Pengantar

Seri tulisan ini akan memberikan gambaran umum mengenai Curtain Wall, dalam bahasa

Indonesia apakah tepat di terjemahkan menjadi "Dinding Tirai"? silahkan menjadi bahan

diskusi. Konsep mengenai Curtain Wall muncul dalam pergerakan Arsitektur modern,

ketika material bangunan mulai bergeser dari dinding dan batu, menjadi material yang

lebih ringan seperti metal, kaca dan panel. Perkembangannya semakin pesat ketika mulai

ditemukan material aluminium, yang kemudian juga menguntungkan dengan produksi

masal dan ekonomis.

Konsep Dinding Sebagai Filter

Konsep utama dalam memahami Curtain Wall adalah; dinding sebagai elemen fasad

bangunan yang berfungsi sebagai filter umtuk memisahkan elemen luar dan dalam.

Memberikan ruang arsitektur untuk di huni secara nyaman, membungkusnya dari elemen

elemen luar seperti, sinar matahari, hujan, suara bising, panas dll. Untuk melakukan

fungsinya sebagai filter yang memisahkan elemen luar dan dalam dan menciptakan ruang

hunian yang nyaman dihuni, curtain wall harus mampu berdiri dan bertahan terhadap

beban yang bekerja secara struktural. Faktor utama untuk dipertimbangkan dalam

merancang Curtain Wall adalah integritas struktural Curtain wall itu sendiri. Berdasarkan

jenisnya Curtain Wall dapat dikategorikan menjadi, Stick System, Unitized Systems, dan Semi

Untized Systems.

Material Curtain Wall

Pada umumnya curtain wall terdiri dari frame aluminium dengan bahan pengisi kaca,

aluminium composite panel atau material lain seperti beton pra cetak, batu alam dan plat

metal lain.

Integritas Struktural

Sebelum mempertimbangkan fungsi lain sebagai filter, Curtain wall harus dirancang untuk

mampu berdiri dan menerima beban baik dari material itu sendiri, seperti berat kaca, berat

aluminium, aluminium composite panel, metal sheet. dll atau gaya-gaya yang ditimbulkan

oleh faktor luar seperti angin hujan, salju, ekspansi alibat panas, gempa bumi.

Beban

Perlu diingat bahwa Curtain Wall adalah elemen arsitektural, semua beban yang diterima

akan disalurkan melalui sistem bracket atau fastener ke elemen struktural seperti balok

atau kolom pada bangunan tersebut.

Beban Mati

Seperti dijelaskan di atas beban mati berasal dari berat curtain wall itu sendiri, baik dari

mullion, transoms, kaca Anchor, dan elemen-elemen lain curtain wall.

Beban Angin

Angin merupakan faktor alam yang cukup rumit untuk diantisipasi dalam merancang

curtain wall, tanpa kombinasi dengan hujan dan salju, angin dengan kecepatan tinggi akan

mampu meruntuhkan curtain wall yang tidak dirancang dengan benar. selain harus

mempertimbangkan angin yang bertiup menuju bangunan (+ wind load) perancang harus

lebih berhati-hati terhadap angin yang meninggalkan gedung (- wind load). Tekanan positif

yang ditimbulkan oleh angin yang bergerak menuju gedung akan ditopang oleh semua

elemen struktural curtain wall, tetapi untuk tekanan angin negatif, hanya beberapa elemen

curtain wall yang bekerja untuk menahannya.

Beban Gempa

Beban akibat gempa bumi harus diperhitungkan, mengingat di Indonesia merupakan

wilayah potensi gempa. Curtain wall harus mampu mengakomodasi pergerakan bangunan

yang ditimbulkan oleh gempa bumi. Dalam merencanakan curtain wall harus

diperhitungkan agar sistem secara keseluruhan mampu menahan pergerakan bangunan

akibat gempa tanpa mengalami kerusakan atau kebocoran air. Sistem anchor Curtain wall

terhadap struktur bangunan mempunyai peran penting dalam menyelesaikan masalah ini,

tentu saja struktur utama bangunan juga harus dirancang untuk mampu mengakomodasi

gerakan akibat gempa.

Beban akibat Salju

Di daerah bersalju, sistem curtain wall harus juga mampu menahan beban akibat

akumulasi salju yang akan timbul. Karena sebagian besar curtain wall di rancang secara

vertikal, pertimbangan salju ini berlaku untuk curtain wall yang membentuk sudut lebih

dari 20 derajad.

Beban akibat Panas

Mengingat sebagian besar curtain wall adalah aluminium yang mempunyai koefisien

ekspansi panas yang sangat tinggi, hal ini akan menyebabkan ekspansi yang cukup tinggi

akan terjadi setelah beberapa lantai terakumulasi dalam perbedaan suhu yang tinggi. Hal

ini biasanya diatasi dengan detail gap dengan penyelesaian gasket.

Beban Akibat Ledakan

Dengan maraknya isu terorisme dan sejarah yang telah mencatat bahwa gedung dengan

curtain wall merupakan sasaran favorit peledakan. WTC, Alfred P. Murrah Federal Building

di Oklahoma City, Oklahoma. Di Amerika menjadi kewajiban bangunan publik untuk dapat

mengantisipasi serangan bom. Pendekatan keamanan terhadap serangan bom biasanya

diatasi dengan pemakaian kaca laminated, yang ketika pecah tidak akan berhamburan.

Curtain Wall--02

Pengantar

Dari pembahasan Curtain Wall--01 telah dijelaskan mengenai integritas struktural yang

harus dimiliki oleh Curtain Wall dan berbagai beban yang harus didukung oleh sistem

tersebut. Bila telah memenuhi kriteria-kriteria struktural, dan Curtain Wall tersebut telah

mampu berdiri secara kokoh dengan kemungkinan pembebanan yang akan terjadi, baik

dari berat material, beban hidup, beban angin dan bila beberapa beban bekerja secara

bersamaan, Sistem Curtain Wall harus mampu menahan dan mengakomodasi beban-beban

tersebut tanpa terjadi kerusakan pada sistem.

Fungsi sebagai Filter

Kriteria desain selanjutnya setelah terpenuhi integritas struktural adalah pemenuhan

fungsi Curtain Wall sebagai filter yang memisahkan antara luar dan dalam, dan

menciptakan ruang arsitektural yang nyaman dihuni. Setidaknya terdapat 5 fungsi filter

yang harus dimiliki oleh Curtain Wall.

1. Filter dan kontrol terhadap kebocoran udara.

2. Filter dan kontrol terhadap air hujan

3. Filter dan kontrol terhadap panas dan sinar matahari

4. Filter dan Kontrol terhadap suara

5. Filter dan kontrol terhadap kondensasi dan pengembunan

Curtain Wall ---3

Fungsi Curtain Wall sebagai Filter Udara

Telah dijelaskan pada artikel Curtain Wall --02 dan artikel sebelumnya Curtain Wall --01

Curtain Wall mempunyai fungsi sebagai filter, salah satu fungsi filter yang utama adalah

fungsi filter terhadap udara.

Fungsi Curtain Wall sebagai filter memungkinkan gedung yang dibungkus dengan curtain

wall dapat dihuni dengan nyaman di bagian interior memisahkan kondisi udara eksterior

dan interior, karakter udara yang disaring, meliputi Debu, Suhu, kelembaban dan faktor

lainnya.

Kebocoran udara merupakan suatu parameter sifat Curtain wall yang menentukan

keberhasilan desain sebuah cuetain wall. Hal ini dibahas lebih rinci di artikel The Effects of

Air Infiltration in Commercial Building pada situs facadedoctor.com

Nilai kebocoran udara pada Curtain wall dinyatakan dalam angka m3/m2/menit. Pada

Singapore Standard atau m3/jam/meter panjang celah (SNI 03-0573-1989, Syarat Umum

Jendela aluminium Paduan).

Sedangkan menurut ASTM standard yang diacu adalah ASTM E283

dijelaskan pada artikel Glazed Curtain Wall 2

Standardized air infiltration tests are performed in accordance with ASTM E 283, with

the same chambered curtain wall as static pressure water tests.

For fixed glazing, AAMA recommends limiting the allowable infiltration to 0.03 L/s per

square meter (0.06cfm per square foot) when the wall is tested at 300kPa (6.24psf)

pressure differential

Definisi dari Kebocoran udara, adalah jumlah volume udara yang mengalir melalui dinding

Curtain Wall, dalam m3 setiap m2 Curtain wall dalam satruan waktu tertentu (jam) ketika

Curtain wall tersebut mengalami perbedaan tekanan udara antara eksterior dan Interior

yang ditimbulkan oleh tekanan angin.

Dengan

pendekatan green Building dan green architecture, performa ini menjadi aspek yang

semakin diperhitungkan dan diperhatikan lebih seksama dalam perencanaan curtain wall.

Bila sebuah curtain wall tidak memenuhi syarat (angka) kebocoran udara yang disyaratkan

akan menyebabkan beban AC pada suatu gedung akan menjadi besar dan mengkonsumsi

sumber energi sangat besar dan terbuang percuma. Krisis energi yang terjadi di akhir

millenium ini adalah sumbangan arsitek seperti yang dijelaskan dalam Zero Energy

Building :

"Buildings use 40% of the total energy in the US and European Union."

Kebocoran udara sangat berhubungan erat dengan tingkat kebocoran lain, dengan tingkat

kebocoran udara yang tinggi sebuah Curtain wall biasanya akan gagal dalam memenuhi

fungsinya sebagai filter suhu, kelembaban udara, maupun suara, menjadikan ruangan tidak

nyaman dihuni dan boros energi.

Beberapa Standard Industri Internasional AAMA dan ASTM sebagai acuan metode test

kebocoran udara pada curtain wall dapat dilihat di artikel Building Envelope design guide

AAMA 501 Methods of Test for Exterior Walls

ASTM E283 (laboratory)

ASTM E783 (field)

NFRC 400 Procedure for Determining Fenestration Product Air Leakage

Apa itu Aluminium curtain wall? Banyak orang mungkin tidak mengerti apa ang di

maksud dengan aluminium curtain wall, bahkan curtain wall-nya sendiri banyak yang

tidak mengetahui artinya. Curtain wall mungkin bisa diartikan sebuah non structural

pelapis gedung yang bisa membuat gedung tersebut terhindar dari gangguan cuaca, dan

tentu saja sebuah curtain wall dikatakan non structural karena fungsinya hanya sebagai

pelapis saja, bukan sebagai penahan beban gedung. Dan rangka yang di dipergunakan

sebagai curtain wall, biasanya bersifat ringan sehingga dapat mengurangi biaya pembuatan

gedung, lagipula material yang di pergunakan sebagai curtain wall yaitu kaca berfungsi

dengan baik untuk memancarkan cahaya matahari kedalam gedung . Sebuah aluminium

curtain wall bukan hanya berfungsi sebagai pelapis tapi sebuah aluminium curtain wall

juga harus kuat dalam menahan tekanan baik tekanan cuaca maupun tekanan yang berupa

getaran. Oleh karena itu dalam pemasangan aluminium curtain wall ini dibutuhkan

banyak sekali perhitungan yang bisa mendukung pengerjaan dari aluminium curtain wall

ini.

SHEAR WALL adalah elemen structural yang digunakan untuk

menahan gaya lateral/horizontal/shear forces yg

sejajar bidang dinding :

� SLENDER WALLS diperuntukan bending deformation yang

dominant karena slender walls berperilaku sbg cantilever

action

� SQUAT/SHORT WALLS diperuntukan shear deformation yang

dominant karena SQUAT/SHORT walls berperilaku sbg truss

(rangka batang)

Pada bangunan tinggi tahan gempa umumnya gaya-gaya pada kolom cukup besar untuk menahan beban

gempa yang terjadi sehingga umumnya perlu menggunakan elemen-elemen struktur kaku berupa

dinding geser untuk menahan kombinasi gaya geser, momen, dan gaya aksial yang timbul akibat beban

gempa. Dengan adanya dinding geser yang kaku pada bangunan, sebagian besar beban gempa akan

terserap oleh dinding geser tersebut. Kolom-kolom dianggap tidak ikut mendukung gaya horizontal,

sehingga hanya didesain untuk menahan gaya normal (gaya vertikal) saja. Secara struktural dinding

geser dapat dianggap sebagai balok kantilever vertikal yang terjepit bagian bawahnya pada pondasi atau

basemen. Dinding geser berperilaku sebagai balok lentur kantilever. Oleh karena itu dinding geser atau

shear wall selain menahan geser (shear force) juga menahan lentur. Panjang horisontal dinding geser

biasanya 3-6 meter, dengan ketebalan kurang lebih 30 cm. Beberapa dinding geser dihubungkan oleh

plat lantai beton (sebagai difragma) membentuk suatu sistem struktur 3 dimensi. Dinding geser pada

umumnya bersifat kaku, sehingga deformasi (lendutan) horizontal menjadi kecil. Kerusakan pada

elemen non struktural (dinding pembagi ruang, elemen fasad, langit-langit) baru terjadi pada gempa

yang relatif kuat.

Kerja sama antara sistem rangka penahan momen dan dinding geser merupakan suatu keadaan khusus,

dimana dua struktur yang berbeda sifatnya tersebut digabungkan.

Dari gabungan keduanya diperoleh suatu struktur yang lebih kuat dan ekonomis. Kerja sama ini dapat

dibedakan menjadi beberapa macam sistem struktur yang tercantum dalam SNI 03-1726-2002,antara

lain sebagai berikut :

1. Sistem dinding penumpu yaitu sistem struktur yang tidak memiliki rangka ruang pemikul beban

gravitasi secara lengkap. Dinding penumpu atau sistem bresing memikul hampir semua beban gravitasi.

Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.

2. Sistem rangka gedung yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang pemikul beban

gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul dinding geser atau rangka bresing.

3. Sistem rangka pemikul momen yaitu sistem struktur yang pada dasarnya memiliki rangka ruang

pemikul beban gravitasi secara lengkap. Beban lateral dipikul rangka pemikul momen terutama melalui

mekanisme lentur.

4. Sistem ganda terdiri dari:

a). rangka ruang yang memikul seluruh beban gravitasi

b). pemikul beban lateral berupa dinding geser atau rangka bresing dengan rangka pemikul momen.

Rangka pemikul momen harus direncanakan secara terpisah mampu memikul sekurangkurangnya 25%

dari seluruh beban lateral

c). kedua sistem harus direncanakan untuk memikul secara bersama-sama seluruh beban lateral dengan

memperhatikan interaksi /sistem ganda.

5. Sistem struktur bangunan gedung kolom kantilever: (Sistem struktur yang memanfaatkan kolom

kantilever untuk memikul beban lateral)

6. Sistem interaksi dinding geser dengan rangka.

7. Subsistem tunggal yaitu Subsistem struktur bidang yang membentuk struktur bangunan gedung

secara keseluruhan.

Jenis dinding geser berdasarkan banyaknya dinding dibagi atas :

1. Dinding geser sebagai dinding tunggal (gambar 1.1a)

2. Beberapa dinding geser disusun membentuk CORE (gambar 1.1b)

Gambar 1.1a. dinding geser tunggal Gambar 1.1b. dinding geser core

Jenis dinding geser berdasarkan variasi susunan dinding geser dalam denah dibagi atas :

1. Dinding geser sebagai dinding eksterior (gambar 1.2a)

2. Dinding geser sebagai dinding interior (gambar 1.2b)

3. Dinding geser simetri (gambar 1.2c)

4. Dinding geser asimetri (gambar 1.2d)

5. Dinding geser penuh selebar bangunan

6. Dinding geser hanya sebagian dari lebar bangunan

Dinding geser dikategorikan berdasarkan geometrinya yaitu:

1. Flexural wall (dinding langsing), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≥ 2, dimana desain

dikontrol oleh perilaku lentur.

2. Squat wall (dinding pendek), yaitu dinding geser yang memiliki rasio hw/lw ≤ 2, dimana desain

dikontrol oleh perilaku geser.

3. Coupled Dinding geser(dinding berangkai), dimana momen guling yang terjadi akibat beban gempa

ditahan oleh sepasang dinding, yang dihubungkan oleh balok-balok perangkai, sebagai gaya-gaya tarik

dan tekan yang bekerja pada masing-masing dasar pasangan dinding tersebut.

Pada umumnya dinding geser banyak digunakan dalam sistem ganda dimana dinding geser memikul

sebagian beban horizontal akibat gempa atau rangka bresing. Dinding struktural yang umum digunakan

pada gedung tinggi adalah dinding geser kantilever dan dinding geser berangkai. Berdasarkan SNI 03-

1726-2002, dinding geser beton bertulang kantilever adalah suatu subsistem struktur gedung yang

fungsi utamanya adalah untuk memikul beban geser akibat pengaruh gempa rencana. Kerusakan pada

dinding ini hanya boleh terjadi akibat momen lentur (bukan akibat gaya geser). Perencanaan dinding

geser sebagai elemen struktur penahan beban gempa pada gedung bertingkat dilakukan dengan konsep

gaya dalam (yaitu dengan hanya meninjau gaya-gaya dalam yang terjadi akibat kombinasi beban

gempa), kemudian setelah itu direncanakan pembesian dinding geser seperti pada gambar 1.3b.

Perencanaan dinding geser selain dapat dilakukan sesuai dengan formula-formula yang ada dalam

peraturan yang mengatur tentang dinding geser dapat juga dilakukan dengan metode strut and tie

model. Strut and Tie model adalah suatu pendekatan satuan yang menganggap bahwa semua pengaruh

beban (M, N, V, T) bekerja secara serentak atau simultan. Pendekatan model Strut and Tie seperti pada

gambar 1.3a adalah salah satu metode yang berguna dalam perencanaan geser kritis dari struktur.

Model mempunyai pendekatan yang rasional terhadap batang pada struktur yang kompleks dengan

suatu pemodelan rangka yang sederhana dengan beberapa teknik dan peraturan yang membantu

perencana untuk dapat mengembangkan model yang ada.

Perancangan struktur beton berdasarkan limit analysis (anisis batas) telah banyak diselidiki oleh

berbagai peneliti. Berbagai penelitian terus maju dan mengalami perkembangan dan muncullah

berbagai model yang rasional yang dianggap cukup sederhana dan cukup akurat dalam aplikasianya. Dan

sampai saat ini model yang dianggap konsisten dan rasional adalah pendekatan STRUT AND TIE

METHODE. Dalam hal ini karena banyaknya peraturan dalam perhitungan beton struktur , maka yang

dibahas adalah ” STRUT AND TIE MODEL ”

Contoh gambar shear wall