Mendesain Green Building dengan Ecotectpenulis : Ismail Zain, ST email : de_zain@yahoo.co.id, hp: 081220068733

Trainer pada ELC Autodesk Training Centre

Jl Kedoya Angsana A II No. 35 Kedoya, Jakarta Barat

Telp. 062-021-5805828 , 062-021-5805829

Ingin praktis mendesain green building? Cobalah melirik software keluaran Autodesk ini, Ecotect Analysis namanya yang saat ini sudah dirilis versi terbarunya yakni versi 2011. Berbagai simulasi yang terkait dengan green building dapat dilakukan oleh Ecotect. Bila ingin bangunan anda dinilai melalui sistem rating GreenShip yang dikeluarkan oleh GBCI (Green Building Council of Indonesia) maka Ecotect mampu mengejar poin hingga 40 % dari keseluruhan penilaian. Kurang dari setengahnya tapi lumayan membantu ketimbang harus bergumul dengan berbagai rumus fisika bangunan yang “njlimet”. Tidak rugi untuk mencobanya, kan?

Munculnya fenomena Global Warming akibat peningkatan Emisi Gas Rumah Kaca, seakan-akan

mulai menyadarkan umat manusia akan kepongahan dan keserakahan yang selama ini - sadar

atau tidak - menjadi sumber dari segala kesengsaraan dan kerusakan di muka bumi. Polusi

lingkungan akibat industri maupun transportasi, penebangan hutan yang membabi buta,

pemakaian AC yang berlebihan, dan banyak perilaku-perilaku lainnya yang ujung-ujungnya

hanya akan merusak lingkungan.

Kesadaran untuk kembali memperhatikan alam menjadi wacana penting abad ini. Berbagai

konsep mulai bermunculan mulai dari back to nature, sustainable development, green product

dan yang mulai populer di kalangan para praktisi arsitektur adalah Green Building. Tapi jangan

salah, istilah “green” tidak sekedar terkait dengan penghijauan belaka. Lebih dari itu, bila

diringkas dari sistem rating Greenship, lingkup green building mencakup tiga aspek penting

yaitu efisiensi energi, konservasi sumber daya alam dan kenyamanan lingkungan. Oleh

karena itu sebaiknya kata green tidak dibaca sebagai “hijau” semata tapi lebih ke konsep

“ramah lingkungan”.

Bagaimana kita merancang sebuah bangunan yang “ramah lingkungan”? Berbagai faktor yang

mempengaruhi ketiga aspek di atas yang menjadi prasyarat green building perlu ditelaah lebih

lanjut. Elemen-elemen penilaian yang termasuk dalam aspek efisiensi energi antara lain

penggunaan material dengan insulasi yang cukup baik terhadap panas, sistem non AC pada

ruangan yang jarang pemakaiannya, desain bangunan dengan infiltrasi udara seminim mungkin,

penggunaan lampu hemat energi, pemanfaatan cahaya alami, penggunaan lux sensor,

penggunaan elemen tambahan untuk menghemat listrik pada lift dan eskalator, serta

pemanfaatan energi listrik dari Sumber daya alam yang dapat diperbaharui atau Green Energy

seperti Panel Surya ataupun Wind Turbin (kincir angin)

Dalam aspek konservasi sumber daya alam, penekanannya adalah pemilihan tapak pada lahan

yang tidak terpakai, penghematan pemakaian air (misalnya melalui penggunaan water fixture

yang hemat air dan pemanfaatan air hujan, air bekas wudhu maupun air hasil kondensasi AC),

penggunaan material bangunan yang ramah lingkungan (reuse/recycle, kayu bersertifikasi, dan

pemanfaatan material lokal), dan juga penghijauan minimal 40% dari keseluruhan site.

Sedangkan aspek kenyamanan lingkungan berkisar pada ketersediaan infrastruktur maupun

fasilitas umum, pengurangan polusi (melalui penyediaan fasilitas untuk pengguna sepeda,

mendorong penggunaan transportasi massal, tidak menggunakan zat yang membahayakan

lingkungan, introduksi udara luar ke dalam bangunan pada saat tertentu, pengendalian asap

rokok), lalu mereduksi peningkatan suhu lingkungan (penggunaan material dengan tingkat

reflektansi panas dan emisivitas yang rendah), dan yang terakhir adalah kenyamanan ruangan

(reduksi tingkat kebisingan, pengaturan kondisi termal ruangan yang tidak berlebihan, dan

kenyamanan visual ke arah luar).

Faktor-faktor yang mendukung suatu bangunan layak diberi atribut green building ternyata

cukup banyak. Untuk mencapai sertifikasi platinum pada Greenship, skor yang harus dicapai

minimal 70 poin. Sedangkan sertifikasi terendah yakni perunggu, minimal skornya adalah 33

poin.

Kenapa harus Ecotect ?

Sofware Ecotect bermula dari tesis doktoral Dr. Andrew Marsh pada School of Architecture and

Fine Arts, University of Western Australia. Setelah tesisnya, Software Ecotect banyak mengalami

perubahan, versi 2.5 merupakan versi komersial pertama yang dirilis tahun 1996, diikuti versi

3.0 tahun 1998, versi 4.0 tahun 2000, versi 5 tahun 2002, versi 5.5 tahun 2006 dan versi 5.6

tahun 2008. Selanjutnya Ecotect dibeli oleh Autodesk dengan menelorkan Autodesk Ecotect

2009 bulan Januari 2009, dan Autodesk Ecotect Analysis 2010 bulan Maret 2009. Saat ini

sudah ada keluaran versi 2011.

Latar belakang dibuatnya Ecotect adalah atas dasar keprihatinan Dr. Andrew Marsh terhadap

proses desain yang hanya memikirkan faktor estetika semata tanpa memperhatikan performa

bangunan. Berdasarkan penelitiannya, desain yang dilakukan secara efektif dari awal akan

mampu menekan biaya pada tahap konstruksi maupun pada tahap operasional.

Performa bangunan dinilai dari sejauh mana bangunan tersebut memiliki biaya operasional

yang lebih efisien tanpa mengurangi kenyamanan bagi penghuni maupun lingkungannya. Rata-

rata bangunan perkantoran di Jakarta mengkonsumsi listrik di atas 300 kWh/m2 per tahunnya.

Padahal bila didesain dengan benar, tidak mustahil biaya listrik bisa turun drastis seperti yang

dilakukan oleh Ir. Jimmy Priatman pada Gedung Perkantoran di Surabaya, yang berhasil

menekan hingga sekitar 80 kWh/m2 per tahunnya. Karya arsitektur ini telah meraih posisi ketiga

pada Lomba Bangunan Hemat Energi tingkat ASEAN.Oleh karena itu penurunan tingkat

konsumsi listrik menjadi salah satu prasyarat utama suatu bangunan dapat dinilai oleh GBCI.

Biaya penggunaan listrik berasal dari berbagai sumber, pemakaian AC memiliki kontribusi

terbesar hingga 60% dari keseluruhan konsumsi listrik. Urutan kedua adalah penerangan

sekitar 20 %.

Mendesain dengan proses yang benar mulai dari tahap basic design merupakan tantangan yang

harus dilalui oleh para arsitek kalau tidak mau terjerembab ke dalam kegagalan performa hasil

karyanya. Mendesain bangunan yang hemat energi, aman dan nyaman membutuhkan analisis

yang cukup kompleks. Menurunkan tingkat konsumsi listrik secara arsitektural bisa dimulai dari

menurunkan penggunaan AC melalui reduksi panas yang masuk ke dalam bangunan juga

penghematan penggunaan lampu melalui optimalisasi pencahayaan alami. Orientasi bangunan,

penataan zona ruang, desain bukaan maupun pemilihan material akan berpengaruh terhadap

tingkat panas ataupun cahaya yang masuk ke dalam bangunan.

Berbagai perhitungan telah dieksplorasi secara mendetil oleh sejumlah ahli fisika bangunan

agar kinerja panas maupun cahaya dapat dianalisis secara matematis. Namun para praktisi

bangunan di negeri ini masih belum terlalu familiar dengan perhitungan-perhitungan yang

cukup memusingkan kepala itu. Padahal matakuliah fisika bangunan sudah merupakan

matakuliah wajib di berbagai jurusan arsitektur di universitas-universitas.

Dengan Ecotect, permasalahan di atas dapat terjembatani. Perhitungan fisika bangunan yang

cukup rumit akan secara otomatis dilakukan oleh komputer. Ecotect berhasil memadukan cara

kerja arsitek yang lebih intuitif melalui fasilitas 3D nya dengan kemasan perhitungan fisika

bangunan yang mampu ditampilkan secara grafis sehingga mudah dipahami. Intinya, para

arsitek masih bisa bermain-main dengan bentuk tapi dengan nilai plus yakni tambahan konten

analisis yang lebih ilmiah melalui berbagai simulasi fisika bangunan mulai dari shading, lighting,

solar radiation, thermal, green material maupun green energy.

Contoh simulasi

Berbagai simulasi tersebut memerlukan sejumlah input seperti letak geografis, data iklim,

karakteristik material seperti properti termal, tingkat CO2 serta Embodied Energy (energi yang

dihabiskan dalam memproduksi suatu material), dan yang terakhir adalah input persyaratan

ruangan (jumlah penghuni, jenis kegiatan, waktu pemakaian, jenis pakaian yang dipakai

penghuni, level cahaya yang diinginkan, kelembaban dan kecepatan angin, tingkat infiltrasi

udara, sistem AC – apakah Full Air Conditioning, Natural Ventilation atau Mix-Mode, setting

comfort band dan juga tingkat efisiensi AC ) .

Data iklim yang diperlukan meliputi suhu udara, kelembaban relatif, radiasi matahari langsung

maupun tak langsung, kecepatan angin dan periode penyinaran. Data ini bisa diperoleh dari

data BMG setempat, namun untuk tingkat radiasi memerlukan diagram khusus untuk mengukur

tingkat radiasi yang diterima permukaan Bumi pada koordinat tertentu.

Properti termal suatu material menjadi elemen yang paling penting karena merupakan

penghadang pertama terhadap panas yang merambat masuk ke dalam bangunan. Dipilah dua

jenis material dikarenakan perbedaan properti termalnya, yang pertama adalah opaque

material , atau material tak tembus cahaya dan yang kedua adalah transparent material atau

material tembus cahaya. Secara logika Transparent material akan lebih banyak mentransfer

panas ketimbang opaque material.

Berbagai elemen yang terkait dengan opaque material adalah :

Reflectance, tingkat pemantulan radiasi oleh suatu material.

Solar absorption, tingkat penyerapan radiasi oleh suatu material.

Visible transmittance, tingkat panas yang ditransmisikan ke dalam bangunan.

Emissivity, tingkat radiasi balik yang dipancarkan oleh suatu material bila permukaannya

terkena radiasi matahari langsung maupun tak langsung.

Thermal decrement, Tingkat panas yang mencapai ruang dalam.

Time lag, adalah waktu yang diperlukan oleh aliran panas untuk merambat pada suatu

material terhitung mulai masuknya panas dari bagian permukaan luar hingga mencapai

ruang dalam. Time lag dipengaruhi oleh ketebalan material, tingkat konduktivitas,

spesific heat, density dan tingkat resistensi lapisan udara pada permukaan suatu

material

Admittance, Kemampuan material untuk menyerap dan memancarkan panas dari dan

ke udara. Admittance antara lain dipengaruhi oleh spesific heat dan density suatu

material.

U-value merupakan Jumlah aliran panas yang merambat pada setiap satuan luas suatu

material. U-value dipengaruhi oleh ketebalan material dan tingkat konduktivitasnya dan

tingkat resistensi lapisan udara pada permukaan suatu material.

Berbagai elemen yang terkait dengan transparent material adalah :

Reflectance, Visible transmittance, Admittance, U-value, Emissivity, seperti halnya pada

opaque material.

Solar Heat Gain, adalah tingkat panas yang ditransfer ke dalam ruangan yang

merupakan gabungan antara panas yang ditransmisi maupun yang diserap. Jenis

shading device atau peneduhan akan mempengaruhi juga tingkat solar heat gainnya.

Input material juga dilengkapi dengan kolom harga per satuan luas material terpasang sehingga

kita bisa memprediksi nilai konstruksi bangunan yang kita desain. Selain itu terdapat kolom

biaya pemeliharaan dan juga umur material agar kita bisa membandingkan berbagai alternatif

desain berdasarkan ekonomi bangunan mulai dari tahap konstruksi hingga tahap operasional

bangunan.

Ecotect dan Green Building

Sejauh mana Ecotect mampu membantu dalam merancang green building terutama untuk

sistem rating Greenship? Jawabannya adalah seperti pada pengantar tulisan ini, yakni 40 % atau

berpotensi mendapatkan 40 poin dari nilai maksimal 101 poin. Dengan kata lain level perunggu

sudah ada di tangan, tinggal menambah 30 poin lagi yang tidak terlalu berat untuk dicapai.

Meskipun hanya membantu sekitar 40 %, namun konten didalamnya membutuhkan

perhitungan yang cukup rumit. Ecotect dengan segala kemudahannya sanggup mengatasi

kerumitan tersebut. Apa sajakah item-item dalam green building yang dapat dianalisis melalui

Ecotect? Mari kita bedah satu persatu.

Konsumsi listrik tahunan

Parameter utama yang sering dimunculkan untuk bangunan hemat energi adalah apa yang

dinamakan EEI (Energy Efficient Index) atau dalam bahasa Indonesianya disebut IKE singkatan

dari Intensitas Konsumsi Energi. Bahkan bila bangunan kita ingin dirating dengan Greenship

maka hal ini menjadi salah satu prasyarat utama.

IKE diukur berdasarkan pemakaian listrik per tahunnya (dalam kWh) per satuan luas lantai

bangunan (m2). Dalam Greenship, parameter IKE untuk Perkantoran maksimal 220 kWh/ m2

pertahun, Hotel atau Apartemen maksimal 275 kWh/ m2 pertahun dan Mall maksimal 300

kWh/ m2 pertahun. Ecotect mampu mengkalkulasi cooling load (parameter konsumsi listrik

untuk penggunaan AC), penggunaan listrik oleh lampu dan penggunaan listrik oleh elemen-

elemen lainnya.

Konsumsi kebutuhan listrik per tahun

Nilai transfer Panas ke dalam Bangunan

Parameter kedua yang cukup penting adalah OTTV atau Overall Thermal Transfer Value yakni

nilai transfer panas yang merambat masuk ke dalam bangunan. Desain selubung bangunan

yang mampu menahan transfer panas hingga nilai OTTVnya mencapai 45W/m2 , dapat

dikategorikan sebagai green building. Parameter ini sebenarnya sudah diaplikasikan pada SNI

untuk konservasi bangunan hemat energi yang dikeluarkan oleh Kementerian Pekerjaan Umum.

Namun perhitungan untuk rumus OTTV sangatlah rumit. Dalam Ecotect, perhitungan akan

dilakukan oleh komputer. Kita tinggal memasukkan nilai properti materialnya kemudian pilih

simulasi Average Hourly Transmitted Radiation, dengan sedikit editing dari hasil analisis maka

akan muncul nilai OTTVnya.

Untuk mengurangi tingkat panas ke dalam bangunan, secara realtime Ecotect mampu

membantu para arsitek untuk mendesain elemen peneduh secara interaktif yang dengan

mudah dapat dibuat dan dimodifikasi secara tiga dimensi, pengkomposisian material berinsulasi

panas rendah yang dapat diatur secara fleksibel, dan juga penempatan bukaan yang mampu

mengantisipasi panas matahari melalui simulasi diagram matahari.

Integrasi pencahayaan buatan dengan pencahayaan alami

Selain melalui penggunaan lampu hemat energi, pemanfaatan cahaya alami diharapkan dapat

menurunkan beban pencahayaan buatan. Dalam Greenship pemanfaatan cahaya alami harus

diaplikasikan untuk sekurang-kurangnya 30% dari luas lantai keseluruhan dengan intensitas

cahaya alami minimal sebesar 300 lux. Penggunaan lux sensor untuk mengoptimalkan integrasi

antara pencahayaan buatan dengan pencahayaan alami juga akan menambah poin.

Tingkat efikasi lampu (lumens per watt) atau tingkat efisiensi energinya dapat dicek melalui

properti lampu dalam Ecotect. Ecotect juga akan dengan mudah mensimulasikan tingkat

intensitas cahaya di seluruh ruangan melalui tampilan visual yang menarik. Pengukuran efisiensi

lux sensor juga dapat dihitung dalam Ecotect.

Contoh Analisis Pencahayaan Alami

Sistem pengkondisian udara

Selain secara arsitektural, efisiensi penggunaan AC juga bisa dilakukan diantaranya dengan

pengaturan comfort band atau kondisi termal ruangan pada kisaran 25 – 26oC dan kelembaban

relatif 55%±10; pemakaian sistem non AC pada ruang koridor, tangga, WC dan lobi lift; tingkat

infiltrasi udara luar dari suatu desain bangunan dan pembatasan penggunaan AC melalui

introduksi udara luar saat kenyamanan termal berada dalam kategori nyaman. Dalam Ecotect

semua hal tersebut dapat diatur sebagai input sebelum dilakukan proses simulasi.

Perhitungan tingkat CO2 akibat penggunaan listrik

Perhitungan pengurangan emisi CO2 yang didapat dari penghematan energi di bawah IKE

dengan menggunakan konversi antara CO2 dan energi listrik. Ecotect memiliki fasilitas untuk

mengkonversi penggunaan energi listrik menjadi CO2 dalam satuan kg.

Green Energy

Penggunaan alternatif sumber energi listrik selain dari PLN ataupun dari bahan bakar fosil

merupakan hal penting dalam green building. Panel Surya ataupun Wind Turbin merupakan

pilihan yang bisa memberikan kontribusi bagi penghematan energi listrik. Persentase kontribusi

dari green energy ini harus mampu mencapai 0.5% dari dari daya listrik maksimum yang

dibutuhkan dalam gedung.

Penggunaan Panel Surya dan Wind Turbin dapat dianalisis dalam ecotect. Terdapat tipe objek

panel surya yang bisa secara fleksibel diatur ukurannya, lalu dilakukan simulasi untuk

mengetahui seberapa besar daya yang bisa dihasilkannya. Untuk menganalisis penggunaan

Wind Turbin harus didukung dengan software tambahan yakni WinAir agar didapat analisa

pergerakan anginnya, lalu diimport lagi ke ecotect untu dimunculkan hasil simulasinya sehingga

terbaca area mana pada sekitar bangunan yang memiliki pergerakan udara yang potensial bagi

pemanfaatan Wind Turbin.

Green Material

Penggunaan material yang bersifat “green” dapat diukur berdasarkan tingkat CO2 yang

dihasilkan saat material tersebut diproduksi dan Embodied Energy yakni jumlah energi yang

diperlukan untuk memproduksi suatu material. Bila menggunakan material bekas (reuse) atau

daur ulang (recycle) maka tingkat CO2 dan Embodied Energy-nya dianggap nol. Kita tinggal

memasukkan jumlah CO2 dan Embodied Energy suatu material ke dalam input material dan

secara otomatis Ecotect akan memunculkan diagram komposisi CO2 dan Embodied Energy

bangunan yang kita desain.

Pemandangan ke arah Luar Ruangan

Cakupan visual ke arah luar ruangan penting agar kesehatan mata penghuni bisa terjaga.

Parameternya melalui luasan jendela kaca yang dapat dicek dalam Ecotect.

Lansekap

Penghijauan dapat dicek luasannya secara mudah dengan mengklik semua bidang yang

dirender sebagai area hijau dan luasannya akan secara realtime terdeteksi.

Urban Heat Island

Penggunaan material dengan tingkat reflektansi dan emisivitas optimal akan mengurangi

sumbangan panas terhadap lingkungan sekitar. Simulasi panas lingkungan sekitar dapat

dimunculkan melalui parameter Mean Radiant Temperature.

Penutup

Upaya mendesain Green Building telah menjadi suatu keniscayaan untuk menyelamatkan

Bumi dari kerusakan yang lebih parah. Berbagai sistem rating seperti LEED di Amerika atau

GreenMark di Singapura telah diterapkan sejak lama. Mudah-mudahan sistem rating Greenship

yang sudah dirilis Maret tahun ini bisa diapresiasi oleh para praktisi bangunan di negeri ini.

Salah satu bangunan yang mendapat penghargaan platinum adalah Bangunan Direktorat Tata

Ruang Kementerian Pekerjaan Umum. Dan tentunya, penggunaan software seperti Ecotect

layak dipertimbangkan demi memudahkan kita dalam mendesain bangunan secara efektif

melalui simulasi-simulasi yang mampu memprediksi performa suatu bangunan hingga layak

disebut Green Building. Tapi kalau anda bingung mengutak-atik sendiri anda bisa mengikuti

training Ecotect di Autodesk Training Centre Kedoya, Jakarta Barat. Selamat mencoba.

REFERENSI

Konsil Bangunan Hijau Indonesia. Greenship - Kerangka Konsep Versi 2. Januari 2010.

Ismail Zain, ST. Modul Training Autodesk Ecotect Analysis. ELC Autodesk Training Centre

Kedoya, November 2010.