Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Jurnal Reka Karsa © Jurusan Teknik Arsitektur Itenas | No. | Vol.
Jurnal Online Institut Teknologi Nasional [Januari 2017]
Jurnal Reka Karsa - 1
Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan
Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah
Boarding School Ciparay
AHMAD RIZAL HILMI
Jurusan Teknik Arsitektur - Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan
Institut Teknologi Nasional
ABSTRAK
Sekolah nasional di Indonesia terdiri dari sekolah negeri dan sekolah swasta. Al Fattah Boarding School
adalah salah satu Sekolah Menengah Atas swasta yang terletak di Ciparay, Kabupaten Bandung. SMA Al
Fattah Boarding School merupakan sekolah yang menerapkan konsep Arsitektur Hemat Energi di era
pemanasan global yang sedang terjadi pada saat ini. Arsitektur Hemat Energi adalah kondisi dimana
energi dikonsumsi secara hemat (minimal), tanpa harus mengorbankan kenyamanan fisik. Ada 2 konsep
Arsitektur Hemat Energi yang diterapkan yaitu konsep pengolahan limbah air hujan dan solar panel
dalam perancangan bangunan sesuai fungsinya. Metode pendekatan perancangan dalam merancang
Sekolah Menengah Atas ini yaitu dengan mempertimbangkan standar ketentuan dinas pendidikan dan
peraturan pemerintah yang dijadikan acuan untuk memudahkan proses perancangan. Adanya penerapan
konsep Arsitektur Hemat Energi ini memberikan dampak positif bagi pengguna bangunan dan makhluk
hidup disekitarnya serta membuat keseimbangan lingkungan tetap terjaga.
Kata Kunci : Sekolah, Pengolahan Limbah Air Hujan, Solar Panel, Arsitektur Hemat Energi
ABSTRACT
National school in Indonesia consists of public schools and private schools. Al Fattah Boarding School is
a private High School which is located in Ciparay, Bandung regency. SMA Al Fattah Boarding School is
a school that applies the concept of Energy Efficient Architecture in the era of global warming is
happening at the moment. Architectural Energy Saving is a condition in which energy is consumed
sparingly (minimum), without sacrificing the physical comfort. There are two concepts Energy Efficient
Architecture applied the concept of rain water sewage treatment and solar panels in building design
according to its function. Method design approach in designing High School that is by considering the
standard of the education service's requirements and government regulations are used as a reference to
facilitate the design process. The implementation of the concept of Energy Efficient Architecture have a
positive impact on users of the building and of living things around and make the environmental balance
is maintained.
Keyword : School, Rainwater Sewage Treatment, Solar Panel, Energy Efficient Architecture
Ahmad Rizal Hilmi,dkk
Jurnal Reka Karsa - 2
1. PENDAHULUAN
Dalam menghadapai era globalisai ini ilmu pengetahuan dalam bidang pendidikan merupakan
kebutuhan utama bagi manusia terutama keseimbangan pendidikan umum, islam dan keterampilan di
bidang teknologi dari Sekolah Dasar hingga Perguruan Tinggi.
Sekolah menjadikan kebutuhan mendasar bagi semua orang, pendidikan karakter yang dimasukan
dalam setiap pelajaran diharapkan mampu menciptakan generasi yang mempunyai moralitas baik dan
berwawasan kebangsaan serta mempunyai patriotisme yang tinggi terhadap negara. Pada pendidikan
jenjang SMA terdapat beberapa jurusan yaitu salah satunya adalah bidang IPA,IPS,Bahasa serta pada
bidang Agama. Namun seiring berjalannya waktu, beberapa Sekolah Menengah Atas (SMA)
menerapkan teknologi terapan dan pendidikan keagamaan pada bidang pendidikannya, sehingga
diharapkan lulusan SMA dapat memberikan inovasi – invoasi baru khususnya di bidang Teknologi dan
keagamaan.
Kebutuhan pendidikan di Ciparay pada jenjang Sekolah Menengah Atas, khususnya dalam bidang
pendidikan islam dan teknologi, tidak sebanding dengan mahalnya dan kebutuhan pendidikan yang
ada. yang mengakibatakan masyarakat tidak bisa melanjutkan sekolah pendidikan terutama di bidang
keislaman dan teknlogi. Dibutuhkan inovasi dalam perencanaan sarana pendidikan yang mandiri,
nyaman dan berteknologi
Dari latar belakang tersebut Pendidikan Sekolah Menengah Atas/Kejuruan dan Madrasah
(SMA/SMK/MA) di bidang teknologi terapan berbasis ke islaman ini merupakan sarana pendidikan
yang sangat penting keberadaanya terutama di daerah Ciparay Kabupaten Bandung.
2. METODOLOGI
Metode pendekatan perancangan dalam merancang Sekolah Menengah Atas dengan
mempertimbangkan standar ketentuan dinas pendidikan dan peraturan pemerintah yang dijadikan
acuan untuk memudahkan proses perancangan. Penerapan dalam perancangan seperti aplikasi bentuk
bangunan sesuai fungsi, pemilihan struktur konvensional untuk mempermudah pekerjaan, serta
memahami kondisi kawasan dan tapak sehingga dapat diketahui potensi dan kendala sebagai
pertimbangan dalam desain bangunan.
Arsitektur Hemat energi Arsitektur yang berlandaskan pada pemikiran “meminimalkan penggunaan
energi tanpa membatasi atau merubah fungsi bangunan, kenyamanan maupun produktivitas
penghuninya” dengan memanfaatkan sains dan teknologi mutakhir secara aktif. [1] Arsitektur Hemat
energi ini menekankan dalam penyelarasan bangunan dengan alam. Dimana alam menyediakan air,
cahaya, dan udara, semua itu didapat dengan gratis sehingga alangkah baiknya semua itu dimanfaatkan
sebaik mungkin untuk bangunan. Pemanfaatan ini dimaksudkan agar keseimbangan lingkungan tetap
terjaga dan memberikan dampak positif bagi pengguna bangunan dan makhluk hidup di sekitarnya di
tengah terpaan pemanasan global, Arsitektur Hemat Energi ini diharapkan mampu memaksimalkan
segala yang diberikan oleh alam. [1] Beberapa aspek yang ada di alam berkontribusi penting dalam
terciptanya konsep ini, seperti pemanfaatan air hujan yang diharapkan dapat dimanfaatkan untuk
berbagai fungsi, misalnya untuk mencuci dan menyirami tanaman, Selanjutnya, pemanfaatan cahaya
matahari yang dioptimalkan sebagai PLTS yang bisa dirubah menjadi listik dengan penggunaan solar
panel.
Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah Boarding
School Ciparay
Jurnal Reka Karsa - 3
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Konsep Perancangan
Berikut adalah konsep perancangan mengenai permasalahan yang berada di tapak dan permasalahan
tema yang di terapkan pada bangunan ini.
a. Konsep Zoning dan Tatanan Massa
Dalam perancangan ini memiliki beberapa aktifitas pendidikan, fungsi, dan fasilitas. Berikut zona-
zona pada zoning perancangan : (1) Zona Privat diantaranya Pelayanan edukasi meliputi fasilitas yang
menunjang untuk kegiatan pendidikan yang berhubungan dengan pengajaran tentang pendidikan
umum dan kemampuan dalam bidang konsentrasi, Fasilitas yang mewadahi yaitu kelas, lab,
perpustakaan dan ruang eskul. Dan pengelolaan bangunan secara keseluruhan seperti ruang
administrasi, kantor yayasan, dan kantor guru (Lihat Gambar 1). (2) Zona Semi Privat diantarnya
Asrama Siswa dan Guru (Lihat Gambar 1). (3) Zona Publik merupakan fasilitas yang menunjang
untuk kegiatan beribadah dan kegiatan- kegiatan religious yaitu masjid, dan merupakan fasilitas
penunjang yang lain yaitu GSG, tempat prakir, pos satpam dan untuk menunjang kegiatan
berolahraga yaitu lapangan.(Lihat Gambar 1). (4) Zona Servis merupakan pelayanan servis meliputi
ruang utilitas dan ruang laundry.(Lihat Gambar 1). (5) Zona Semi Publik merupakan fasilitas yang
menunjang untuk kegiatan komersil yaitukantin dan ruang makan. (Lihat Gambar 1).
Gambar 1. Konsep zoning dan tatanan massa
b. Konsep Sirkulasi Pencapaian ke Bangunan
Pada konsep yang direncanakan sirkulasi kendaraan masuk melalui jalan utama melewati entrance,
dibagi menjadi 3 bagian sirkulasi untuk jalur menuju rumah dinas melewati jalur khusus untuk ke
rumah dinas yang ada di sebelah kiri site, untuk jalur area service melewati jalur khusus untuk area
service yang ada di sebelah kanan dan kiri dari site, dan untuk jalur sirkulasi tamu dan karyawan
disiapkan parkir khusus yang berada di depan site dan kemudian keluar menuju jalan yang sama
dengan jalan masuk ke dalam site (lihat Gambar 2)
Privat
Service
Semi Publik
Publik
Semi
Privat
Ahmad Rizal Hilmi,dkk
Jurnal Reka Karsa - 4
Gambar 2. Konsep sirkulasi kendaraan dan pejalan kaki
c. Konsep Fasade Bangunan
Pada bagian fasad bangunan kelas, administrasi, dan bangunan fasilitas lainnya serta massa bangunan
mengaplikasikan dinding bata ekspos, pemilihan jendela dengan tipe alumunium agar material yang
digunakan mudah untuk mendapatkannya (Lihat Gambar 3). Pemakaian bata kerawang pada
sebagian fasad terutama di bagian perpustakaan dan tangga agar memudahkan udara yang masuk ke
ruangan yang dapat menjadikan ruangan menjadi nyaman (Lihat Gambar 3).
Gambar 3. Konsep fasade bangunan
Kendaraan
Pejalan kaki
Area servce
Genteng
Metal Roof
Colour
Pedestrian
Grass Block
Bata Ekspos
Almunium
Frame
Keramik
Solar Panel
Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah Boarding
School Ciparay
Jurnal Reka Karsa - 5
d. Orientasi Massa Bangunan
Orientasi massa bangunan difokuskan dalam upaya pencahayaan dan penghawaan pasif maka dari itu
massa bangunan lebih diarahakan ke utara dan selatan dengan tujuan untuk meminimalisir penerimaan
radiasi matahari dari arah barat yang memang tidak terlalu baik untuk kenyamanan dan kesehatan
manusia, seperti yang terlihat pada (Lihat Gambar 4).
Gambar 4. Orientasi massa bangunan
e. Implementasi Desain Pemanfaatan Limbah Air Hujan terhadap Bangunan
Air hujan merupakan sumber daya air yang sangat penting bagi makhluk hidup. Air hujan sangat
bermanfaat untuk mengisi sumber air. Sistem Pemanfaatan Air Hujan (SPAH) terdiri atas sistem
Penampungan Air Hujan (PAH) dan sistem pengolahan air hujan. PAH dilengkapi dengan talang air,
saringan pasir, bak penampung dan Sumur Resapan (Sures) [2].
Sumur resapan dapat digunakan untuk melestarikan air tanah dan mengurangi resiko genangan air
hujan atau banjir yang dilakukan dengan membuat sumur yang menampung dan meresapkan curahan
air hujan. Prinsip dasar PAH adalah mengalirkan air hujan yang jatuh di permukaan atap melalui
talang air untuk ditampung ke dalam tangki penampung. [2] Kemudian limpasan air yang keluar dari
tangki penampung yang telah penuh disalurkan ke dalam sumur resapan, Air dari bak penampung air
hujan dipompa ke Reservoir atas air bersih yang terdiri dari pompa air baku, statix mixer, filter multi
media, filter penukar ion, cartridge filter, Ultrafiltarsi, sterilisator ultra violet dan post catridge filter.untuk
diolah menjadi air bersih yang di salurkan ke Masjid sebagai tempat pemanfaatnnya (Lihat Gambar
5).
A
B
C
D
E G
F
H
I
J
K
Keterangan:
A. Pos Satpam
B. Kantor Yayasan dan GSG
C. Masjid
D. Kantin
E. R.Guru dan Perpustakaan
F. Lab.IPA
G. Kelas
H. Asrama Putra
I. Asrama Putri
J. Asrama Dinas Guru
K. R.Makan
C
Ahmad Rizal Hilmi,dkk
Jurnal Reka Karsa - 6
Gambar 5 Konsep implementasi desain pengolahan limbah air hujan pada bangunan
f. Implementasi Desain Pemanfaatan Cahaya Matahari menjadi Listrik dengan Solar Panel
Solar Panel banyak diaplikasikan pada perumahan,bangunan kantor dan bangunan yang lainnya di
daerah perkotaan atau pedesasan yang telah ada jaringan listrik. Tujuan pemakaian solar panel ini,
untuk menghemat biaya pemakaian listrik yang berlebihan dan membantu mengurangi efek rumah
kaca yang disebabkan oleh penggunakan energi fosil yang berlebihan yang menimbulkan polusi udara
[3]. Energi listrik yang sudah di ubah, disalurkan ke jaringan listrik yang telah ada dan dapat disimpan
dalam jaringan listrik tersebut. (Lihat Gambar 6).
Gambar 6 Konsep desain Pemanfaatan Cahaya Matahari menjadi Listrik dengan Solar Panel
Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah Boarding
School Ciparay
Jurnal Reka Karsa - 7
3.2 Konsep Struktur
a. Modul Struktur
Bangunan ini menggunakan sistem struktur rangka beton bertulang konvensional. Pemilihan struktur
tersebut karena bangunan ini dirasa masih cukup efisien dalam pengerjaannya. Modul yang digunakan
adalah 9.00 x 9.00 meter.(lihat Gambar 7) hal ini di karenakan dalam upaya efisiensi dalam
pembentukan ruang dalam yang sesuai standar sekolah pada umumnya, yang bersih dari struktur
utama.
b. Sub Structure Dalam proyek yang direncanakan menggunakan sistem struktur rangka portal yang terdiri dari kolom
45/45 dan balok 35/75 yang merupakan beton konvensional dengan pertimbangan dari kemudahan
dalam pembangunan dan proses pembangunan yang relatif mudah mengingat lokasi site yang cukup
sulit dari segi aksesibilitas. Mengingat tipologi site yang berkontur dengan keadaan tanah yang cukup
labil karena merupakan bekas lahan perkebunan maka dipilihlah pondasi boer pile sebagai solusi
dalam pemilihan jenis pondasi pada proyek yang direncanakan. (lihat Gambar 7)
Gambar 7. Isometri struktur
c. Upper Structure
Pada bagian upper structure pada bangunan menggunakan sistem struktur rangka yang terdiri dari
kolom dan balok yang merupakan beton konvensional yang terdiri dari campuran antara agregat kasar
dan agregat halus serta tulangan yang tersusun menjadi suatu susunan struktur yang solid. (lihat
Gambar 8)
Sementara untuk rangka atap yang digunakan adalah rangka atap baja ringan dengan penutup atap
berupa metal roof dengan pertimbangan antara lain material yang saat ini umum digunakan dan mulai
dikenal, akses yang mudah dalam pengangkutan, kemudahan pada saat pemasangan, efisiensi biaya,
serta dalam segi pertimbangan secara ekologi penggunaan material berupa metal dapat menggantikan
material kayu yang pada saat ini harus dijaga kelestariannya mengingat dengan penggunaan material
kayu, akan merusak hutan dan lingkungan alam apabila tidak diimbangi dengan upaya pelestarian.
(lihat Gambar 8)
Kuda-kuda baja
Balok 35/75
Kolom Struktur 45/45 Balok Anak 15/35
Sloof 35/75
Poer Beton Pondasi Boer Pile
900 900
Ahmad Rizal Hilmi,dkk
Jurnal Reka Karsa - 8
Gambar 8. Upper Structure dan Rangka Atap Baja Ringan
3.3 Sistem Utilitas
Konsep utilitas pada SMA ALFattah Boarding School ini adalah distribusi air bersih, air hujan, dan
listrik yang sesuai dengan tema Hemat Energi dengan konsep pengelolaan limbah air hujan dan
penggunaan solar panel pada bangunan.
a. Utilitas Air Bersih
Sumber air bersih pada tapak berasal dari air gunung, sungai dan air PDAM yang ada disekitar site.
Namun untuk sumber air bersih dari pengelolaan limbah air hujan hanya digunakan pada bangunan
masjid. Sistem pendistribusian air bersih yang digunakan ialah sistem down feed yaitu air bersih dari
reservoar bawah dialirkan dahulu menuju reservoar atas sebelum didistribusikan (Lihat Gambar 9).
Berikut adalah perhitungan air bersih:
Gambar 9. Sistem utilitas air bersih
Hasil Pengolahan Air Hujan
Penggunaan Air Hujan
Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah Boarding
School Ciparay
Jurnal Reka Karsa - 9
b. Utilitas Air Hujan (Storm Water)
Sistem Pemanfaatan Air Hujan (SPAH) terdiri atas sistem. Penampungan Air Hujan (PAH) dan sistem
pengolahan air hujan. Bak resapan dapat digunakan untuk melestarikan air tanah dan mengurangi
resiko genangan air hujan atau banjir yang dilakukan dengan membuat bak yang menampung dan
meresapkan curahan air hujan. Prinsip dasar PAH adalah mengalirkan air hujan yang jatuh di
permukaan atap melalui talang air untuk ditampung ke dalam tangki penampung. Kemudian limpasan
air yang keluar dari tangki penampung yang telah penuh disalurkan ke dalam sumur resapan, Air dari
bak penampung air hujan dipompa ke Reservoir atas air bersih yang terdiri dari pompa air baku, statix
mixer, filter multi media, filter penukar ion, cartridge filter, Ultrafiltarsi, sterilisator ultra violet dan
post catridge filter.untuk diolah menjadi air bersih (Lihat Gambar 10).
Gambar 10. Sistem utilitas air hujan
Pengolahan limbah air hujan yang diterapkan pada bangunan SMA Al Fattah Boarding School ini
digunakan untuk kebutuhan air bersih pada bangunan Masjid. Air hujan yang jatuh ke atap bangunan
kemudian mengalir pada atap datar dan miring menuju talang horizontal kemudian menuju talang
vertical sesuai gaya gravitasi menuju bak resapan yang berada dekat bangunan sekolah kemudian di
distribusi ke bak penampungan air hujan sebelum terjadi pengolahan limbah air hujan menjadi air
bersih (Lihat Gambar 10).
Fungsi dan manfaat sistem pemanfaatan air hujan ini adalah : (1) Menghemat pengunaan air tanah, (2)
Menampung beberapa meter kubik air pada saat hujan, (3) Menambah jumlah air yang masuk ke
dalam tanah, (4) Mempertahankan tinggi muka air tanah, (5) Menurunkan konsentrasi pencemaran air
tanah, (6) Memperbaiki kualitas air tanah dangkal, (7) Mengurangi laju erosi dan sedimentasi, (8)
Mereduksi dimensi jaringan drainase, (9) Stok air pada musim kemarau (plus rain harvesting).
Penggunaan Air Hujan
Ahmad Rizal Hilmi,dkk
Jurnal Reka Karsa - 10
c. Utilitas Electrical
Gambar 11. Skema utilitas Electrical
Gambar 12. Sistem utilitas Electrical
Dalam proyek yang direncanakan sumber energi listrik diperoleh melalui 3 sumber yaitu PLN dengan
memanfaatkan adanya tower listrik sebagai sumber daya kemudian sebagai cadangan dapat
memanfaatkan genset dan solar panel yang disediakan apabila terjadi kekurangan sumber daya atau
bila terjadi pemadaman listrik pada area sekolah tersebut.(Lihat Gambar 11) Namun untuk
penggunaan listrik dari solar panel hanya digunakan pada bangunan gedung sekolah yaitu sebesar 45%.
Untuk panel yang digunakan untuk kebutuhan listrik pada bangunan sekolah yaitu sebanyak 31
lembar panel surya dengan kapasitas per panel @130 kwp yang di pasang pada bangunan gedung
kantor/perpustakaan yang menghadap ke arah barat dan utara dikarenakan memungkinkan
mendapatkan sinar matahari yang besar (Lihat Gambar 12)
Solar Panel
Penerpan Konsep Pengolahan Limbah Air Hujan dan Solar Panel Pada Perancangan SMA Al Fattah Boarding
School Ciparay
Jurnal Reka Karsa - 11
3.4 Prespektif
Fasad pada bangunan utama gedung sekolah yaitu penerapan material bata ekspos dan bata kerawang
yang terlihat pada kulit bangunan SMA Al Fattah Boarding School (lihat Gambar 13). Sedangkan
fasad pada bangunan asrama yaitu menggunakan material finishing cat dan bata ekspos pada kulit
bangunannya. (lihat Gambar 14)
Di sekitar bangunan sekolah terdapat ruang komunal yang berfungsi sebagai tempat berkumpul siswa.
(lihat Gambar 15) Selain itu di sekitar bangunan Asrama juga terdapat ruang komunal yang bisa
dikunakan untuk berkumpul dan bermain bersama. (lihat Gambar 16)
Interior pada bangunan sekolah dengan bukaan pada fasadnya yang besar yang memungkinkan
pencahayaan dan penghawaan alami masuk cukup baik dengan penggunaan material bata ekspos yang
diterapkan pada dinding bangunannya. (lihat Gambar 17)
Gambar 17. Prespektif Interior Sekolah
Gambar 13. Prespektif Sekolah Gambar 14. Prespektif Asrama
Gambar 15. Prespektif R.Komunal Sekolah Gambar 16. Prespektif R.Komunal Asrama
Ahmad Rizal Hilmi,dkk
Jurnal Reka Karsa - 12
4. SIMPULAN
Pembangunan SMA ALFattah Boarding School ini dapat menerapkan konsep Arsitektur Hemat
Energi dengan penerapan pengolahan limbah air hujan dan pemanfatan sinar matahari menjadi listrik
dalam lingkungan pendidikan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat sekolah. Berdasarkan tema yang
di terapkan pada perancangan ini, mampu memberikan respon terhadap lingkungan, kegiatan, dan
perilaku bagi anak-anak, maupun masyarakat sekitar. Serta menciptakan lingkungan asri dengan
penerapan teknologi di daerah Ciparay Kabupaten Bandung.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Priatman, J., 2002. Energy-Efficient Architecture. Paradigma dan Manifestasi Arsitektur Hijau.
[2] KementerianPekerjaanUmum. (2014). Direktorat Jendral Cipta Karya Balai Teknik Air Minum dan
Sanitasi Wilayah I
[3] Demastuti Anya. 1997. “Pembangkit Listrik Tenaga Surya”. Wacana