Perpustakaan Digital ITB

Indonesia sebagai negara tropis memiliki paparan cahaya matahari yang berlimpah. Ironisnya, kondisi tersebut tidak dimanfaatkan dengan baik pada desain bangunan gedung, termasuk di antaranya bangunan sekolah. Terdapat dua manfaat besar pencahayaan alami siang hari (PASH) pada bangunan, yaitu penghematan energi bangunan dan peningkatan kinerja pengguna bangunan. Untuk dapat memberikan manfaat yang berlipat ganda, maka bangunan tipikal yang diamati haruslah berjumlah masif. Salah satu bangunan yang memiliki tipologi bangunan dalam jumlah masif adalah sekolah dasar (SD) negeri. Sampai saat ini tidak terdapat data profil kondisi PASH tahunan pada desain ruang kelas SD yang ada saat ini di Indonesia, serta belum terdapat regulasi yang secara spesifik mengatur PASH dalam ruang kelas SD di Indonesia. Dengan demikian, penelitian doktor ini bertujuan untuk menyusun kerangka kerja desain ruang kelas SD negeri yang optimal terhadap PASH, menggunakan pemodelan berbasis iklim, simulasi, dan optimasi secara komputasional. Kerangka kerja desain tersebut diharapkan dapat digunakan sebagai acuan untuk memperbaiki regulasi terkait PASH di Indonesia, serta untuk menemukan formulasi yang tepat untuk desain fasad pada bangunan SD, dengan mengambil studi kasus Kota Bandung dan Lhokseumawe. Hal ini akan membantu para perancang bangunan di Indonesia dalam memilih strategi desain yang sesuai untuk menciptakan ruang kelas bangunan SD yang optimal terhadap PASH. Secara menyeluruh, penelitian ini telah mendapatkan beberapa hasil. Pertama, berdasarkan evaluasi dari desain kelas yang sudah ada, ditemukan bahwa nilai rata-rata spasial dari metrik iluminansi cahaya alami tahunan (aUDI250-750lx) memiliki korelasi dengan desain kedalaman peneduh pada sisi depan dan belakang ruang kelas. Selanjutnya, telah diidentifikasi beberapa variabel masukan yang berpengaruh besar terhadap keluaran metrik pencahayaan matahari langsung (ASE1000,250), yaitu kedalaman peneduh koridor, WWR, dan elevasi peneduh pada koridor. Kedua, berdasarkan evaluasi desain dengan strategi massa bangunan, ditemukan beberapa variabel masukan yang berpengaruh besar terhadap kombinasi metrik- metrik iluminansi cahaya alami tahunan, yaitu sDA300/50% dan aUDI250-750lx, dengan metrik ASE1000,250, yaitu kemiringan dinding dan WWR. Dari hasil penelitian ditemukan bahwa variabel-variabel masukan yang terkait langsung dengan dimensi perangkat peneduh bersifat signifikan dalam menentukan kualitas PASH dalam ruang kelas di Kota Bandung dan Lhokseumawe. Ketiga, berdasarkan evaluasi interaksi antara kedalaman dan elevasi peneduh horizontal eksternal pada desain ruang kelas SD secara hipotetis, didapatkan bahwa elevasi peneduh berpengaruh besar terhadap mayoritas dari metrik PASH yang diamati dalam ruang kelas di Kota Bandung dan Lhokseumawe. Keempat, optimasi dilakukan terhadap variabel-variabel yang paling berpengaruh yang telah ditemukan pada tahapan sebelumnya, yaitu rasio bukaan terhadap dinding, kedalaman dan elevasi peneduh eksternal. Hasil ditemukan, solusi desain optimum telah berhasil memenuhi semua metrik PASH tahunan, termasuk metrik yang sebelumnya belum terpenuhi, yaitu aUDI250-750lx dan ASE1000,250. Solusi desain optimum cenderung dapat digeneralisasi dengan mengacu pada solusi-solusi desain optimum yang ditemukan pada orientasi 180°. Terakhir, formulasi dilakukan untuk mengusulkan model matematis yang dapat digunakan untuk memprediksi kinerja PASH tahunan pada kasus ruang kelas dengan peneduh eksternal simetris dan asimetris bilateral. Formulasi bertujuan supaya model yang diusulkan dapat diimplementasikan pada lokasi-lokasi lainnya di Indonesia. Adapun variabel iklim yang dapat digunakan sebagai prediktor adalah iluminansi global rata-rata tahunan, yaitu pada kasus ruang kelas dengan peneduh luar simetris bilateral. Pada kasus ruang kelas dengan peneduh luar asimetris bilateral, prediktor yang dapat digunakan adalah radiasi langsung pada bidang normal rata-rata tahunan dan radiasi matahari global rata-rata tahunan.