Ujian Tesis

DISTRIBUSI ALIRAN UDARA PADA PERUMAHAN BERPOLA GRID DI LAHAN BERKONTUR(Kampung Jacky Chan di Aceh Besar)

QURRATUL AINI - 3211 204 704

DOSEN PEMBIMBING: Dr. Eng. Ir. Dipl. Ing Sri Nastiti N.E., MTIr. I Gusti Ngurah Antaryama, Ph.D

PROGRAM MAGISTERBIDANG KEAHLIAN ARSITEKTUR LINGKUNGANJURUSAN ARSITEKTURFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA - 2013

Konfigurasi bangunan Efektifitas aliran udara di lahan berkontur

Pertanyaan - BAGAIMANA

Tatanan massa berpola grid dan orientasi kelompok massa

Distribusi aliran udara yang dipengaruhi topografi

PERMASALAHAN

Variasi topografi berpengaruh terhadap kondisi angin (Givoni, 1998)

Kombinasi antara desain dan karakteristik alam (Krishan, 2001)

Fenomena alam ketersediaan energi (Brenda dan Robert, 1991; Hegger, et. al,2007)

Solusi desain rumah dapat meminimalisir dampak terhadap lingkungan (Hawkes, et. al, 2002)

Adaptasi lingkungan fisik sistem penghawaan alami (Krishan, et. al, 2001; Hegger, et.al, 2007)

Adaptasi arsitektur kondisi lahan (landform) dan bentuk bangunan (builtform) (Krishan, et. al, 2001)

Latar Belakang - Pendahuluan

Sintesa Kajian Pustaka

• Karakteristik tapak pembentukan iklim mikro (Aynsley,

1977, Boutet, 1987 dan Samodra, 2006)

KONTEKS LINGKUNGAN

• Prinsip pergerakan angin, ditandai oleh kecepatan, arah dan turbulensi (Lechner, 2000, Boutet, 1987, Aynsley, 1977)

• Karakteristik tapak perilaku angin topografi: meningkatkan dan menurunkan pergerakan udara (Boutet, 1987 & Evans, 1980)

ALIRAN UDARA

• Topografi konfigurasi bangunan pada tapak distribusi aliran udara (Boutet, 1987 & Oke, 1978)

• Konfigurasi bangunan : pola massa dan orientasi (Boutet, 1987; Krishan,2001; Lechner, 2000; Olgyay, 1992)

• Jarak bangunan & ketinggian bangunan (Oke, 1978 & Johansson, 2006)

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ALIRAN UDARA

Metode Penelitian

Tujuan

• Mengevaluasi distribusian aliran udara tatanan massa berpola grid di lahan berbukit

Paradigma Postpositivisme

• Validitas internal dan eksternal meninjau fenomena dan hasilnya dapat diketahui pada kondisi berbeda

Metode

• Studi Kasus: Menginvestigasi fenomena dalam konteks nyata

• Simulasi CFD alat melihat interaksi

VARIABEL

TERIKAT: Distribusi Aliran Udara

- Kecepatan Angin

- Arah Angin

- Turbulensi

BEBAS: Konfigurasi massa & Karakteristik Tapak

- Pola Massa

- Orientasi

- Topografi

Perumahan Jacky Chan

Perumahan di Perbukitan Aceh Besar

• Orientasi pengembangan ke perbukitan pesisir

• 3 kelompok orientasi massa berpola grid

• Ketinggian kontur 15 – 120 m di atas permukaan laut

Dataran rendah berbukit (100-400m)

1:00 4:00 7:00 10:00 13:00 16:00 19:00 22:00

BMKG 1,48 2,37 4,2 3,97 1,94 0,98 0,63 0,99

Kruengraya 5,34 5,30 5,28 4,86 4,73 5,81 5,60 5,17

0

1

2

3

4

5

6

7

Ke

ce

pa

tan

An

gin

(m

/s)

Perbandingan Data Kecepatan Angin

temperatur udara kelembaban udara

V. BMKG < V. Kruengraya

• BMKG 12,64 km dari lokasi penelitian

• Kruengraya 7,74 km dari lokasi penelitian

• skala iklim: microclimate• kategori altitude: Dataran rendah

Menganalisa kebutuhan kecepatan angin terkait kenyamanan

Profil kecepatan angin pada saat pengukuran lapangan menunjukkan kecenderungan yang sama dengan profil kecepatan angin di daerah Krueng Raya

Arah angin simulasi Barat dan Timur

Perilaku Angin

Arah angin

Windshadow

Kecepatan angin

Arah angin dari Barat membentuk windshadow yang rendah dan kecepatan anginyang tinggi dibandingkan dengan arah angin dari Timur

• Kecepatan angin meningkat pada rasio H/W kecil dan sebaliknya

• Jarak >, rasio H/W <• Kecepatan angin tinggi pada rongga yang

dipengaruhi elevasi

• Kecepatan angin tidak menunjukkan pengaruh yang signifikan terhadap besar kecilnya rongga

• Pengalihan angin dari bagian atas bukit

• Pengaruh jarak terlihat pada arah angin dari Barat

• Kecepatan angin meningkat pada rasio H/W kecil

• Kecepatan angin pada rongga yang dipengaruhi topografi dengan H/W 0,5-0,99 = kecepatan angin pada rongga di elevasi yang sama dengan H/W<0,5

• Pengaruh topografi menciptakan aliran udara yang lebih baik

• Windshadow tinggi dan pergerakan udara rendah kelompok massa Barat-Timur

Geometri bangunan yang tegak lurus terhadap arah angin membentuk windshadow 2D

• Pola massa yang disusun grid di lahan berkontur mampu memperbaiki distribusi aliran udara di sekitar bangunan.

• Pola grid pada lahan berkontur yang disusun menyudut terhadap arah angin yang datang dari bagian bawah bukit, menciptakan aliran udara yang lebih merata.

• Pola grid yang tegak lurus terhadap arah angin pada lahan berkontur, menciptakan aliran udara yang lebih baik dibandingkan pada lahan datar.

Geometri bangunan yang menyudut terhadap arah angin membentuk windshadow 2-3/4 D

3. Pengaruh TopografiAliran Udara _ Prosentase Kontur

• Pengaruh topografi untuk setiap % kemiringan, terlihat pada arah angin dari Barat

• Semakin tinggi % kemiringan kontur, kecepatan angin semakin tinggi

• Kecepatan angin terendah kelompok massa Barat-Timur tegak lurus terhadap arah angin

Parameter Desain Kecepatan Angin (m/s)

0-10% 11-20% 20-29% >30%

Barat Daya-Timur Laut

Layout 0-0,4 0-0,8 0-1,2 0,8-1,2

Rasio H/W (kontur) - - 0,2-1,2 -

Barat –Timur

Layout 0-0,7 0-0,7 0,2-1,1 0,5-0,7

Rasio H/W (kontur) 0,2-0,5 0-0,2 - -

Barat Laut –Tenggara

Layout 0-0,5 0-1,3 0-1,3 -

Rasio H/W (kontur) 0-0,5 0-1,3 0-1,3 -

Pengaruh TopografiAliran Udara _ Bidang Terpapar

• Bidang paparan hanya terbentuk pada arah angin dari Barat

• Orientasi menyudut 2 bidang terpapar

• Orientasi tegak lurus 1 bidang terpapar

• Ketinggian kontur 5m dan 2,5m bidang paparan 100% dan 50%

• Kecepatan angin tinggi pada % bidang paparan yang tinggi

4. Efektifitas Aliran Udara

• Angin dari Timur rata-rata kecepatan angin < 0,5 dibawah standar kebutuhan angin yang dapat memperbaiki zona nyaman

• Orientasi menyudut V= 0,4-0,9 m/s mampu memperluas zona nyaman

• Orientasi tegak lurus V= 0,2-0,5 < standar kebutuhan angin nyaman

• Cooling effect 0,2-2 m/s umumnya memberikan efek pendinginan, namun kecepatan > 0,5 m/s memperluas zona nyaman

• V. Bidang terpapar: 0,5-1,3 tidak mampu memberikan pendinginan secara konveksi, karena V < 2,5 m/s (Defraeye et. Al, 2011)

V (m/s)Cooling

effect (K)

0,59 2,15

0,59 2,18

0,58 2,14

0,58 2,14

1,13 4,13

1,26 4,62

1,06 3,88

0,63 2,33

V (m/s) simulasi

B T

BD-TL : 0,6-0,9 0,4-0,6

B-T : 0,2-0,5 0,2-0,3

BL-Tg: 0,4-0,7 0,2-0,4

Kesimpulan• Arah yang berasal dari bagian bawah bukit (Barat) berpotensi mengalirkan

udara ke sekitar bangunan

• % windshadow pada massa berpola grid di lahan berkontur < % windshadow di lahan datar. Kecepatan terendah dan windshadow tertinggi tercipta pada orientasi kelompok massa yang tegak lurus terhadap arah angin

• Kecepatan angin meningkat meningkatnya elevasi dan % kemiringan tapak. Semakin besar bidang paparan, kecepatan angin semakin tinggi

• Kecepatan angin pada kelompok massa yang menyudut terhadap arah angin mampu memperbaiki zona nyaman dibandingkan kecepatan angin pada kelompok massa yang tegak lurus terhadap arah angin. Pendinginan konveksi tidak tercipta pada bidang terpapar

Massa berpola grid di perbukitan menciptakan perilaku angin yang berbeda

dengan massa berpola grid di lahan datar. Hal tersebut dipengaruhi oleh

kondisi topografi, dimana dapat meningkatkan dan menurunkan kecepatan

angin orientasi badan bukit terhadap arah angin

Kinerja ventilasi pada internal bangunan, dengan mengevaluasi material dan posisi bukaan, yang dipengaruhi oleh lingkungan di

perbukitan tepi pantai.

Saran

• Pola massa grid di area berbukit dapat diterapkan untuk memaksimalkan penghawaan alami.

• Kelompok massa berpola grid yang menyudut terhadap arah angin sangat cocok diterapkan pada perumahan

• Pola grid yang tegak lurus terhadap arah angin, dapat diterapkan pada lahan datar dengan jarak dua kali lebar bangunan (2D)

CFD terbatas dalam pendefinisian model yang memiliki patahan kompleks, sehingga digunakan program Adobe Photoshop CS dalam

mendefinisikan hasil simulasi, sehingga diperlukan simulasi yang mampu menggambarkan kondisi lingkungan eksternal secara detail.

PENGEMBANGAN TEORI

METODE

REKOMENDASI DESAIN

Terima Kasih Atas Saran dan

Masukannya