Volume 06, Nomor 03, edisi Juli; 2022; hal 332-349

## IMPLEMENTATION OF DYNAMIC FACADE USING TEMPERATURE SENSOR TO INCREASE INDOOR THERMAL COMFORT
1 Thomas Raffael Kwa, 2 Wulani Enggar Sari ¹ Student in the Bachelor’s (S-1) Study Program in Architecture at Parahyangan Catholic University ² Senior lecturer in the Bachelor’s (S-1) Study Program in Architecture at Parahyangan Catholic University
Abstract - Facade is one of the elements in architecture that has a role in the thermal comfort of spaces in buildings. Facades have a variety of shapes and types that have their respective roles. As the development of facade technology can be developed with the help of mechanical engineering, industrial, and computer engineering. One of them is the dynamic  facade  of  the  Al  Bahar  building,  Abu  Dhabi,  which  uses  technology  such  as  computer  programming  to regulate the size of the facade's opening to the climate which is read by heat sensors which has the effect of reducing heat on the building's interior and reducing energy for artificial ventilation / air conditioning purposes.The shape of the triangle folds that are designed can close and open fully for visual interest in the inner space. It is estimated that the  facade  is  able  to  reduce  more  than  50  percent  of  incoming  heat  and  reduce  the  need  for  air  conditioning  in buildings.
The purpose of this research is to study the workings of dynamic facades that use computer technology and also examine effective materials for use in Indonesia's tropical climate.
This  research  used  quantitative  and  experimental  methods  of  facade  mockup  design.  An  experiment  was made of facade mockups that were able to move similarly to the movements of the facade of Mashrabiya, Al Bahar, which required programs and computer coding to support movements that were adaptive to the surrounding climate.
Keywords: adaptive, dynamic, facade, thermal

## PENERAPAN DYNAMIC FACADE DENGAN SENSOR SUHU SEBAGAI UPAYA MENINGAKATKAN KENYAMANAN TERMAL RUANG DALAM
1 Thomas Raffael Kwa, 2 Wulani Enggar Sari ¹ Mahasiswa S1 Program Studi Arsitektur Universitas Katolik Parahyangan.
² Dosen Pembimbing S1 Program Studi Arsitektur Universitas Katolik Parahyangan.
Abstrak - Fasad merupakan salah satu elemen pada arsitektur yang memiliki peran terhadap kenyamanan termal ruang dalam  bangunan.  Fasad  memiliki  beragam  bentuk  dan  jenis  yang  mempunyai  peranannya  masin-masing.  Seiring berkembangnya  teknologi  fasad  dapat  dikembangkan  dengan  bantuan  teknik  mesin,  industri,  maupun  teknik komputer. Salah satunya adalah dynamic facade pada bangunan Al Bahar, Abu Dhabi yang menggunakan teknologi seperti computer programming untuk mengatur besar bukaan fasad terhadap iklim yang dibaca oleh sensor panas yang memiliki  dampak  pengurangan  panas  pada  ruang  dalam  bangunan  dan  pengurangan  energi  untuk  keperluan penghawaan buatan / penyejuk ruangan.Bentuk lipatan segitiga yang dirancang dapat menutup dan membuka secara penuh untuk kepentingan visual pada ruang dalamnya. Diperkirakan fasad tersebut mampu mengurangi lebih dari 50 persen panas yang masuk dan mengurangi kebutuhan pendingin udara dalam gedung.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  mempelajari  cara  kerja  dari  dynamic  facade  yang  menggunakan  teknologi komputer  dan  juga  meneliti  penggunaan  material  fasad  polikarbonat  dan  aluminium  yang  efektif untuk  digunakan
1 Corresponding Author: thomas.raffael22@gmail.com
dalam  fasad  dinamis  pada  iklim  tropis  Indonesia.Penelitian  menggunakan  metode  kuantitatif  dan  eksperimental rancangan  maket  fasad.  Dilakukan  eksperimen  pembuatan  maket  fasad  yang  mampu  bergerak  serupa  dengan pergerakan  fasad  Mashrabiya,  Al  Bahar  yang  membutuhkan  program  dan  coding  komputer  untuk  mendukung pergerakan  yang  adaptif  terhadap  iklim  sekitar.  Penelitian  menguji  pergerakan  fasad  terhadap  temperatur  panas matahari pada iklim tropis Jakarta, data iklim diperoleh dari data BMKG.
Kata Kunci: adaptif, dinamis, fasad, termal

## 1. PENDAHULUAN
Arsitektur  selalu  berkembang  seiring  perkembangan  teknologi  yang  mampu  memenuhi kebutuhan aktivitas  maupun kenyamanan yang  menjadi  bagian dalam desain  sebuah bangunan. Pada zaman arsitektur postmodern ini dan kemunginan di zaman seterusnya arsitektur memadukan teknologi modern / mutakhir yang sesuai dengan perkembangan teknologi pada zamannya yang memudahkan  penggunanya.  Pada  zaman  ini  sedang  berkembangnya  konsep  teknologi  yang dipadukan dengan arsitektur seperti smart city dan smart building, smart building adalah sistem bangunan  yang  menggunakan  proses  otomatis  untuk  mengontrol  operasi  gedung  termasuk pemanasan, ventilasi, pendingin udara, penerangan, keamanan dan sistem lainnya secara otomatis. Bangunan  cerdas  pada  penelitian  menggunakan  sensor,  aktuator,  dan  microchip  untuk mengumpulkan  data  dan  mengelolanya  melalui  bantuan  komputer  sesuai  dengan  fungsi  yang dibutuhkan.  Salah  satu  contoh  fasad  kinetik  dengan  teknologi  terkini  adalah  pada  bangunan  Al Bahar mampu merespon kondisi matahari secara otomatis dengan bantuan sistem komputer yang mampu menerima respon melalui sensor panas dan cahaya yang terpapar pada fasad. Diperkirakan fasad  tersebut  mampu  mengurangi  lebih  dari  50  persen  panas  yang  masuk  dan  mengurangi kebutuhan pendingin udara dalam gedung.
Penelitian  ini  mempelajari  bagaimana  hal  yang  terkait  dengan  fasad  kinetik,  dan memunculkan beberapa pertanyaan antara lain:
1.  Bagaimana  cara  kerja  dynamic  facade  dengan  menggunakan  sistem  computer programming?
2.  Apa  pengaruh  penggunaan  dynamic  facade  terhadap  kenyamanan  termal  pada  ruang dalam dengan penggunaan material yang berbeda?
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mempelajari  cara  kerja  fasad  bergerak  dengan  sistem komputer  yang  dapat  bekerja  melalui  respon  lingkungan  seperti  cahaya  dan  panas  matahari. Dengan mengetahui cara kerja teknologi fasad bergerak yang jarang diterapkan di Indonesia, hal ini  dapat  memperbarui  cara  menanggapi  iklim  tropis  terhadap  kenyamanan  termal  bangunan. Selain itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektifitas penggunaan dynamic facade dalam hal  menangkal  panas  sinar  matahari  yang  berdampak  pada  tingkat  kenyamanan  termal  ruang dalam.
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mempelajari  cara  kerja  fasad  bergerak  dengan  sistem komputer  yang  dapat  bekerja  melalui  respon  dari  panas  matahari,  sehingga  penulis  dapat memahami  proses  kerja  fasad  dinamis  tersebut.  Dengan  mengetahui  cara  kerja  teknologi  fasad bergerak yang jarang diterapkan di Indonesia, hal ini dapat memperbarui cara menanggapi iklim tropis terhadap kenyamanan termal bangunan. Selain itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek terhadap kenyamanan termal dari penggunaan dynamic facade dalam hal menangkal panas sinar  matahari  yang  berdampak  pada  tingkat  kenyamanan  termal  ruang  dalam,  dengan membandingkan 2 material yang digunakan pada uji coba fasad.

## 2. KAJIAN TEORI

## 2.1 KENYAMANAN TERMAL
Menurut Boutet, (1987) kenyamanan termal dalam hal faktor psikologis perlu diperhatikan sebab setiap individu berbeda persepsi pada kenyamanan tubuhnya (Purnomo, H., dan Rizal, 2000: 38).  Manusia  dinyatakan  nyaman  secara  termal  ketika  ia  tidak  dapat  menyatakan  apakah  ia menginginkan perubahan kondisi termal yang lebih panas atau lebih dingin di dalam ruangan yang ditempatinya    (McIntyre,  D.A.,  1980).  Menurut  Ashrae  (1989)  Aspek  yang  mempengaruhi kenyamanan termal adalah : Temperatur Udara (Ta), Kelembaban udara (Rh), Kecepatan Angin (v), Temperatur radiasi (Tg), Insulasi pakaian dan Individu.

## 2.2 ARSITEKTUR KINETIK
Menurut R.Kronenburg, arsitektur kinetik dapat didefinisikan sebagai sistem atau bagian dari suatu bangunan yang dapat melakukan perubahan bentuk dan perpindahan tempat. Dilihat dari definisi  tersebut  maka  arsitektur  kinetik  bersifat  fleksible,  dapat  berubah  bentuk.  Terdapat  3 macam  tipologi  arsitektur  kinetik,  yaitu  :  Embedded  Kinetic  Structures,  Deployable  kinetic structures, dan Dynamic kinetic structures yang diterapkan pada penelitian ini, berdasarkan buku Sustainable Applications of Intelligent Kinetic Systems, Michael A. Fox (Cambridge, 2003).

## 2.3 COMPUTER PROGRAMMING
Bahasa  pemrograman  menurut  Munir  yaitu    bahasa  komputer  yang  digunakan  dalam menulis program dan menghasilkan sebuah instruksi pada mesin dan komputer. Dalam penelitian ini, pemrograman komputer digunakan sebagai pemberi instruksi yang merespon dari sensor panas (thermocouple) lalu dapat menggerakan mesin penggerak dynamic facade melalui kode program yang telah ditetapkan.

## 2.4 DOUBLE SKIN DYNAMIC FACADE
Doble Skin Facade (Alessi,  2008) merupakan  partisi tambahan pada bangunan yang  pada umumnya dipasang di depan permukaan dinding eksterior. DSF yang berupa jarak antara dinding luar dan dalam disekat secara vertikal dan horizontal mengikuti bentuk jendela dan bertujuan untuk menghindari  transmisi  suara  dan  asap  antar  ruangan.  Keuntungan  penggunaan  Double  Skin Facade:
• Melindungi dari Panas berlebih yang masuk ke dalam bangunan
• Dapat mengalirkan ventilasi udara alami
• Mengurangi kebutuhan cahaya buatan
• Memberikan perlindungan akustik dan polusi
• Berfungsi sebagai perlindungan ekstra pada bangunan
Kekurangan dalam penggunaan Double Skin Facade :
• Biaya awal konstruksi yang jauh lebih besar
• Memerlukan tambahan ruang dan struktur yang lebih
• Pemeliharaan yang membutuhkan biaya
Istilah Adaptif mengacu pada kapasitas sebuah arsitektur untuk dapat mengatur atau diatur sebagai  fungsi menyesuaikan situasi  yang ada. Menurut Kronenburg, kemampuan adaptasi  dari sebuah  adaptable  architecture  mengacu  pada  kemampuan  terkait  pada  bangunan  untuk  mampu beradaptasi atau menyesuaikan untuk memenuhi kebutuhan yang ada di dalamnya.
Terdapat beberapa klasifikasi adaptive double skin facade berdasarkan buku ‘What is an Adaptive Façade? Analysis of Recent Terms and Definitions from an International Perspective’ (Romano,2018),  yaitu  :  Active  Facade,  Advanced  Facade,  Biomimetic  or  Bio-Inspired  Facade, Kinetic  Facade,  Intelligent  Facade,  Interactive  Facade,  Moveable  Facade,  Responsive  Facade, Smart Facade, Switchable Facade, Transformable Facade.
Gambar 1. Responsive Facade, Arab World Institute; Yale Sculpture Building, New Haven Connecticut; Al Bahar Towers, Abu Dhabi
Sumber : What is an Adaptive Façade? Analysis of Recent Terms and Definitions from an International Perspective, 2018
Fasad  pada  penelitian  ini  termasuk  dalam  kategori  responsive  facade,  responsif  dalam arsitektur  dapat  didefinisikan  sebagai  kemampuan  sistem  untuk  beradaptasi  sendiri  untuk memberikan  sesuatu  yang  fungsional  melalui  elemen  desain  yang  mengubah  nilai  bentuknya (Ferguson,  2007).  Fasad  dengan  sistem  ini  biasanya  menggunakan  sistem  komputer  dengan bantuan teknologi yang memadukan sensor untuk merespon lingkungan dan mengontrol elemen pada bangunannya melalui sistem komputernya tersebut.

## MATERIAL
Material yang digunakan sebagai pentup fasad dinamis pada simulasi penelitian ini adalah aluminium  dan  polikarbonat.  Aluminium  adalah  logam  putih  keperakan,  lunak,  non-magnetik, dalam  kelompok  boron.  Aluminium  memiliki  beberapa  kelebihan  seperti:  Mudah  dibentuk  dan lentur, Dapat didaur ulang , Mudah ditemukan, Mudah dipotong, Ketahanan korosi yang baik dan memiliki beberapa kekurangan, antara lain: Lunak / tidak terlalu kaku, Tidak kuat untuk menahan beban, dan konduktivitas termal yang tinggi.
Polikarbonat  merupakan  suatu  kelompok  polimer  termoplastik,  yang  mudah  dibentuk dengan menggunakan panas. polikarbonat memiliki beberapa kelebihan, yaitu :  Polikarbonat ½ kali  lebih  ringan  daripada  kaca  dan  juga  43%  dari  aluminium,  Kuat  dan  dapat  tahan  terhadap benturan, Transmisi cahaya yang bagus, polikarbonat dapat mentransmisi cahaya dari 42%-83% tanpa menyerap panas, Memiliki tingkat kestabilan dalam suhu. Bentuk dan kekuatan polikarbonat dapat stabil dalam rentang suhu udara 14°C - 400°C, Fleksibel, tahan lama dan juga dapat didaur ulang.
Beberapa kelemahan pada penggunaan polikarbonat, yaitu :  Tidak tahan terhadap bahan kimia  dan  goresan,  Warna  akan  menguning,  retak,  dan  melemah  jika  terkena  sinar  ultraviolet dalam jangka waktu yang cukup lama, Harga lebih mahal dari kaca dan akrilik, Memiliki batas stabilitas  terhadap  kelembaban.  Kelembaban  di  atas  200°C  dapat  mengakibatkan  permukaan berembun, Jika terbakar dapat menimbulkan asap yang bau dan beracun.

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  metode  kuantitatif  dan  eksperimental  rancangan  fasad. Dimulai dengan melakukan observasi lokasi mengenai analisis iklim makro yang dapat dihitung dengan angka, lokasi yang dipilih adalah konteks iklim tropis hangat lembab, yaitu Kota Jakarta Timur.  Eksperimen  penelitian  dynamic  fasad  ini  dilakukan  dengan  bantuan  computer programming  yang  memungkinkan  mesin  atau  alat  gerak  mendapatkan  perintah  untuk menggerakan  dynamic  facade  yang  menanggapi  iklim  lingkungan  sekitar.  Dilakukan  juga eksplorasi  rancangan  dynamic  facade  yang  berkaitan  dengan  material  yang  digunakan  sebagai fasad penangkal panas, dan hasil rancangan tersebut dianalisis dampaknya terhadap ruang dalam bangunan.  Rancangan  program  dan  fasad  dilakukan  melalui  software  pada  komputer  dengan menggunakan Arduino IDE dan Sktechup, lalu dilakukan uji coba hasil rancangan fasad dengan maket dan kotak uji coba.
Gambar 2. Pengerjaan Programming menggunakan Arduino IDE dan Arduino UNO
Uji  coba  dan  pengambilan  data  rancangan  fasad  dilakukan  dengan  simulasi  pergerakan fasad  dengan  temperatur  yang  disesuaikan  dengan  iklim  tropis  daerah  Jakarta  melalui  alat pemanas. Kotak pengujian tersebut dirancang menyerupai bangunan asli yang dibuat dengan skala
1:5, dimana dianggap pada kondisi ruang asli adala 3,5x3,5m dengan ketinggian ruangan 3,5m yang memiliki bukaan pada sisi  menghadap arah matahari. Pergerakan yang terjadi pada fasad diukur  luasan  bukaannya  dan  temperatur  yang  tersaring  pada  ruang  dalam  diukur  dengan termometer ruangan.
Gambar 3. Potongan Rancangan Kotak Uji Coba Dynamic Facade
Tahap  analisis  dibagi  menjadi  beberapa  tahap  untuk  menjawab  pertanyaan  penelitian, berikut adalah tahap analisis pada penelitian:
1.  Analisis Rancangan Dynamic Facade Al Bahar
Menganalisis  rancangan  dynamic  facade  mengenai  konsep  bentuk,  struktur,  material  dan pergerakannya  dengan  bantuan  teknologi  mesin/komputer.  Melakukan  pengujian  pergerakan fasad yang terpengaruh oleh perubahan temperatur suhu di lingkungan sekitar.

## 2.  Melakukan Simulasi Keyamanan Termal Ruang Dalam
Fasad  yang  dapat  bergerak  dengan  bantuan  teknologi  komputer  tersebtu  diuji  bagaimana perubahan temperatur ruang dalam yang telah tersaring oleh dynamic facade terhadap iklim ruang luar.  Penelitian  menggunakan  2  macam  material  sebagai  penutup  fasadnya  dan  hasilnya  dapat dibandingkan  material  mana  yang  paling  responsif  terhadap  temperatur  panas  ruang  luar,  dan aspek lainnya.

## 4. ANALISIS

## 4.1 KONTEKS IKLIM
Jakarta berlokasi di sebelah utara Pulau Jawa, yang merupakan daerah dataran rendah dan memiliki ketinggian rata-rata 8 meter dpl. Pada sebelah selatan Kota Jakarta merupakan daerah pegunungan  dengan  curah  hujan  yang  cukup  tinggi.  Bagian  timur  dan  selatan  kota  Jakarta berbatasan  langsung  dengan  provinsi  Jawa  Barat  dan  bagian  barat  berbatasan  dengan  Provinsi Banten.  Jakarta  memiliki  suhu  udara  yang  cukup  panas  dan  kering  atau  memiliki  iklim  tropis hangat  lembab.  Lokasinya  yang  berada  di  bagian  barat  Indonesia,  Jakarta  mengalami  puncak musim  hujan pada bulan Januari /  Februari dengan rata-rata curah hujan  350 milimeter dengan suhu rata-rata yang dialami adalah 27°C.

## 4.2 DESAIN DYNAMIC FACADE AL BAHAR
Gambar 4. Pergerakan Dynamic Facade Al Bahar, Abu Dhabi Sumber : Design strategy for adaptive kinetic patterns: creating agenerative design for dynamic solar shading systems
Konsep bentuk fasad ini terinspirasi oleh motif budaya tradisional Islam yaitu Mashrabiya. Mashrabiya adalah kisi-kisi kayu yang ditemukan dalam arsitektur Islam tradisional dan digunakan sebagai panel dinding untuk kebutuhan privasi dan kontrol iklim sekitar termasuk ventilasi alami, kontrol  panas  matahari,  dan  pengurangan  silau  dari  cahaya  matahari.  Tujuan  dari  perancangan fasad bergerak ini adalah menciptakan bangunan yang transparan, memungkinkan view yang tidak terganggu dari dalam tetapi tetap dapat memberikan tingkat kenyamanan termal internal sebaik mungkin.  Rancangan  fasad  membutuhkan  sistem  naungan  yang  dapat  beradaptasi,  rancangan berusaha  mengembangkan  sesuatu  yang  sedikit  lebih  canggih  daripada  kisi-kisi  horizontal  atau vertikal pada umumnya. 2
Secara total, setiap menara bangunan Al Bahar memiliki 1049 unit fasad dinamis, dimana setiap  fasadnya  memiliki  berat  kurang  lebih  240kg.  Bentuk  bangunan  dalam  rencana  memiliki ketinggian lantai yang berbeda sehingga rancangan fasad memiliki 22 variasi yang berbeda dalam ukurannya, yang menciptakan tambahan upaya untuk mengelola manufaktur dan perakitan fasad tersebut.
Sistem pelipatan fasad dari suatu bentuk yang datar bertransformasi dengan cara melipat ke bentuk 3d membuatnya menjadi memiliki fungsi lain saat fasad sedang terbuka, yaitu sebagai sun  shading  device  berupa  sirip  horizontal  dan  vertikal  dengan  bentangan  mencapai  90cm  saat fasad melipat yang mampu membantu memberikan pembayangan ke dalam bangunan.
Gambar 5. Respon Fasad terhadap Pergerakan Matahari
Sumber : https://www.archdaily.com/510226/light-matters-mashrabiyas-translating-tradition-into-dynamic-facades
2 Attia, Evaluation of adaptive facades: The case study of Al Bahr Towers in the UAE , (2017).
Dynamic facade Mashrabiya yang diterapkan pada bangunan Al Bahar merupakan wujud salah satu arsitektur kinetik dengan kategori dynamic kinetic structure yang berusaha mencapai konsep sustainable  architecutre .  Arsitektur  kinetik  memiliki  sifat  fleksible  dan  dapat  berubah bentuk. Dengan ukuran yang cukup besar yaitu ukuran sisinya mencapai 3,5 meter segitiga sama sisi memiliki berat 240kg yang cukup ringan untuk dimensi yang cukup besar tersebut. Material fasad  yang  digunakan  adalah  polytetrafluoroethylene  panel  yang  ringan  dan  dapat  menyaring cahaya yang masuk tetapi tetap memiliki efek visual yang transparan.
Faktor eksternal berupa radiasi panas matahari dan temperatur ruang luar sangat berkaitan dengan  pengendalian  kenyamanan  termal  ruang  dalam,  performa  kegunaan  energi  untuk bangunan, efek visual bangunan, dan daya tahan material maupun elemen lain bangunan terhadap iklim sekitar. Perubahan bentuk fasad mengacu pada fisik real-time adaptasi desain ke lingkungan sekitar  berdasarkan  parameter  yang  telah  dipelajari  sebelumnya.  Langkah  desain  dengan pendekatan adaptif memberikan  rancangan yang berusaha untuk mencapai solusi desain hemat energi  yang  menguntungkan  manusia  dan  alam.  Secara  umum  fasad  dirancang  dengan  tujuan memberikan kenyamanan terhadap ruang dalam. Kenyamanan termal yang diupayakan pada fasad dinamis  ini  adalah  radiasi  matahari,  temperatur  panas  ruang  luar,  dan  kelembaban  pada  ruang dalamnya. Fasad menjadi penyaring udara panas luar sehingga ruang dalam menjadi lebih sejuk untuk melakukan berbagai aktivitas, dengan mengurangi pengeluaran energi berlebih akibat panas udara luar. Material fasad yang digunakan selain bersifat ringan dan fleksibel, memiliki sifat dapat menyaring ataupun menahan panas pada jarak waktu tertentu.

## 4.3 PERAKITAN KOMPONEN DYNAMIC FACADE

## Gambar 6. Komponen Mesin Maket Dynamic Facade
1. Tenaga Listrik
Tenaga listrik yang digunakan pada komponen ini memiliki input sebesar 5 volt. 5V: Pin ini menghasilkan 5V yang diatur dari regulator di papan microcontroller .

## 2. Arduino UNO
Arduino Uno pada penggunaan dynamic facade yang diteliti adalah sebagai komponen yang menyimpan coding program yang berfungsi untuk memberikan perintah untuk menggerakan fasad.
3. Temperature Sensor
Komponen temperature sensor digunakan sebagai alat untuk membaca temperatur suhu pada area iklim mikro dimana fasad tersebut diletakan.

## 4. Servo Motor ( Micro servo mg996 )
Servo Motor merupakan perangkat atau aktuator dengan jenis gerak memutar yang dirancang dengan sistem kontrol feedback loop tertutup, sehingga servo dapat diatur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros perputaran output motor/mesin.
Pergerakan rancangan maket fasad :
Tabel 1. Pergerakan Maket Dynamic Facade No Keterangan Pergerakan Foto Pergerakan Fasad 1 Pergerakan pertama fasad dimulai dari fasad menutup secara penuh saat temperatur udara menunjukan angka 26°C ke bawah (lebih
kecil dari 27°C).
2 Pergerakan kedua fasad membuka dengan
setengah luas bukaan saat temperatur udara menunjukan angka 27°C – 29,5°C. Servo
Motor bergerak 180°, actuator bergerak
sejauh 6 cm secara linear.
3 Pergerakan ketiga fasad membuka secara penuh saat temperatur udara menunjukan angka 29,5°C ke atas (lebih besar dari 29,5°C). Servo Motor bergerak 360°,
actuator bergerak sejauh +6 cm (12cm) secara linear.

## 4.4 UJI COBA PERGERAKAN FASAD DENGAN SENSOR PANAS
Berikut adalah tabel pergerakan fasad dinamis dengan penggunaan material polikarbonat:
Tabel 2. Pergerakan Maket Dynamic Facade Temperatur Udara ( °C ) Suhu 26 27 28
29 Modul Fasad
Tabel 3. Pergerakan Maket Dynamic Facade Temperatur Udara ( °C ) Suhu 29.6 30 31 32
Modul
Fasad
Berikut adalah diagram yang menjelaskan alur coding serta alur kerja fasad :
Gambar 7. Diagram Alur Kerja Fasad
Tabel 4 dan 5 di bawah adalah hasil perhitungan pengaruh besaran bukaan fasad dinamis terhadap kenyamanan termal ruang dalam menggunakan material penutup fasad polikarbonat dan aluminium, yang dilakukan pada 10 - 11 April 2020, pukul 06.00, 10.00, 15.00 WIB, dan rata-rata pada kondisi cuaca cerah berawan dan cerah sedikit berawan :
Gambar 8. Kondisi Cuaca saat Pengukuran
Tabel 4. Tabel Perhitungan Fasad terhadap Ruang Dalam
Tabel 5. Tabel Perhitungan Fasad terhadap Ruang Dalam

## 4.5 ANALISIS PERGERAKAN FASAD
Rancangan  fasad  dengan  sistem  operasi  pergerakan  melalui  coding  program  komputer yang  diteliti  mampu  bergerak  sesuai  dengan  keinginan  besaran  bukaan  terhadap  perubahan temperatur suhu yang telah ditetapkan pada coding, sehingga fasad memiliki pergerakan terhadap besaran  bukaan  yang  pasti  dan  akurat  dalam  pembacaan  temperatur  suhu.  Komponen  sensor temperatur suhu yang digunakan mampu merespon secara cepat perubahan temperatur suhu yang terjadi dan dapat melakukan pergerakan servo secara cepat. Dengan sudut perputaran servo sejauh 90° untuk satu pergerakan pola, fasad mampu bergerak mencapai ± 2 detik, yang menggerakan linear actuator sejauh 6 cm, untuk rangka dan penutup fasadnya memiliki berat sebesar 350 gram.
Tabel 6. Tabel Perhitungan Waktu Pergerakan Fasad Sudut Putar Servo Linear Actuator (cm) Temperatur Suhu (°C) Waktu Pergerakan (detik) 0° (standby) 0 <27°C 0 180° 6 27°C – 29,5°C 2 180° (total 360°) 6 (total 12cm) >29,5°C 1,5
Memanfaatkan pergerakan fasad yang cepat, responsif terhadap iklim lingkungan sekitar yang  diatur  sebagai  fungsi  menyesuaikan  situasi  yang  ada  dan  akurat  dalam  pembacaan  sensor temperaturnya, fasad mampu mengontrol iklim pada ruang dalam dengan menyaring temperatur suhu panas dari luar ruangan dan radiasi matahari yang berdampak pada peningkatan suhu ruang dalam. Hal tersebut sesuai dengan fungsi Double Skin Facade yang berpengaruh pada peningkatan performa  kenyamanan  termal,  dan  berpengaruh  terhadap  perbedaan  pergerakan  udara  kedalam ruangan karena dampak dari perbedaan tekanan pada ruang dalam yang mempengaruhi pergerakan udara disekitarnya dan faktor perbedaan tekanan daya apung termal yang terjadi pada rongga jarak fasad.

## 4.6 ANALISIS MATERIAL FASAD
Kedua  material  penutup  fasad  yang  digunakan  adalah  polikarbonat  dan  metal  sheet aluminium yang secara umum digunakan sebagai Double Skin Facade di Indonesia sendiri.
Material fasad yang dipilih tersebut memiliki sifat yang sesuai dengan kriteria arsitektur kinetik yang terutama adalah ringan dan memiliki sifat material yang kuat/tahan lama. Sifat lain yang  dimiliki  adalah  mampu  menyaring  panas  dan  tahan  terhadap  cuaca.  Berikut  tabel  7 menjelaskan perbandingan hasil pengukuran penyaringan temperatur udara pada ruang dalam :
Tabel 7. Tabel Perbandingan Material Fasad
Penggunaan  kedua  material  tersebut  untuk  arsitektur  kinetik  dalam  kriteria Dynamic Kinetic  Structures .  Ditinjau  dari  hasil  pengukuran  tersebut,  material  polikarbonat  memiliki kemampuan yang lebih besar untuk memberikan kenyamanan termal pada ruang dalam terhadap pengaruh iklim ruang luar. Hal tersebut karena material aluminium memiliki sifat konduktor panas /  termal  yang  cukup  tinggi,  sehingga  paparan  panas  dari  sinar  matahari  dapat  masuk  ke  dalam ruangan  meskipun  fasad  tertutup  secara  penuh.  Material  polikarbonat  terbuat  dari  polimer termoplastik yang tidak memiliki sifat konduktor panas sehingga dapat mengontrol iklim ruang dalam untuk menurunkan suhu dan radiasi matahari. Dari segi kenyamanan visual, polikarbonat memiliki  sifat  menyebarkan  cahaya  maka  dapat  mengurangi  silau  yang  masuk  ke  dalam  ruang dalam dan tetap dapat memasukan cahaya alami ke dalam ruang dalam saat fasad dalam keadaan tertutup penuh.
Gambar 9. Material Fasad Polikarbonat dan Aluminium
Kinerja  kedua  material  fasad  yang  diteliti  juga  berpengaruh  kepada  jarak  maket  fasad terhadap bukaan ruangan yaitu sejauh 20cm atau jarak pada keadaan asli 100cm atau 1meter. Jarak tersebut cukup berpengaruh untuk pengaliran udara dari luar ke dalam ruangan maupun tingkat kelembaban  udara  dan  memberikan  rongga  transisi  sirkulasi  udara  dan  tekanan  udara  yang terpengaruh  oleh  pembayangan  dari  fasad.  Secara  keseluruhan  kedua  material  fasad  tersebut mampu  memberikan  kenemberikan  kenyamanan  termal  pada  ruang  dalam,  polikarbonat  dapat menyaring panas udara dari ruang luar mencapai 1-2°C dan aluminium 0,5-1°C.

## Tabel 8. Tabel Perbandingan Sifat Material Fasad
Merespom Aspek Kenyamanan Termal Polikarbonat Aluminium Temperatur Suhu dan radiasi Memiliki sifat tidak menghantarkan panas sehingga  panas  matahari tidak  menembus  ke  sisi dalam polikarbonat Memiliki sifat penghantar panas yang cukup tinggi  sehingga  menimbulkan  panas  pada bagian  2  sisi  aluminium  dan  menmberikan panas yang lebih pada ruang dalam. Kecepatan Angin Memiliki sifat yang sama terhadap kecepatan angin karena kedua material yang memiliki kerapatan yang dapat menahan angin maupun air. Kelembaban Memberikan  kelembaban yang  lebih  tinggi  pada ruang dalam karena mampu  menahan  radiasi matahari  yang  masuk  ke dalam ruang dalam. Memberikan  kelembaban  yang  lebih  rendah sebesar  1-2%  pada  ruang  dalam  karena material dapat mengahantarkan panas radiasi matahari dan masuk ke dalam ruang dalam.

## 4.7 ANALISIS PERGERAKAN FASAD TERHADAP TEORI
Dynamic  Facade yang  diteliti  dan  disimulasikan  dalam  bentuk  maket  fasad  skala  1:5 tergolong dalam arsitektur kinetik dynamic kinetic structure. , kotak pengujian tersebut dirancang menyerupai ruang dalam yang dibuat dengan skala 1:5, dimana dianggap pada kondisi ruang asli adala 3,5x3,5m dengan ketinggian ruangan 3,5m yang memiliki bukaan pada sisi menghadap arah matahari. Dari konsep arsitektur kinetik tersebut, rancangan fasad memberikan sifat yang mampu beradaptasi  sesuai  konteks  lingkungan,  ringan,  mudah  bergerak  dan  memiliki  desain  yang multifungsi. Pada ukuran fasad asli yang digunakan pada bangunan Al Bahar, fasad memiliki berat 240kg dengan ukuran tinggi 3,5 meter sedangkan pada maket fasad yang diuji memiliki bobot 350 gram  dengan  ukuran  45cm  segitiga  sama  sisi.  Pada  pergerakan  fasad  Al  Bahar  menghabiskan waktu ±12 detik untuk setiap pergerakan pola fasadnya, sedangkan pada maket fasad yang diuji dapat melakukan satu pola pergerakan selama 2 detik. Fasad Al Bahar memenuhi dalam kriteria ringan dan mudah bergerak melalui bantuan dari pergerakan mesin linear actuator. Desain yang multifungsi didapat dari pergerakan fasad yang dapat melipat dan membuka secara penuh, yang saat  melipat  secara  penuh  dapat  digunakan  sebagai  spsm  / shading  device yang  menghasilkan pembayangan pada sudut tertentu.
Desain  bersifat  responsif  yang  memiliki  kemampuan  untuk  beradaptasi  dan memperhatikan  lingkungan  sekitar  sesuai  konteks  tempat  dimana  lingkungan  memiliki  tingkat temperatur  yang  cukup  panas.  Pergerakan  dari  fasad  dinamis  dimanfaatkan  untuk  memenuhi kenyamanan  pengguna  pada  ruang  dalam.  Fasad  bangunan  responsif  mencakup  fungsi  kinerja yang  pintar  termasuk  penginderaan  secara real-time ,  elemen  adaptif  iklim  kinetik,  sistem otomatisasi dan kemampuan untuk meningkatkan kenyamanan penggunanya.
Kategori  fasad  responsif  yang  termasuk  dalam dynamic  facade memiliki  cara  kerja menggunakan  sistem  komputer  dengan  bantuan  teknologi  yang  memadukan  sensor  untuk
merespon  lingkungan  dan  mengontrol  elemen  pada  bangunannya  melalui  sistem  komputernya tersebut. Fasad ini merespon lingkungan eksternal (suhu udara,kelembaban, cahaya, radiasi, dan aliran udara) yang mempengaruhi keadaan ruang dalam bangunan terkait kenyamanan termal yang dirasakan oleh penggunanya. Dynamic Facade yang diuji dengan maket menerapkan pergerakan melalui  sistem  komputer  yang  memiliki  kemampuan  beradaptasi  dengan  respon  yang  akurat terhadap pembacaan temperatur udara pada lingkungan sekitarnya. Faktor yang ditanggapi pada rancangan  fasad  adalah  temperatur  suhu  lingkungan  sekitar  yang  dibaca  dengan  menerapkan teknologi  berupa sensor  temperatur udara yang  mampu memberikan perintah ke program  fasad lalu  menggerakan  fasad  dengan  bantuan  mesin  aktuator  linear.  Dari  penanggapan  terhadap temperatur  udara  tersebut,  faktor  termal  lain  juga  terpengaruh  terhadap  kenyaman  ruang  dalam seperti, radiasi matahari, kelembaban dan kecepatan udara. Dalam hasil pengukuran kenyamanan termal,  saat  suhu  udara  semakin  menurun,  radiasi  akan  ikut  menurun  dan  kelembaban  akan semakin meningkat.
Penetapan angka suhu pada coding program fasad yang mampu bergerak sesuai perintah coding tersebut bersumber pada kondisi kenyamanan termal di Indonesia berkisar antara 18°C - 26°C, sehingga fasad dapat menyaring udara panas luar ke dalam bangunan yang berkisaran pada suhu kenyamanan termal tersebut.

## 5. KESIMPULAN
Fasad memiliki peran penting dalam menangkal panas sinar matahari yang berlebih dari luar, radiasi matahari, mengalirkan ventilasi udara alami  dan mengatur tekanan udara pada ruang dalam  sebagai  upaya  terhadap  penurunan  penggunaan  energi  listrik  untuk  penggunaan pengahawaan buatan dalam bangunan.
Gambar 10.  Pergerakan Fasad dengan Pelapis Fasad Aluminium
Pergerakan  dynamic  facade  dengan  menggunakan  komponen  arduino  uno,  sensor  suhu, dan servo motor pada penelitian ini mampu bergerak sesuai dengan apa yang buat pada coding programming secara akurat dan tepat. Saat sensor suhu membaca suhu lingkungan <27°C fasad menutup  secara  penuh,  saat  suhu  lingkungan  sekitar  27°C-29,5°C  fasad  bergerak  dengan
membuka  lipatan  50%  luas  bukaan  totalnya,  dan  saat  suhu  lingkungan  terbaca  >29,5 C  oleh sensor suhu maka fasad akan membuka lipatan secara penuh dan menutupi seluruh luas bukaan.
Material  polikarbonat  memiliki  kemampuan  yang  lebih  besar  untuk  memberikan kenyamanan  termal  pada  ruang  dalam  terhadap  pengaruh  iklim  ruang  luar.    Hal  tersebut dikarenakan material polikarbonat yang terbuat dari polimer termoplastik yang tidak memiliki sifat konduktor  panas  sehingga  dapat  mengontrol  iklim  ruang  dalam  untuk  menurunkan  suhu  dan radiasi matahari. Dan juga polikarbonat dapat mentransmisi cahaya dari 42%-83% tanpa menyerap panas. Pada penelitian ini pengurangan temperatur udara dari ruang luar ke ruang dalam hanya terjadi pengurangan  maksimal 1,6 C karena bukaan fasad tidak ditutupi kaca dan pengaruh panas dari udara luar cukup berpengaruh ke ruang dalam.
Dalam penggunaan rancangan dynamic facade yang diteliti memiliki beberapa kelebihan seperti :
- Mampu beradaptasi secara otomatis
- Bersifat fleksibel dalam pengaturan program
- Dapat menghemat penggunaan listrik untuk keperluan pengawaan buatan
- Mampu menangkal sinar matahari berlebih secara responsif
- Bobot yang cukup ringan untuk dimensi yang cukup besar
- Memiliki sistem kerja dan pergerakan yang pasti dan akurat dalam merespon iklim Dan juga rancangan dynamic facade memiliki bebearap kekurangan, yaitu:
- Biaya pembuatan yang lebih mahal
- Membutuhkan biaya pemeliharaan
- Memerlukan ruang dan struktur untuk menopang fasad
- Terkadang terjadi kesalahan pada sistem komputer

## 5.1 SARAN
Untuk pengembangan penelitian serupa, pada penelitian ini fasad yang diuji telah berusaha untuk mengikuti cara kerja dan bentuk yang serupa dari fasad pada bangunan Al Bahar. Dalam pengembangan  penelitian  selanjutnya  dapat  menggunakan  sistem  kerja  yang  sama  pada  fasad tersebut ataupun menggunakan program Bulding Management System sehingga dapat mengetahui lebih dalam terhadap penggunaan teknologi komputer terhadap pengaturan dynamic facade. Selain itu fasad untuk uji coba dapat menggunakan material dan sambungan struktur yang serupa ataupun sama dengan aslinya sehingga benar benar dapat diterapkan pada suatu bangunan.

## 6. DAFTAR PUSTAKA

## Buku
Alessi, B. (2008). Double Skin facade and its benefits. Copenhagen: Copenhagen Technical Academy. Aelenei, Daniel. (2016). Adaptive Facade: concept, applications, research questions. 269-275. Dewanto, Adi. (2008). Bahasa Pemrograman : Bahasa dan Algoritma Pemrograman. 47-60.

## Jurnal
Alkhayyat, Jamil Majed. (2013). Design strategy for adaptive kinetic patterns: creating a generative design for dynamic solar shading systems. (hal 42-49).
Attia, S. (2017). Evaluation of adaptive facades: the case study of Al Bahr Towers in the UAE. Sci. Connect Shap. Qatar's Sustain. Built Environ. 2 2017:6.
Babilio,  Enrico.  (2019).  On  the  Kinematics  and  Actuation  of  Dynamic  Sunscreens  With  Tensegrity Architecture.
Dewi,  Cynthia  Permata.  (2017).  Efektivitas  Kinerja  Double  Skin  Fasade-Green  Wall  terhadap  Efisiensi Energi Pendinginan Bangunan (hal. 25-29).
Ghasemi,  Navid.  (2017).  Double-skin  Façade  Technology  and  its  Aspects  in  Field  of  Aesthetics, Environment and Energy Consumption Optimization. (hal293-305).
Karanouh,  Abdulmajid.  (2015).  Innovations  in  dynamic  architecture.  The  Al-Bahr  Towers  Design  and delivery of complex facades.
Kristina, Meitha. (2011). Klasifikasi Mekanisme Arsitektur Kinetik. (hal 7-20). Loonen RCGM. Climate Adaptive Building Shells. Technische Universiteit Eindhoven, 2010. Maeghar, Mark. (2015). Designing for Change: The Poetic Potential of Responsive Architecture. (hal 59- 65).
Milawati, Aini (2014) Teknologi Bahan ( hal 6-10 ).
Mulyadi, R. (2012). Study on naturally ventilated double-skin facade in hot and humid climate. Nagoya University, Japan.
Nugroho, Agung Murti. (2013). Strategi Double Skin Fasade pada Bangunan Kampus National Central University dalam Menurunkan Kebutuhan Energi Pendinginan, hal51-55.
Romano, Rosa. (2018) What is an Adaptive Façade? Analysis of Recent Terms and
Definitions from an international Perspective (hal 66 – 75).
Sari, Safitri Dian (2007) Potensi & Aplikasi Polikarbonat Pada Arsitektur. ( hal 18-50 ).
Tascon, M. H. (2008). Experimental and computational evaluation of thermal
Performance and overheating in double skin facades (Thesis). University of Nottingham. Yagoub, W., Appleton, S., & Stevens, W. (2010). Case study of double skin façade in hot climates. Presented at the Adapting to Change: New Thinking on Comfort, London.

## Internet
Cilento, Karen (2012,September 05). Al Bahar Towers Responsive Facade / Aedas.
Diakses  pada  bulan  Februari,  2020,  dari  Archdaily.https://www.archdaily.com  /270592/al-bahar-towers- responsive-facade-aedas.
Badan Pusat Statistik Provinsi DKI Jakarta (2020, Maret 23). Suhu Udara Jakarta Menurut
Bulan dan Stasiun
Pengamatan,
2018. Diakses tanggal 10 April, 2020.
https://jakarta.bps.go.id/dynamictable/2020/03/23/467/1-2-2-suhu-udara-jakarta-menurut-bulan- dan-stasiun-pengamatan-2018.html