zeb (zero energy building)

EKOLOGI ARSITEKTUR STUDI LITERATUR DAN STUDI KASUS TENTANG ZERO ENERGY BUILDING

2014

UNIVERSITAS RIAU

DOSEN PEMBIMBING :

WAHYU HIDAYAT, ST, MURP

HADI GUSMARA

1207113580

EKOLOGI ARSITEKTUR

ZERO ENERGY BUILDING Page 2

STUDI LITERATUR ZERO ENERGY BUILDING

1. Defenisi Zero Energy Building

Zero energy, Populer dengan istilah zero energy building (ZEB), muncul di Eropa sekitar tahun

1980-an, meskipun baru 15 tahun belakangan menjadi gerakan besar dalam arsitektur. ZEB mulai

populer ketika permasalahan lingkungan merambah ke ranah arsitektur. Penghematan energi dalam

bangunan bukan lagi persoalan menghemat energi semata, tetapi merupakan bagian penting

memangkas emisi CO2.

Secara harfiah ZEB diartikan sebagai bangunan tanpa energi. ZEB merupakan pemahaman

tentang bangunan yang secara keseluruhan (net) tidak mengonsumsi energi yang bersumber dari listrik

negara (PLN) maupun bahan bakar fosil. Dengan kata lain, ZEB merupakan konsepsi bangunan yang

dapat mencukupi kebutuhan energinya sendiri dari sumber energi terbarukan, seperti matahari, angin,

air,bahan bakar nabati, biomassa, dan biogas. Meskipun demikian, mengingat beberapa sumber energi

terbarukan, seperti energi matahari dan angin, seringkali tergantung pada kondisi cuaca yang kadang

kala tidak mendukung, konsepsi ZEB masih membuka kemungkinan penggunaan energi fosil pada saat

tertentu. Pada saat lain bangunan harus mampu memproduksi energi terbarukan secara berlebih untuk

mengimbangi kekurangan energi pada waktu lain.

Konsepsi ZEB lebih mengarah pada total energi yang dikonsumsi bangunan, antara tekor energi

(energi yang dikonsumsi dari PLN dan generator minyak), dan surplus energy (energi yang dihasilkan

perangkat pembangkit energi di bangunan: sel surya, baling-baling, dan biogas). Secara keseluruhan

(net) konsumsi energi bangunan harus nol atau bahkan surplus (menghasilkan energi lebih dari yang

dikonsumsi). Konsepsi ZEB tidak terkait dengan energi yang digunakan saat pembangunan (konstruksi)

dan energi yang dikandung material bangunan (embodied energy) ketika material tersebut diproduksi,

tetapi lebih kepada energi operasional yang dikonsumsi bangunan per satuan waktu tertentu. Konsepsi

ZEB tidak lepas dari strategi konservasi energi bangunan yang maksimal, simultan dengan optimasi

produksi energi terbarukan untuk menopang kebutuhan energy bangunan. Tanpa strategi rancangan

bangunan hemat energi, konsepsi ZEB tidak akan pernah terwujud.

Zero Energy Building (ZEB) didefinisikan sebagai bangunan yang digunakan yang digunakan

sebagai hunian atau komerisal yang mampu mereduksi kebutuhan energi secara drastis sehingga

tercapai efisiensi, yaitu keadaan dimana tercapai keseimbangan kebutuhan energi yang disuplai dengan

energi terbarukan. Adapun Zero Energy Building dapat dibangun dengan beberapa cara, tergantung dari

tujuan yang ingin dicapai:

Net Zero Site Energy : Bangunan yang menghasilkan energi sebanyak jumlah energi yang

digunakan selama satu tahun dikalkukasi dari bangunan.

Net Zero Source Energy : Bangunan yang menghasilkan energi sebanyak jumlah energi yang

digunakan selama satu tahun dikalkulasi dari sumber energi. Sumber energi merupakan energi

primer yang dibutuhkan untuk menghasilkan dan menyalurkan energi ke bangunan.

EKOLOGI ARSITEKTUR


Net Zero Energy Costs : Bangunan yang menggunakan energi dengan total biaya yang sama

dengan jumlah biaya untuk menghasilkan energi.

Net Zero Energy Emissions : Bangunan yang menghasilkan emisi yang jumlahnya sama dengan

jumlah emisi yang digunakan untuk menghasilkan energi.

Net off-site zero energy use Sebuah bangunan dapat dianggap sebagai zeb jika 100% dari

pembelian energi yang berasal dari sumber energi terbarukan, bahkan jika energi dihasilkan dari

situs tersebut.

Off-the-grid Off-grid-ZEBs bangunan yang berdiri sendiri yang tidak terhubung ke fasilitas utilitas

energi off-site. Mereka membutuhkan didistribusikan pembangkit energi terbarukan dan

kemampuan penyimpanan energi (untuk saat matahari tidak bersinar, angin tidak bertiup,dll).

Sebuah energy autarki rumah adalah sebuah konsep bangunan di mana keseimbangan konsumsi

energi sendiri dan produksi dapat dilakukan berdasarkan jam atau dasar yang lebih kecil. rumah

Energi autarki dapat diambil off-the-grid.

EKOLOGI ARSITEKTUR


STUDI KASUS BANGUNAN ZERO ENERGY BUILDING

1. Pearl House

Arsitek : Skidmore Owings & Merril

Lokasi : Guangzhou

Klien : China National Tobacco Company

Luas bangunan : 212.165 meter persegi

Ketinggian bangunan : 71 lantai, 310 m

Iklim Guangzhou : panas dan sangat lembab - subtropis

Pearl River Tower yang berdiri kokoh di Guangzhou, China, disebut sebagai salah satu

arsitektur paling hemat energi di dunia. Dirancang oleh sebuah perusahaan yang berbasis di

Chicago, Skidmore, Owings & Merrill (SOM), tujuan awal dari desain Pearl River Tower adalah

untuk membangun sebuah gedung hemat energi. Bangunan megah itu mengonsumsi energi

60% lebih sedikit dari bangunan dengan ukuran serupa.

Caranya dengan memanfaatkan orientasi bangunan (timur), selimut bangunan,

pencahayaan dan sistim pengendalian gedung.

EKOLOGI ARSITEKTUR


Bangunan yang mempunyai selimut bangunan yang berbeda, dimana bagian selatan

dibuat 2 lapis untuk menghemat pemakaian sistim HVAC ( Heating, Ventilating and Air

Conditioning ).

Gambar perspektif Pearl River Tower 2) Solar Panel 3) Tenaga listrik turbin angin 4) Perangkap panas

matahari

Energi matahari dikumpulkan dalam dauble wall

facade. Kemudian di transfer ke lantai mkanis.

Energi yang ditransfer ke lantai mekanis dan

digunakan sebagai pemanas untuk sistem

dehumidification.

EKOLOGI ARSITEKTUR


SOM yang berbasis di Chicago merancang Pearl River Tower, gedung pencakar langit 71 lantai di

Guangzhou, Cina, dan selesai dibangun pada Maret 2011.

Untuk menjaga bangunan tetap dingin, gedung-gedung tinggi menggunakan sebagian besar

energi mereka untuk menjaga penghuninya tetap dingin. Panel surya di atap Pearl River (lihat gambar

No 2, di atas) memberikan kekuatan untuk window blinds logam berlubang yang secara otomatis

melacak matahari dan membuka-menutup untuk meminimalkan panas matahari. Panel surya skala

besar dipasang pada bangunan fasad juga untuk menghasilkan energi dari sinar matahari. Penggunaan

pencahayaan alami dimaksimalkan melalui kontrol yang merespon terhadap cahaya dan diintegrasikan

ke dalam sistem tirai otomatis. Tirai itu sendiri dilengkapi dengan sel fotovoltaik, jadi bahkan ketika tirai

ditutup, energi matahari masih tetap dapat dipanen.

Gambar Pearl River Tower, Guangzhou, Cina

Energi lain yang dimanfaatkan oleh bangunan ini adalah energi angin yang dihasilkan dari turbin

angin seperti pada gambar No 3, yang berada didalam empat celah bangunan. Celah turbin angin

tersebut mempunyai kecepatan angin sebesar 140 mph dan dapat menghasilkan 4% energi yang

dibutuhkan oleh bangunan.

Selain keindahan kulit luar dari bangunan, dinding eksterior dari Pearl River mempunyai celah

delapan inci untuk menyekap udara (image No 4). Ketika matahari dapat menembus kulit bangunan

double-glazed, panas tidak memasuki interior, tetapi terperangkap dicelah 8 inci tersebut dan naik

melalui penukar panas. Hal ini, dengan fitur-fitur lainnya, memungkinkan bangunan menggunakan

sistem AC yang 80% lebih kecil dibandingkan dengan gedung pencakar langit konvensional.

EKOLOGI ARSITEKTUR


2. BEDZED

Beddington Zero (fossil) Energy Development yang popular dengan sebutan BedZED, merupakan

sebuah kawasan perumahan dan kantor yang dirancang bebas menggunakan energi fosil. Arsitektur

hunian, kantor dan komunitas umum warga di kawasan Bedington, London

September 2008 Cathleen McGuigan menulis artikel di majalah Newsweek dengan judul

sensasional The Bad News About Green Architecture. Namun ternyata isinya tidak seheboh judulnya.

Dia hanya ingin mengatakan sebagian bangunan yang dirancang dengan konsep Hijau terlihat ugly

(janggal). BedZED yang dirancang dengan konsep green masih beruntung disebut funny oleh sang lady

penjaga kafe, bukannya ugly.

Berbagai macam penghargaan diraih BedZED sejak dibangun tahun 2000 dan dihuni Maret 2002,

di antaranya: Sustainable Design Awards, Housing Design Awards, World Habitat Awards, New Homes

Awards, Energy Globe Award, Innovative Building Services Awards, UK Solar Awards, London Lifestyle

Award, dan lainnya. Salah satu penghargaan yang penting adalah Housing Design Award for

sustainability dari Royal Institute of British Architects (RIBA). Gerakan merancang dan membangun

bangunan yang minim menimbulkan dampak negatif terhadap alam, lingkungan dan manusia muncul

sangat kuat di negara-negara maju. Kekhawatiran terhadap pemanasan global serta perubahan iklim

global yang tidak terkendali dan mengancam kehidupan manusia merupakan stimuli bagi para arsitek

untuk turut membantu memecahkannya. BedZED merupakan satu di antara ribuan proyek yan dibangun

dengan konsep green yang diharapkan mampu mengurangi dampak negatif pembangunan fisik

terhadap lingkungan dan bumi tempat manusia berpijak.

EKOLOGI ARSITEKTUR


BedZED dibangun di lahan yang tidak produktif. Pembangunan fasilitas ini diprakarsai oleh

Konsultan Lingkungan BioRegional dan kantor arsitek ZEDfactory. Realisasi pembangunan dilaksanakan

oleh Pengembang Kawasan Perumahan Peabody Trust. Dirancang oleh arsitek Inggris Bill Dunster

dibantu Konsultan Lingkungan BioRegional, konsultan teknik Ove Arup dan sejumlah konsultan di

berbagai bidang keilmuan, kompleks bangunan ini mengakomodasi 82 unit rumah bagi sekitar 220 orang

penghuni, fasilitas umum warga seperti klinik kesehatan, penitipan anak, toko-kafe makanan organik,

dan fasilitas olah raga indoor-outdoor, serta menyediakan sekitar 1600 m2 ruang kantor untuk sekitar

200 pekerja. Unit hunian bervariasi dari tipe tunggal, maissonette maupun town-house.

Zero Fossil Energy BedZED dirancang sedemikian rupa hanya mengandalkan sumber energi terbarukan yang

dibangkitkan di lokasi setempat tanpa penggunaan sumber energi minyak (fosil) sama sekali. Untuk

itulah fasilitas ini dijuluki Beddington Zero (fosil) Energy Development (BedZED). Kebutuhan listrik dan

pemanas ruang serta air panas diperoleh dari sel surya seluas 777 m2 yang diletakkan di bagian atap

setiap bangunan, ditambah generator pembangkit energi berbahan bakar biomass atau sampah

tumbuhan (gasifier).

EKOLOGI ARSITEKTUR


Monitoring yang dilakukan tahun 2003 atau setahun setelah BedZED digunakan menunjukkan

penggunaan energi pemanas sekitar 88% lebih rendah dari konsumsi energi pemanas bangunan setipe

pada umumnya, energi untuk air panas 57% lebih rendah, konsumsi listrik 3 kWh/orang per hari (11% di

antaranya diproduksi dari sel surya) atau 25% lebih rendah dari rata-rata konsumsi bangunan setipe di

Inggris.

Arsitektur Hijau BedZED merupakan blok-blok bangunan yang masing-masing terdiri dari tiga lantai yang

dirancang dengan pendekatan green architecture. Bangunan diletakkan sedemikian rupa menghadap

arah selatan-utara, di mana sisi selatan bangunan dibungkus dengan kaca tiga lapis (tripple glazing)

untuk memaksimalkan masuknya panas matahari dan meminimalkan pelepasan panas ke luar

bangunan. Bangunan ini dilengkapi sejumlah bukaan yang dapat dibuka-tutup terutama saat musim

panas untuk menghalau udara panas jika diperlukan.

Ruang kerja kantor ditempatkan di sisi selatan, sisi dominan datangnya sinar matahari, sehingga

kebutuhan penerangan alami dan penghangatan ruang sekaligus teratasi. Di atas ruang kantor ini di

tempatkan roof-garden, yang sekaligus merupakan halaman bagi setiap unit hunian. Penempatan roof-

garden dengan lantai beton tebal ini selain membantu penghuni mendapatkan sinar matahari dari sisi

selatan juga membantu mendinginkan ruang kantor di bawahnya saat musim panas.

Penempatan baling-baling di atap yang mengandalkan gerakan mekanis angin di luar membantu

pergerakan udara di dalam bangunan untuk menghalau udara panas keluar jika diperlukan, terutama

saat musim panas. Sekitar 52% material yang digunakan merupakan material terbarukan atau daur

EKOLOGI ARSITEKTUR


ulang yang diambil dari tempat yang berjarak kurang dari 50 km untuk meminimalkan konsumsi energi

transportasi

Dengan fasilitas yang ada, warga mengolah air kotor serta memanfaatkan air hujan untuk

keperluan sehari-hari disesuaikan dengan kebutuhan serta syarat kesehatan, sehingga konsumsi air di

kawasan ini sangat rendah dibanding konsumsi rata-rata warga Inggris.

Dari parameter ekologi, jejak ekologi (ecological footprint) BedZED hanya mencapai 3,20 gha

(globe hectares) jauh di bawah angka rata-rata jejak ekologi di Inggris yang mencapai 5,45 gha.

Rendahnya angka jejak ekologi mengindikasikan turunnya angka eksploitasi sumber daya alam. Hal ini

tercapai melalui rancangan arsitektur pasif hemat energi, penggunaan sumber energi terbarukan,

minimalisasi penggunaan kendaraan pribadi, dan perilaku warga yang hemat energi serta konsumsi

makanan organik.

Transportasi Hemat Energi Penggunaan kendaraan bermotor sangat dibatasi dengan membatasi jumlah tempat parkir.

Warga dituntut berjalan kaki, menggunakan sepeda atau transportasi umum untuk bepergian. Kawasan

perumahan ini dilengkapi dengan fasilitas mobil listrik bersama, di mana setiap warga dapat

menggunakannya.

Fasilitas charger listrik mobil dengan sumber energi photovoltaic sebesar 109 kW-peak tersedia

di arsitektur hijau : Arsitektur bangunan BedZED dirancang secara pasif yaitu mengoptimalkan panas

dan cahaya matahari, aliran udara alami, pengurangan panas saat Musim Panas,serta secara aktif

dengan memanfaatkan photovoltaic dan sumber energi biomassa. lahan parkir, mampu mengisi

kebutuhan energi 40 mobil listrik. Meskipun demikian, di luar kepentingan khusus, warga lebih memilih

berjalan kaki, menggunakan sepeda, atau bis kota ketika bepergian. Perjalanan dengan kendaraan

EKOLOGI ARSITEKTUR


bermotor yang dilakukan warga diukur berdasar jarak tempuh turun 65% dibanding angka rata-rata di

Inggris.

Perilaku Warga Laporan penelitian dari berbagai sumber memperlihatkan setelah beberapa tahun ditempati

terjadinya peningkatan interaksi sosial di antara warga BedZED. Dari 70 orang responden, 84%

menyatakan lingkungan sosial di BedZED lebih baik dari tempat tingal mereka sebelumnya, hanya satu

orang yang menyatakan sebaliknya. Setiap warga secara rata-rata mengenal 20 nama tetangganya dan

seorang responden bahkan mampu mengenali 150 nama tetangganya, suatu ukuran yang tinggi di

negara dengan kultur individualisme yang kuat. Sekitar 86% warga mengkonsumsi makanan organik dan

39% memenuhi sebagian kebutuhan makanannya sendiri dari hasil tanaman yang ditanam di halaman

atau di roof-garden. Penurunan penggunaan air hingga 58% atau hanya 72 liter/orang/hari (secara

umum di Indonesia minimum 200 liter/orang/hari), sekitar 60% sampah berhasil didaur ulang. Demikian

pula terjadi penurunan jejak ekologi (ecological footprint) rata-rata 11% setiap tahunnya,

EKOLOGI ARSITEKTUR


3. BCA ACADEMY

Sebagai penentu skema Green Mark untuk bangunan hijau Singapura, Building and Construction

Academy (BCA) telah memberi contoh bagaimana sebuah bangunan bisa disebut hijau (green). BCA

membangun kembali gedungnya yang disebut BCA Academy hingga menjadi sebuah kompleks

bangunan yang disebut zero energy building (ZEP) atau bangunan nol energi.

Disebut nol energi karena bangunan yang dirancang oleh DP Architect itu memproduksi energi

untuk keperluan sehari-hari dengan menggunakan panel tenaga matahari. BCA Academy juga

memanfaatkan kekayaan alam semaksimal mungkin.

Selain menggunakan tenaga matahari sebagai sumber energi, mereka juga menampung air

hujan untuk digunakan sebagai toilet. Hampir tidak ada sisi gedung yang tidak terkena sinar matahari

sehingga menghemat penggunaan listrik untuk penerangan, terutama di siang hari.

Dibandingkan dengan gedung-gedung dengan kapasitas serupa, penggunaan energi di BCA

Academy jauh lebih hemat. Berdasarkan tarif listrik 21,69 sen per kwh, bangunan ini berhasil

menghemat pengeluaran hingga 84.000 dollar Singapura per tahun.

Sejumlah fitur menarik dari bangunan seluas 4.500 meter persegi itu antara lain sistem peneduh

yang ditempatkan secara strategis sehingga bangunan terlindung dari terik matahari, namun interior

bangunan tetap mendapat cahaya alami.

Di negara tropis, penggunaan energi listrik terbesar adalah untuk air conditioner. Para arsitek

BCA menyiasati tingginya temperatur dengan tanaman rambat yang ditanam secara vertikal. Ada dua

manfaat sekaligus dengan sistem ini, yaitu dinding terlindung dari paparan langsung sinar matahari

sekaligus untuk menurunkan temperatur dalam ruangan.

EKOLOGI ARSITEKTUR


zeb (zero energy building)

Documents