[caption id="attachment_407324" align="aligncenter" width="626" caption="www.freepik.com"][/caption]
Suhu permukaan bumi yang terus meningkat menimbulkan efek yang signifikan yaitu perubahan iklim yang drastis, alias pemanasan global. Semenjak revolusi industri, dalam beberapa dekade terakhir suhu bumi meningkat sekitar 2 derajat dan pada tahun 2100 diperkirakam suhu bumi naik hingga mencapai 58 derajat. Kondisi ini diawali oleh kerusakan ekosistem di alam yang sangat parah dan mulai habisnya sumber daya alam. Kondisi ini juga menjadi bencana ekologis yang akan mengancam kualitas hidup manusia, kecuali kita mulai “melek lingkungan”.
[caption id="attachment_407325" align="aligncenter" width="528" caption="Holcim Sustainable Construction dalam Widigdo, 2008"]
14280211171757563221
[/caption]Beberapa sumber menyatakan bahwa bangunan atau arsitektur menjadi yang paling banyak mengkonsumsi energi ketimbang sektor-sektor lain seperti sektor industri atau transportasi. Logika ini masuk akal karena area permukiman, bangunan komersial, bangunan perkantoran, atau bangunan fasilitas-fasilitas publik memenuhi hampir seluruh wilayah dimuka bumi ini.
[caption id="attachment_407326" align="aligncenter" width="288" caption="FutureArc dalam Widigdo, 2008"]
1428021159655398497
[/caption]Pemanasan global yang terjadi akhir-akhir ini tidak dapat hanya dikurangi dengan upaya penggunaan energi yang efisien saja, tetapi harus ada upaya lain yang berpihak pada penggunaan sumber daya alam secara keseluruhan dengan menjaga keberlangsungan sumber daya alam. Kerusakan alam yang secara ekologis sudah demikian parah, kini sudah saatnya dipikirkan dengan pendekatan dengan pengertian kearah ekologi. Upaya tersebut harus dilakukan oleh setiap manusia disegala kegiatannya untuk menyelamatkan kualitas alam yang akan menjamin kualitas hidup manusia. Pada setiap rancangan kegiatan manusia termasuk rancangan bangunan diharapkan juga berpihak pada keselarasan dengan alam, melalui pemahaman terhadap alam. Pemahaman terhadap alam dengan menggunakan pendekatan ekologis diharapkan mampu menjaga keseimbangan alam.
Fenomena Gedung Pencakar Langit
Di kota-kota besar di Indonesia seringkali dijumpai penyelesaian desain arsitektur perkotaan yang tidak tanggap terhadap lingkungan, terutama terhadap iklim tropis. Contoh yang paling terlihat adalah pada bangunan-bangunan tinggi / pencakar langit. Bangunan-bangunan ini biasanya menggunakan material kaca pada seluruh bagian luarnya karena dianggap dapat menyelesaikan aspek estetika bangunan dan mengurangi efek masuknya panas matahari ke dalam ruangan. Namun, hal ini menimbulkan dampak lain berupa efek panas yang lebih besar karena penggunaan pengkondisian udara buatan (AC) untuk mengkondisikan suhu ruangan. Selain itu, pemakaian material kaca berdampak pada munculnya radiasi panas yang ditimbulkan dari pantulan kaca terhadap lingkungan sekitarnya.
[caption id="attachment_407327" align="aligncenter" width="602" caption="www.earthtimes.org"]
1428021196426976369
[/caption]Lingkungan sekitar bangunan pencakar langit pun juga seringkali tidak tanggap terhadap lingkungan dengan penyelesaian sistem perkerasan seperti jalan, jalur pedestrian, open space. Fungsi terbuka untuk publik banyak yang menggunakan material paving block dengan alasan kemudahan dalam perawatan. Material aspal dan paving block mempunyai potensi memantulkan panas matahari yang cukup besar dan mengakibatkan radiasi panas yang luar biasa. Penyelesaian perkerasan yang semakin luas juga akan mengurangi kemampuan tanah dalam menyerap air hujan dan mengakibatkan banjir.Biasanya di lingkungan perkotaan dengan banyak bangunan tinggi juga sangat minim vegetasi dan unsur air, sehingga suhu lingkungan menjadi sangat panas dibandingkan suhu lingkungan di luar kota, yang kemudian dikenal dengan efek urban heat island.
Wind Shadow dan Wind Turbulent
Bangunan tinggi menciptakan wind shadow (daerah bayangan angin). Ketinggian bangunan berpengaruh pada jarak daerah bayangan angin. Semakin tinggi bangunan, semakin panjang daerah bayangan angin dan semakin kecil kecepatan angin dalam daerah di bawah aliran angin (daerah bayangan angin), misalnya di daerah belakang bangunan dan jalan.Selain itu, bangunan tinggi menciptakan wind turbulent karena ketinggian bangunan yang berbeda dengan bangunan di sekitarnya menahan angin. Wind turbulent membuat polusi udara terkonsentrasi di daerah tersebut. Demikian juga di derah wind shadow karena angin tidak melewati daerah tersebut.
[caption id="attachment_407328" align="aligncenter" width="480" caption="footage.framepool.com"]
14280213442072586223
[/caption]Urban Heat Island
Dalam kaitannya dengan fenomena urban heat island, bangunan tinggi menerima radiasi matahari dan memantulkannya ke bangunan rendah dan lingkungan di sekitarnya, di mana radiasi matahari itu berubah menjadi panas yang memenuhi kawasan perkotaan. Luas dan kepadatan area yang ada disekitar bangunan tinggi akan berdampak pada suhu udara kawasan. Ditambah bila lingkungan tersebut minim penghijauan dan unsur air semisal sungai, sehingga proses evaporasi (penguapan) akan sangat kecil sehingga suhu lingkungan menjadi panas.
[caption id="attachment_407329" align="aligncenter" width="645" caption="klorotechpavers.com"]
142802138315599377
[/caption]Penggunaan Material Kaca
Bidang kaca sebagai elemen fasad bangunan tinggi ikut menentukan karakter arsitektur dan kinerja energi sebuah bangunan. Bidang kaca disamping diperlukan untuk penyediaan pemandangan juga untuk untuk penerangan alami. Fungsi yang disebut terakhir sering kali disertai oleh peningkatan panas pada bangunan, khususnya di daerah beriklim tropis lembab.
[caption id="attachment_407330" align="aligncenter" width="560" caption="http://rdh.com/the-inveitable-issue-with-igus/"]
1428021501304829302
[/caption]Dalam penelitian Santoso dan Antaryama (2005), kinerja energi akibat pengaruh pemakaian kaca lebih besar pada besar perolehan panas radiasi karena menyebabkan pertambahan beban panas yang sangat besar, yang selanjutnya menambah kebutuhan energi untuk pendinginan. Sedangkan pengurangan energi untuk pencahayaan akibat pertambahan perolehan cahaya alami, jauh lebih kecil dibanding pertambahan energi untuk pendinginan tersebut. Artinya, sebenarnya bangunan tinggi tidak perlu berlebihan menggunakan material kaca karena hanya akan memanaskan ruangan dan pasti mengandalkan AC yang berlebih. Harusnya lebih diutamakan desain pasif yang memasukkan sirkulasi udara alami sehingga lebih hemat energi.
Bangunan Tinggi Menutup Akses Cahaya Alami ke Lingkungan Sekitar
Bangunan-bangunan tinggi dalam sebuah kota memiliki dampak menutupi akses cahaya matahari terhadap bangunan yang lebih rendah. Keadaan ini tentunya dapat berakibat buruk jika bangunan yang lebih rendah di sekitar bangunan tinggi tersebut terus menerus tidak memperoleh pencahayaan alami. Bangunan tersebut kemudian terpaksa menggunakan pencahayaan buatan untuk mendukung aktivitas di dalamnya sehingga penggunaan energi untuk pencahayaan berlangsung siang dan malam. Penggunaan energi terus-menerus ini tentu merupakan pemborosan energi yang sangat besar.
[caption id="attachment_407331" align="aligncenter" width="560" caption="www.mosesong.com"]
14280217481758652704
[/caption]Desain Ramah Lingkungan sebagai Solusi
Menanggapi berbagai permasalahan bangunan tinggi, maka desain harus disertai kesadaran ramah lingkungan. Tidak hanya mementingkan kenyamanan dalam ruangan saja, tapi juga bagaimana dampaknya ke lingkungan. Lebih bagus lagi jika bisa memanfaatkan sifat dan perilaku lingkungan untuk menciptakan energi alternatif agar energi bangunan lebih hemat, misalnya memanfaatkan energi solar, angin, atau air.
Konfigurasi Antar Bangunan yang “Terukur”
Bangunan tinggi yang tujuannya untuk mengatasi keterbatasan lahan dan pengurangan penutupan permukaan tanah dengan bangunan harus benar-benar mampu mempertahankan bahkan menciptakan ruang terbuka baru. Bangunan tinggi dan besar memiliki dampak besar bagi lingkungan sekitarnya. Bangunan tinggi harus tetap berperan bagi lingkungan disekitarnya terutama lingkungan dengan ketinggian berlevel rendah (low rise) atau lingkungan terbuka di sekitarnya. Pengaruh yang dimunculkan salah satunya adalah ventilasi kawasan yang akan mempengaruhi kenyamanan termal di sekitarnya. Dimensi, jarak antar bangunan, dan posisi bangunan memiliki pengaruh terhadap kondisi termal lingkungan.
[caption id="attachment_407332" align="aligncenter" width="543" caption="thebritishgeographer.weebly.com"]
1428021783922126615
[/caption]Bentuk, Orientasi, dan material Bangunan
Bentuk dan orientasi bangunan sangat mempengaruhi pola pergerakan udara di lingkungannya.Bentuk yang dimaksud meliputi ketinggian, lebar, bentuk, dan denah bangunan. Orientasi bangunan adalah bagaimana mengatur arah hadap bangunan untuk menyesuaikan arah datangnya angin dan menentukan efek pergerakan udara yang diterima bangunan maupun ruang luar. Gedung Kementrian PU yang sekarang ini menjadi salah satu contoh desain bangunan tinggi yang sangat memperhatikan faktor bentuk dan orientasi sehingga memiliki energi yang relatif sangat kecil untuk ukuran bangunan sebesar itu.
[caption id="attachment_407333" align="aligncenter" width="560" caption="http://www.news.tridinamika.com/2337/ini-diapemenang-penghargaan-efisiensi-energi-nasional-2013"]
1428021955393580125
[/caption]Orientasi bangunan berpengaruh pada temperatur udara kawasan sehingga aspek tersebut harus diperhatikan dalam proses penataan kawasan. Namun pengendalian temperatur udara kawasan tidak hanya dipengaruhi oleh orientasi bangunan saja, tetapi juga oleh bahan penyusun dinding yang berperan sebagai penerima dan penyimpan kalor. Penataan penggunaan bahan bangunan dapat membantu mengoptimalkan penataan orientasi yang kurang baik.
Penghalang Cahaya Matahari / Sun Shading
Di Indonesia sendiri, perancangan bangunan yang memanfaatkan pembayangan untuk penghematan energi dapat dilihat dalam karya-karya Paul Rudolf, seperti Wisma Dharmala Jakarta dan Surabaya. Dalam kedua gedung itu, Paul Rudolf mengintegrasikan pembayangan dalam desain keseluruhan bangunan, seperti di Wisma Dharmala Jakarta terdapat teras-teras yang berfungsi untuk memberikan pembayangan lantai di bawahnya, sedangkan Wisma Dharmala Surabaya menggunakan konsep candi sebagai bentuk bangunannya dengan alat pembayangan yang diintegrasikan dalam fasad bangunan.