari, terutama di kota metropolitan seperti Jakarta yang memiliki tingkat stress masyarakat urban yang tinggi, maka hal tersebut bisa direspon secara arsitektural dengan penyediaan kualitas spasial yang baik serta menimbulkan dampak psikologis yang positif bagi penggunanya.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, terdapat berbagai macam cara untuk menghadirkan kualitas spasial yang positif dengan mulai untuk memahami sudut pandang
Gambar 13. Kalkulasi Ketinggian Maksimum s kyfarm.
Gambar 14. Konsep Controlled Environment Agriculture.
Gambar 15. Gambar Potongan Rancangan.
Science & Technology Microclimate Gambar 16. Gambar Tampak Rancangan. Gambar 17. Visualisasi Skyfarm dengan Neighborhood.
Gambar 18. Gambar Perspektif dan Deetail Maaterial.
Gambar 19. Visualisasi Interior Skyfarm.
pengguna, apa yang mereka inginkan dan rasakan, serta melalui serangkaian uji coba terhadap perilaku dan pergerakan masyarakat pada ruang publik  .Objek rancang mencoba untuk mengintegrasinya dengan konteks wilayah di Kota Jakarta yang memiliki pertumbuhan ekonomi yang tinggi, kehidupan urban yang terus berkembang, dan memanfaatkan kepadatan dan ritme masyarakat dalam beraktivitas dan berpindah tempat.
Melalui tahapan desain force base framework , berbagai macam permasalahan ini ditranslasi dalam bentuk force yang dapat berupa tantangan yang harus diselesaikan (constraint) dan force yang berupa informasi atau nilai plus yang bisa dimanfaatkan dalam perancangan selanjutnya (asset ), juga dibantu oleh pendekatan dan teori pendukung yang membentuk prinsip desain yang kuat.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  S. Tirtosastro and D. A. S. Murdiyati, “Pengolahan Daun Tembakau dan Dampaknya Terhadap Lingkungan,” Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri , vol. 3, no. 2, pp. 80–88, 2011.
[2]  P. D. Plowright, Revealing Architectural Design Methods, Frameworks and Tools . Newyork: Routledge, 2014.
[3]  E. Comino, M. Molari, and L. Dominici, “La Città cheinvita La Natura. Progettare in collaborazione con il verde verticale,” AGATHÓN-International Journal of Architecture , pp. 112–123, 2021, doi: 10.19229/2464-9309/9112021.
[4]  B. Eilouti, “Scenario-based design: New applications in metamorphic architecture,” Frontiers of Architectural Research , vol. 7, no. 4, pp. 530–543, Dec. 2018, doi: 10.1016/j.foar.2018.07.003.
[5]  K. Jormakka, Oliver Schürer, and Dörte Kuhlmann, Basics Design Methods . Berlin, Boston: Birkhäuser, 2014. doi: doi:10.1515/9783035612387.
[6]  David K, “Graphical relationship of Surface Area against Volume with Platonic solids,” Aug. 30, 2019. https://math.stackexchange.com/q/3338745