Arsitektur Tropis Berkelanjutan

Daerah tropis yang memiliki karakteristik suhu tinggi, kelembaban, dan paparan radiasi matahari, akan menimbulkan tantangan tersendiri terhadap penggunaan energi dalam bangunan. Peningkatan krisis energi dan isu lingkungan telah mendorong perlunya transisi menuju arsitektur dan praktik pembangunan yang lebih berkelanjutan. Artikel ini bertujuan untuk menyoroti strategi efisiensi energi bangunan yang efektif dalam rangka mendorong berkembangnya arsitektur tropis berkelanjutan. Adapun poin yang dibahas adalah:

1. Menentukan indikator kinerja utama (KPI) yang relevan dalam arsitektur tropis berkelanjutan.
2. Menganalisis hubungan antara konsumsi energi dan unsur desain arsitektur dalam bangunan tropis.
3. Merekomendasikan strategi desain arsitektur tropis berkelanjutan.

Konstruksi berkelanjutan bertumpu pada tiga aspek utama: keberlanjutan lingkungan, sosial, dan ekonomi. Keberlanjutan lingkungan bertujuan untuk mengurangi dampak ekologis bangunan dengan meningkatkan efisiensi sumber daya, penghematan energi, dan pemilihan material. Keberlanjutan sosial berfokus pada penciptaan lingkungan binaan yang dapat memberikan dampak positif bagi kesehatan fisik, mental, serta kenyamanan penghuni. Sementara itu, keberlanjutan ekonomi menjamin keberlangsungan bangunan dalam jangka panjang melalui desain, operasional, dan perawatan yang efisien dari segi biaya.

Arsitektur Berkelanjutan menitikberatkan pada penggunaan elemen desain pasif seperti pengaturan orientasi bangunan, pelindung matahari, ventilasi, dan pencahayaan alami untuk memaksimalkan efisiensi energi. Selain itu, integrasi teknologi terbarukan seperti energi surya dalam sistem bangunan menjadi langkah penting untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil. Pemilihan material yang mengutamakan sumber daya lokal dan daur ulang juga mendukung aspek keberlanjutan lingkungan dan ekonomi.

Perkembangan Praktik Konstruksi Berkelanjutan

Sebelum era Revolusi Industri, praktik pembangunan dipengaruhi oleh kebutuhan dan hubungan erat dengan lingkungan alam. Material yang digunakan berasal dari sumber daya lokal yang mudah ditemukan, dengan fokus pada ketahanan serta efisiensi energi. Arsitektur Vernakular, atau gaya bangunan tradisional di banyak daerah di Indonesia, menjadi contoh nyata dari pendekatan ini.

Revolusi Industri membawa perubahan ke arah produksi massal dan penggunaan material bangunan yang terstandarisasi, yang sering kali berdampak negatif terhadap lingkungan. Namun, kekhawatiran mengenai menipisnya sumber daya dan pencemaran mulai muncul pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20. Sedangkan pada paruh kedua abad ke-20, perhatian terhadap keberlanjutan dalam arsitektur dan konstruksi semakin meningkat. Krisis energi pada tahun 1970-an mendorong inovasi dalam praktik dan teknologi pembangunan yang lebih hemat energi. Sistem penilaian bangunan hijau, di Indonesia seperti Greenship GBCI (Green Building Council Indonesia) yang diperkenalkan pada tahun 2009, menjadi salah satu panduan bagi arsitek, insinyur, dan kontraktor dalam menciptakan bangunan yang lebih ramah lingkungan di Indonesia.

Konstruksi berkelanjutan saat ini menerapkan pendekatan menyeluruh yang mempertimbangkan seluruh siklus hidup bangunan, mulai dari tahap perencanaan hingga proses pembongkaran. Aspek-aspek yang dipertimbangkan meliputi pemilihan lokasi, sumber material, efisiensi energi, penghematan air, serta pembongkaran bangunan yang dilakukan secara bertanggung jawab di akhir masa pakainya. Adanya peningkatan perhatian terhadap dimensi sosial dan ekonomi dari keberlanjutan, dengan memastikan bahwa proyek konstruksi mendukung kesehatan dan kesejahteraan sekaligus tetap mempertahankan stabilitas finansial ekonomi.

Dengan demikian perkembangan praktik konstruksi berkelanjutan adalah proses yang terus berjalan. Bersama kemajuan teknologi dan meningkatnya tantangan lingkungan, sektor konstruksi wajib terus berinovasi dan beradaptasi untuk membangun masa depan yang lebih berkelanjutan bagi generasi yang akan datang.

Tantangan Dan Tren Masa Depan Dalam Konstruksi Berkelanjutan

Walaupun memberikan manfaat bagi lingkungan, konstruksi berkelanjutan masih dihadapkan pada berbagai hambatan yang menghalangi pengadopsian secara luas. Salah satu tantangan terbesar adalah tingginya biaya awal untuk mengintegrasikan teknologi dan material ramah lingkungan dalam proyek pembangunan. Kebutuhan investasi awal untuk fitur berkelanjutan sering menjadi faktor yang menghalangi pengembang dan klien, terutama di daerah yang memiliki sedikit insentif finansial bagi konstruksi berkelanjutan.

Di samping itu, kurangnya tenaga kerja terampil dan kesadaran mengenai praktik konstruksi berkelanjutan menjadi tantangan yang signifikan. Oleh karena itu, pengembangan kapasitas dan program pelatihan yang dapat memberikan pengetahuan dan keterampilan yang dibutuhkan profesional dalam menerapkan desain dan teknik konstruksi berkelanjutan menjadi hal yang sangat menentukan.

Namun demikian, sektor konstruksi menunjukkan peningkatan dalam penerapan praktik berkelanjutan. Kemajuan dalam bidang teknologi dan desain membuka peluang bagi pembangunan yang lebih ramah lingkungan dan tahan lama. Salah satu tren yang menonjol adalah penerapan prinsip ekonomi sirkular dalam konstruksi. Pendekatan ini berfokus pada efisiensi sumber daya melalui praktik daur ulang dan penggunaan kembali material konstruksi, pengurangan limbah, serta penerapan strategi pembongkaran dan renovasi yang berkelanjutan.

Tren masa depan lainnya adalah meningkatnya penggunaan teknologi hijau dan cerdas yang terintegrasi dalam bangunan. Ini mencakup penerapan Building Information Modeling (BIM) untuk mengoptimalkan desain dan proses konstruksi, serta menggabungkan sistem energi terbarukan dan teknologi bangunan pintar guna meningkatkan efisiensi energi dan kenyamanan penghuni.

Gambar Definisi Building Information Modelling (BIM).

Selain itu, desain regeneratif semakin berkembang sebagai tren masa depan dalam konstruksi berkelanjutan. Desain regeneratif tidak hanya berfokus pada pengurangan dampak negatif, tetapi juga berupaya secara aktif memulihkan dan memperbaiki ekosistem alami melalui intervensi bangunan, menciptakan hubungan yang saling menguntungkan antara lingkungan binaan dan alam.

Secara keseluruhan, meskipun tantangan dalam penerapan konstruksi berkelanjutan masih ada, tren masa depan yang menjanjikan seperti prinsip ekonomi sirkular, teknologi cerdas, dan desain regeneratif membuka peluang besar untuk memajukan agenda keberlanjutan dalam industri konstruksi.

Metode Konstruksi Berkelanjutan

Berikut adalah beberapa metode konstruksi berkelanjutan yang terbukti memberikan kontribusi positif.

1. Tenaga Surya:

• Pemanfaatan energi matahari merupakan elemen utama dalam teknologi bangunan hijau.
• Energi surya aktif menggunakan panel surya untuk mengkonversi sinar matahari menjadi listrik, membuat konstruksi berkelanjutan menjadi lebih ekonomis.
• Energi surya pasif memanfaatkan sinar matahari untuk menghangatkan bangunan dengan menempatkan jendela pada lokasi strategis agar sinar matahari dapat masuk.

Gambar Contoh Pemanfaatan Tenaga Surya Menggunakan Sel Surya Fotovoltaik.

2. Material Biodegradable:

• Menggunakan material yang dapat terurai secara alami membantu mengurangi limbah.
• Material seperti bambu, kayu, bal jerami, kayu daur ulang, gabus, hempcrete, dan cat berbahan dasar tumbuhan adalah pilihan tepat karena dapat terurai tanpa merusak lingkungan.

Gambar Contoh Material Biogradable.

3. Insulasi Hijau:

• Insulasi membantu menjaga suhu bangunan tetap stabil, sehingga menghemat energi.
• Praktik bangunan hijau sering melibatkan penggunaan material daur ulang seperti denim bekas atau kertas dalam sistem insulasi.

Gambar Contoh Insulasi Hijau.

4. Atap Dingin:

• Atap yang mampu memantulkan sinar matahari menjaga suhu bangunan tetap sejuk.
• Hal ini mengurangi kebutuhan pendingin udara, sehingga dapat menghemat energi dan menekan emisi gas rumah kaca.

Gambar Contoh Atap Dingin uPVC.

5. Sumber Daya Berkelanjutan:

• Memilih material yang berasal dari sumber ramah lingkungan atau yang telah didaur ulang sangat penting.
• Metode ini mendorong pemakaian material yang lebih ramah lingkungan.

6. Teknologi Efisiensi Air:

• Penghematan air adalah bagian penting dalam konstruksi berkelanjutan.
• Teknologi seperti pemanenan air hujan, penggunaan kembali air abu-abu, dan perlengkapan hemat air membantu mengelola penggunaan air dengan efisien.

Gambar Sistem Panen Air Hujan.

7. Teknologi Lingkungan Dalam Ruangan Berkelanjutan:

• Kesehatan lingkungan dalam ruangan sangat penting untuk meningkatkan kesejahteraan.
• Memilih material bebas dari bahan kimia berbahaya dan mengatur tingkat kelembaban dengan baik berkontribusi pada terciptanya lingkungan dalam ruangan yang lebih sehat dan bersih.

8. Desain Pasif:

• Desain Pasif memanfaatkan rancangan bangunan untuk mengatur suhu tanpa memerlukan banyak energi.
• Konsep Bangunan Hijau ini dapat mengurangi konsumsi energi untuk pemanasan dan pendinginan hingga 90%.

Manfaat Konstruksi Berkelanjutan

Berikut adalah beberapa keuntungan dari pembangunan konstruksi berkelanjutan:

a. Perlindungan Lingkungan Yang Lebih Optimal:

• Konstruksi berkelanjutan berperan dalam mengurangi polusi dan limbah.
• Proses ini memanfaatkan sumber daya seperti air dan energi secara lebih efisien serta harmonis dengan alam.

b. Peningkatan Kondisi Sosial Dan Ekonomi:

• Metode pembangunan ini berpotensi membuka lapangan kerja dan kesempatan pelatihan.
• Konstruksi ini mendukung pertumbuhan ekonomi dan memberikan dampak positif bagi masyarakat sekitar.

c. Ketahanan Yang Lebih Baik:

• Bangunan yang memanfaatkan teknologi hijau lebih kuat dalam menghadapi perubahan iklim dan risiko lingkungan lainnya.
• Bangunan ini memiliki ketahanan lebih tinggi terhadap cuaca ekstrem, sehingga meningkatkan keamanan penghuni.

d. Peningkatan Kesehatan Dan Kesejahteraan Penghuni:

• Bangunan berkelanjutan menawarkan kualitas udara yang lebih baik dan pencahayaan alami yang lebih banyak.
• Kondisi ini dapat meningkatkan kenyamanan dan kesehatan penghuni selama berada di dalamnya.

e. Kemajuan Teknologi Konstruksi:

• Penggunaan metode bangunan hijau dapat mendorong inovasi dalam teknologi konstruksi.
• Teknologi ini memperbaiki proses pembangunan dengan meningkatkan efisiensi dan mengurangi dampak lingkungan.

f. Kinerja Bangunan Yang Lebih Efisien:

• Bangunan yang dibangun dengan prinsip konstruksi hijau memanfaatkan lebih sedikit energi dan air.
• Bangunan ini juga meminimalkan polusi, menjadikannya lebih ramah lingkungan.

Hambatan Dalam Menerapkan Desain Berkelanjutan

Desain Berkelanjutan bertujuan untuk menekan dampak lingkungan bangunan mulai dari tahap perencanaan hingga pembongkaran. Meskipun manfaatnya jelas, pengadopsiannya secara luas masih menghadapi sejumlah hambatan besar. Berikut adalah beberapa hambatan utama yang memperlambat penerapan desain berkelanjutan serta solusi yang dapat dipertimbangkan.

1. Pertimbangan Ekonomi

• Biaya Awal Yang Lebih Mahal: Material dan teknologi berkelanjutan umumnya memiliki harga lebih tinggi dibandingkan dengan material konvensional. Hal ini menjadi tantangan besar bagi perusahaan dan individu dengan anggaran terbatas, terutama dalam jangka pendek.
• Minimnya Analisis Biaya Terhadap Manfaat Jangka Panjang: Penghematan biaya dari desain berkelanjutan, seperti berkurangnya konsumsi energi dan kebutuhan perawatan, sering kali tidak terlihat langsung atau baru terasa dalam jangka panjang. Pengambil keputusan cenderung memilih biaya awal yang lebih rendah, sehingga mengabaikan manfaat ekonomi yang diperoleh dalam jangka panjang.

2. Pengetahuan Dan Kesadaran

• Terbatasnya Pengetahuan Di Kalangan Pemangku Kepentingan: Ada kesenjangan pengetahuan yang cukup besar antara desainer, produsen, dan konsumen mengenai pilihan dan praktik berkelanjutan. Kondisi ini menyebabkan kurangnya pemahaman terkait manfaat dan tantangan dari desain berkelanjutan.
• Keraguan Konsumen: Konsumen cenderung meragukan manfaat lingkungan yang dijanjikan oleh produk berkelanjutan atau menganggap kualitasnya lebih rendah. Hal ini dapat menghambat permintaan pasar terhadap solusi desain yang berkelanjutan.

3. Tantangan Dalam Desain Dan Implementasi

• Kesulitan Dalam Integrasi: Menyertakan elemen berkelanjutan dalam desain produk atau bangunan sering kali memperumit proses. Hal ini memerlukan keterlibatan berbagai pihak, yang dapat memperpanjang waktu penyelesaian proyek dan membutuhkan keahlian khusus.
• Tidak Tersedianya Metrik / Ukuran Standar: Ketidakadaan metrik standar dalam mengukur kinerja lingkungan dari produk dan desain menciptakan ketidakpastian dan menyulitkan penilaian tingkat keberlanjutan dari berbagai opsi yang ada.

4. Faktor Kebijakan Dan Pasar

• Regulasi Yang Tidak Konsisten: Ketidakjelasan dan ketidakkonsistenan dalam regulasi terkait praktik desain berkelanjutan di berbagai daerah dapat menyebabkan kebingungan dan menghambat perkembangan pasar.
• Keterbatasan Material Berkelanjutan: Material dan teknologi berkelanjutan yang tersedia mungkin terbatas di beberapa pasar, sehingga menyulitkan desainer dan produsen dalam menerapkan prinsip desain berkelanjutan.

Strategi Desain Arsitektur Tropis Berkelanjutan

Daerah tropis memiliki tantangan tersendiri dalam menerapkan praktik desain berkelanjutan. Meskipun manfaat yang ditawarkan sangat besar, faktor iklim, kendala ekonomi, dan minimnya kesadaran dapat menghambat kemajuan. Namun, terdapat berbagai strategi yang bisa digunakan untuk mengatasi hambatan ini dan menciptakan lingkungan binaan yang lebih ramah lingkungan di kawasan tropis.

a. Mengatasi Tantangan Biaya

• Analisis Biaya Siklus Hidup: Analisis biaya siklus hidup mampu mengidentifikasi keuntungan ekonomi tersembunyi dari desain berkelanjutan. Walaupun biaya awal untuk material berkelanjutan cenderung lebih tinggi, penghematan yang signifikan pada energi dan biaya perawatan dapat dirasakan sepanjang umur bangunan.
• Insentif Keuangan: Insentif finansial seperti pemotongan pajak, subsidi, dan pinjaman berbunga rendah dapat diberikan oleh pemerintah dan lembaga untuk mendorong penerapan desain berkelanjutan dalam proyek.

b. Peningkatan Pengetahuan Dan Kapasitas

• Program Pendidikan Dan Pelatihan: Mengembangkan program pendidikan bagi arsitek, insinyur, pekerja konstruksi, dan pengembang terkait prinsip dan praktik desain berkelanjutan yang sesuai dengan kondisi tropis dapat mengatasi kesenjangan pengetahuan.
• Platform Berbagi Pengetahuan: Membentuk platform daring atau pusat sumber daya lokal dapat membantu menyebarluaskan praktik terbaik, studi kasus, dan informasi teknis mengenai desain berkelanjutan di kawasan tropis.

c. Optimalisasi Desain Untuk Daerah Tropis

• Strategi Desain Pasif: Penerapan strategi pendinginan pasif seperti ventilasi alami, naungan, dan penempatan bangunan yang optimal dapat mengurangi penggunaan energi untuk pendingin udara secara signifikan di daerah panas dan lembab.
• Material Lokal Dan Berbasis Bio: Penggunaan material lokal yang mudah ditemukan, seperti bambu, material daur ulang, dan teknik konstruksi berbasis tanah, dapat mengurangi dampak lingkungan dan menekan biaya transportasi.

d. Kolaborasi Dan Kebijakan

• Keterlibatan Pemangku Kepentingan: Meningkatkan kolaborasi antara arsitek, insinyur, pembuat kebijakan, dan komunitas lokal selama proses desain dan pembangunan dapat memastikan solusi berkelanjutan yang sesuai dengan budaya, layak secara ekonomi, dan memenuhi kebutuhan masyarakat.
• Pengembangan Sistem Penilaian Bangunan Hijau Yang Kontekstual: Menyesuaikan sistem sertifikasi bangunan hijau yang telah ada untuk mengakomodasi tantangan dan peluang di daerah tropis dapat memberikan pedoman yang jelas untuk praktik konstruksi berkelanjutan.

Dengan menerapkan strategi ini, para pelaku industri konstruksi dapat mengatasi hambatan dalam desain berkelanjutan di kawasan tropis. Fokus pada analisis biaya siklus hidup, berbagi pengetahuan, material berbasis bio, dan proses desain kolaboratif akan membuka jalan menuju masa depan yang lebih berkelanjutan bagi komunitas tropis.

Peran Arsitek Dan Pendekatan Kolaboratif Dalam Desain Arsitektur Tropis Berkelanjutan

Arsitek memiliki peran penting dalam membentuk lingkungan binaan dan bertanggung jawab untuk mendorong penerapan praktik desain berkelanjutan. Namun, kompleksitas dalam konstruksi berkelanjutan membutuhkan pendekatan kolaboratif yang melibatkan berbagai disiplin ilmu dan pemangku kepentingan.

1. Arsitek Sebagai Penggerak Keberlanjutan

• Integrasi Prinsip Berkelanjutan Dalam Desain: Arsitek bertugas mengaplikasikan prinsip berkelanjutan dalam desain bangunan. Hal ini meliputi pemilihan lokasi yang tepat, penerapan fitur hemat energi, pemilihan material ramah lingkungan, dan penghematan air.
• Membimbing Klien Dan Pemangku Kepentingan: Arsitek dapat memberikan edukasi kepada klien dan pemangku kepentingan tentang manfaat desain berkelanjutan dan membantu mereka dalam membuat keputusan yang berfokus pada kesejahteraan lingkungan dan sosial.
• Inovasi Dan Optimalisasi: Arsitek memanfaatkan kreativitas dan keahlian teknis untuk menciptakan solusi inovatif serta meningkatkan kinerja bangunan agar lebih berkelanjutan sepanjang siklus hidupnya.

2. Pentingnya Kolaborasi

Desain berkelanjutan melibatkan lebih dari satu disiplin ilmu. Kolaborasi antara arsitek dan pemangku kepentingan lainnya sangat krusial dalam kesuksesan proyek. Berikut adalah manfaat kolaborasi dalam konstruksi berkelanjutan:

• Integrasi Desain Yang Lebih Baik: Kolaborasi mendorong pendekatan holistik sehingga semua elemen bangunan, mulai dari struktur hingga sistem energi dan lanskap, berfungsi secara harmonis untuk mencapai keberlanjutan optimal.
• Berbagi Keahlian: Melibatkan arsitek, insinyur, arsitek lanskap, konsultan keberlanjutan, dan spesialis lain memungkinkan kontribusi keahlian dari berbagai bidang, menghasilkan solusi yang lebih komprehensif dan efektif.
• Mengatasi Tantangan: Kolaborasi memungkinkan identifikasi dan penyelesaian tantangan terkait keberlanjutan. Berbagai perspektif dapat membantu mengatasi masalah seperti biaya siklus hidup, sumber material, dan kepatuhan terhadap regulasi.
• Membangun Konsensus Dan Komitmen: Proses kolaboratif memungkinkan komunikasi terbuka dan pengambilan keputusan bersama, sehingga meningkatkan rasa kepemilikan dan dukungan terhadap tujuan keberlanjutan proyek.

3. Contoh Pendekatan Kolaboratif

• Integrated Project Delivery: Merupakan metode penyelesaian proyek kolaboratif yang melibatkan semua pemangku kepentingan sejak awal proyek untuk mendorong komunikasi terbuka dan pemecahan masalah lebih awal.
• Proses Sertifikasi Greenship GBCI: Sistem sertifikasi bangunan hijau GBCI (Green Building Council Indonesia) mendorong kolaborasi dengan meminta tim proyek menunjukkan komitmen mereka terhadap keberlanjutan sepanjang fase desain, konstruksi, dan operasional.

Arsitek memiliki peran sentral dalam mewujudkan desain berkelanjutan. Dengan mengintegrasikan prinsip keberlanjutan dalam desain mereka dan mendorong proses desain kolaboratif, arsitek dapat memimpin pembangunan bangunan yang lebih tangguh dan ramah lingkungan di masa depan.

Tantangan Dan Solusi Arsitektur Di Daerah Tropis

Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, daerah tropis memberikan tantangan tersendiri bagi arsitek. Meskipun daerah ini memiliki kekayaan alam dan sinar matahari yang melimpah, merancang bangunan yang nyaman dan berkelanjutan membutuhkan perhatian khusus terhadap berbagai faktor iklim. Berikut adalah beberapa tantangan utama yang dihadapi arsitek dalam merancang bangunan di daerah tropis:

a. Panas Dan Kelembaban:

Panas yang tak henti dan tingkat kelembaban yang tinggi di kawasan tropis dapat menimbulkan ketidaknyamanan bagi penghuni jika tidak diatasi dengan strategi desain yang tepat. Menyeimbangkan antara ventilasi dan pencahayaan alami sambil mengurangi panas berlebih adalah faktor yang sangat penting.

b. Radiasi Matahari:

Daerah tropis menerima radiasi matahari yang sangat kuat sepanjang tahun. Hal ini dapat menyebabkan akumulasi panas berlebih di dalam bangunan dan menimbulkan masalah silau. Penerapan strategi peneduhan dan penempatan jendela yang tepat diperlukan untuk mengendalikan panas matahari yang masuk.

c. Curah Hujan Tinggi Dan Banjir:

Banyak daerah tropis mengalami curah hujan lebat dan berpotensi mengalami banjir. Bangunan harus dirancang agar mampu menghadapi kondisi ini, dengan memastikan sistem kedap air, drainase yang memadai, serta pondasi yang tahan terhadap banjir.

d. Bencana Alam:

Daerah tropis lebih rawan terhadap bencana alam seperti angin topan, badai, dan siklon. Bangunan harus memiliki struktur yang kuat dan dilengkapi fitur untuk menghadapi angin kencang serta potensi aktivitas seismik.

e. Pemilihan Material:

Pemilihan material bangunan yang tepat sangat penting di iklim tropis. Material yang digunakan harus tahan panas, kelembaban tinggi, dan risiko pertumbuhan jamur. Selain itu, perlu mempertimbangkan dampak lingkungan dari material tersebut dan memprioritaskan material yang berkelanjutan.

Walaupun terdapatnya berbagai tantangan, arsitek telah mengembangkan sejumlah solusi strategi untuk menciptakan bangunan yang nyaman, fungsional, dan berkelanjutan di daerah tropis. Beberapa pendekatan utama meliputi:

1. Prinsip Desain Pasif:

Pemanfaatan teknik pendinginan pasif seperti ventilasi alami, desain sirkulasi udara silang, elemen peneduh, dan kulit bangunan yang efektif dapat secara drastis mengurangi ketergantungan pada sistem pendingin mekanis yang boros energi.

Gambar Strategi Desain Pasif Tropis Lembab.

2. Desain Bioklimatik:

Desain Bioklimatik memanfaatkan kondisi iklim setempat untuk menciptakan lingkungan dalam ruangan yang nyaman. Pendekatan ini dapat melibatkan penggunaan vegetasi lokal sebagai peneduh dan pendingin, mengintegrasikan fitur air untuk pendinginan melalui evaporasi, serta memaksimalkan pencahayaan alami.

3. Orientasi Bangunan Dan Lansekap:

Orientasi bangunan dan lansekap yang tepat dapat memberikan dampak signifikan pada kinerja termal bangunan. Melindungi fasad yang paling banyak menerima sinar matahari langsung dan menggunakan vegetasi untuk peneduhan serta pengaliran angin merupakan strategi yang efektif.

4. Praktik Konstruksi Tahan Bencana:

Mengintegrasikan fitur tahan bencana dengan metode konstruksi yang kokoh dapat meningkatkan ketahanan bangunan terhadap bencana alam.

5. Pemilihan Material Berkelanjutan:

Menggunakan material lokal dengan emisi karbon rendah dan memprioritaskan ventilasi alami daripada bergantung pada pendingin udara dapat mengurangi dampak lingkungan dari bangunan di daerah tropis.

Dengan mempertimbangkan tantangan ini secara cermat dan mengadopsi strategi desain yang tepat, arsitek dapat menciptakan bangunan yang nyaman, fungsional, dan ramah lingkungan, sehingga mendukung masa depan yang lebih berkelanjutan bagi lingkungan binaan di daerah tropis.

Definisi Desain Arsitektur Tropis Berkelanjutan

Daerah tropis menghadirkan tantangan dan peluang khas bagi arsitek dalam merancang bangunan berkelanjutan. Iklim yang panas dan lembab, sinar matahari yang berlimpah, serta musim hujan yang khas, menuntut pendekatan desain yang memprioritaskan kenyamanan penghuni, efisiensi energi, dan tanggung jawab terhadap lingkungan.

Arsitektur Berkelanjutan merupakan konsep multidimensi yang melibatkan aspek lingkungan, sosial, dan ekonomi sepanjang siklus hidup bangunan. Adapun sudut pandang mengenai definisi arsitektur berkelanjutan:

a. Definisi Berfokus Pada Lingkungan:

Definisi ini berpusat pada upaya mengurangi dampak lingkungan dari bangunan. Dalam hal ini desain berkelanjutan dideskripsikan sebagai "praktik desain, konstruksi, penggunaan, operasional, dan penggunaan kembali, termasuk pembongkaran atau pengalihfungsian lingkungan binaan dengan cara yang memaksimalkan dampak positif terhadap lingkungan, ekonomi, dan sosial, serta meminimalkan dampak negatif lingkungan sepanjang siklus hidup bangunan".

b. Definisi Holistik:

Definisi ini menyoroti keterkaitan antara aspek lingkungan, sosial, dan ekonomi dalam keberlanjutan. Dalam hal ini arsitektur berkelanjutan didefinisikan sebagai pendekatan holistik yang menekankan tanggung jawab lingkungan, kesejahteraan manusia, dan efisiensi ekonomi sepanjang masa pakai bangunan. Definisi ini meliputi proses perancangan, konstruksi, dan pengoperasian bangunan untuk mengurangi jejak ekologis sambil memaksimalkan kesehatan penghuni dan kelayakan ekonomi.

c. Definisi Berbasis Kinerja:

Definisi ini memindahkan fokus dari material atau teknologi tertentu ke kinerja keseluruhan bangunan dalam mencapai tujuan keberlanjutan. Dalam hal ini desain bangunan berkelanjutan didefinisikan sebagai "merancang bangunan yang memiliki dampak minimal terhadap lingkungan, meningkatkan kesehatan dan kesejahteraan penghuni, serta tetap layak secara ekonomi sepanjang siklus hidupnya".

Ragam definisi ini mencerminkan kompleksitas arsitektur berkelanjutan. Meskipun pengurangan dampak lingkungan tetap menjadi prinsip utama, perhatian terhadap kesetaraan sosial, kesehatan penghuni, dan kelayakan ekonomi semakin mendapat penekanan. Pendekatan holistik ini memastikan bahwa bangunan tidak hanya ramah lingkungan tetapi juga memberikan manfaat nyata bagi kehidupan penggunanya.

Teknologi Baru Untuk Arsitektur Tropis Berkelanjutan

Arsitektur tropis memiliki tantangan tersendiri: menciptakan ruang hunian yang nyaman dan berkelanjutan di lingkungan yang panas, lembab, dan sering kali memiliki keterbatasan sumber daya. Untungnya, kemajuan teknologi baru menawarkan peluang menarik untuk mengatasi tantangan ini dan memperluas batas desain berkelanjutan di daerah tropis.

1. Biomimikri Dan Material Alami

• Desain Biomimesis: Terinspirasi oleh alam, arsitek mulai mengeksplorasi prinsip biomimikri untuk menciptakan solusi pendinginan inovatif. Misalnya, kulit bangunan yang meniru kemampuan pengaturan suhu gundukan rayap atau sistem ventilasi yang meniru struktur insang ikan menunjukkan potensi besar.
• Teknologi Kayu Modern: Inovasi dalam modifikasi dan perlakuan kayu memungkinkan penggunaan kayu hasil panen berkelanjutan dalam konstruksi tropis. Teknologi ini meningkatkan daya tahan serta ketahanan api, menjadikan kayu sebagai pilihan yang layak untuk bangunan berkelanjutan.
• Atap Hijau Dan Dinding Hidup: Atap dan dinding yang ditanami vegetasi dapat memberikan isolasi alami, meningkatkan kualitas udara, dan mengurangi limpasan air hujan. Selain itu, fitur ini memperindah bangunan dan menciptakan mikroklimat yang lebih nyaman di sekitar struktur.
• Bio-komposit: Material ini memadukan serat alami seperti bambu atau rami dengan plastik atau resin daur ulang, menciptakan komponen bangunan yang ringan namun kuat, dengan dampak lingkungan yang lebih rendah dibandingkan material konvensional.

Gambar Contoh Desain Biomimikri Arsitektur.

2. Material Pintar Dan Otomatisasi

• Material Perubahan Fase: Material inovatif ini mampu menyimpan dan melepaskan energi panas, membantu mengatur suhu dalam ruangan secara pasif dan mengurangi ketergantungan pada pendingin udara.
• Sistem Otomatisasi Bangunan: Integrasi sensor dan kontrol otomatis dalam bangunan memungkinkan pemantauan dan optimalisasi penggunaan energi dan air secara real-time. Hal ini dapat mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan kinerja bangunan secara keseluruhan.

3. Desain Dan Pabrikasi Digital

• Sistem Pendingin Evaporatif: Sistem ini memanfaatkan penguapan alami untuk mendinginkan bangunan. Kemajuan dalam ilmu material memungkinkan pengembangan sistem pendingin evaporatif yang lebih efisien dan terintegrasi dengan desikan, yang sangat sesuai untuk iklim tropis.
• Building Information Modeling (BIM): Perangkat lunak BIM memungkinkan desain dan analisis terintegrasi, mengoptimalkan kinerja bangunan di iklim tropis. BIM memungkinkan pemodelan perolehan panas matahari, pola ventilasi alami, dan konsumsi energi.
• Pabrikasi Digital: Inovasi dalam teknologi pencetakan 3D dan prefabrikasi memberikan peluang untuk pembangunan yang cepat dan efisien menggunakan material lokal.
• Konstruksi Robotik: Robot dapat digunakan untuk tugas konstruksi secara otomatis dan presisi, yang berpotensi meningkatkan keselamatan dan efisiensi dalam proyek bangunan tropis.
• Desain Komputasional: Algoritma canggih memungkinkan solusi desain yang disesuaikan dengan kondisi iklim tropis di lokasi tertentu, mengoptimalkan faktor seperti ventilasi alami dan peneduhan sinar matahari.

4. Integrasi Energi Terbarukan

• Fotovoltaik Terintegrasi Bangunan (BIPV): Mengintegrasikan panel surya ke dalam kulit bangunan memungkinkan pembangkitan listrik bersih di lokasi, sehingga mengurangi ketergantungan pada jaringan listrik dan menurunkan biaya energi.
• Turbin Angin Mikro: Turbin angin skala kecil yang ditempatkan secara strategis pada bangunan dapat memanfaatkan energi angin untuk membantu memenuhi kebutuhan listrik bangunan.

Gambar Contoh BIPV Dan BAPV Pada Bangunan Gedung Hijau.

Efisiensi Energi Bangunan Pada Arsitektur Tropis Berkelanjutan

Efisiensi energi bangunan tidak hanya sebatas menghemat biaya pada tagihan utilitas; bidang ini memiliki dasar prinsip yang mendalam dan kompleks. Konsep-konsep utama yang menjadi dasar strategi dalam mencapai bangunan hemat energi dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Termodinamika Dan Perpindahan Panas

• Hukum Pertama Termodinamika: Hukum ini menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, melainkan hanya dapat diubah bentuknya. Dalam konteks bangunan, hal ini berarti memahami bagaimana panas bergerak melalui selubung bangunan (dinding, atap, jendela) dan bagaimana cara mengurangi perolehan atau kehilangan panas yang tidak diinginkan.
• Mekanisme Perpindahan Panas: Memahami tiga mekanisme utama perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Pemilihan material insulasi yang tepat serta strategi desain selubung bangunan untuk mengontrol aliran panas merupakan faktor yang sangat penting.

b. Kinerja Selubung Bangunan

• Resistansi Termal (R-Value): Ukuran ini menunjukkan seberapa baik material mampu menahan aliran panas. Nilai R yang lebih tinggi menandakan insulasi yang lebih efektif, sehingga dapat mengurangi perpindahan panas yang tidak diinginkan melalui dinding, atap, dan lantai.
• Kedap Udara: Selubung bangunan yang tertutup rapat membantu meminimalisir kebocoran udara yang tidak terkendali, mencegah udara ber-AC keluar, dan mengurangi beban kerja pada sistem HVAC.

c. Prinsip Desain Pasif

• Orientasi Matahari Dan Peneduhan: Mengoptimalkan orientasi bangunan dan memasukkan elemen peneduh secara strategis dapat secara signifikan mengurangi ketergantungan pada sistem pemanas dan pendingin mekanis.
• Ventilasi Alami: Strategi ventilasi alami seperti ventilasi silang dan ventilasi cerobong dapat menyediakan aliran udara segar dan mengurangi ketergantungan pada sistem ventilasi mekanis.

d. Pemodelan Energi Bangunan (BEM)

• Prototipe Bangunan Virtual: BEM memungkinkan pembuatan prototipe bangunan virtual untuk mensimulasikan kinerja energi di berbagai kondisi. Ini memungkinkan arsitek dan insinyur mengoptimalkan strategi desain hemat energi sebelum pembangunan dimulai.
• Analisis Siklus Hidup (LCA): LCA adalah metode menyeluruh untuk menilai dampak lingkungan dari bangunan mulai dari awal hingga akhir masa pakainya, meliputi ekstraksi bahan baku, proses konstruksi, operasional, hingga pembongkaran. Mengintegrasikan LCA dalam analisis efisiensi energi membantu mengoptimalkan desain bangunan agar memiliki jejak lingkungan yang lebih rendah.

e. Faktor Manusia Dan Aspek Perilaku

• Pola Hunian: Memahami cara penghuni memanfaatkan bangunan dan preferensi mereka terhadap kenyamanan termal memainkan peran penting dalam mengoptimalkan penggunaan energi. Sistem otomatisasi bangunan yang merespons pola hunian dapat meningkatkan efisiensi secara signifikan.
• Kesadaran Dan Edukasi Pengguna: Memberikan edukasi kepada penghuni mengenai fitur energi bangunan serta mendorong penerapan praktik hemat energi yang bertanggung jawab dapat memberikan kontribusi besar terhadap efisiensi energi secara keseluruhan.

Efisiensi energi bangunan berlandaskan kerangka prinsip yang luas, mencakup termodinamika, perpindahan panas, kinerja selubung bangunan, prinsip desain pasif, pemodelan energi bangunan, analisis siklus hidup, dan faktor manusia. Dengan memahami dan mengaplikasikan konsep-konsep ini, arsitek dan pembuat kebijakan dapat merancang serta melaksanakan strategi yang efektif untuk menciptakan lingkungan binaan yang lebih hemat energi dan berkelanjutan.

Kesimpulan

Arsitektur Tropis menghadapi tantangan unik dalam merancang bangunan yang nyaman dan berkelanjutan, terutama karena faktor suhu tinggi, kelembaban, dan paparan radiasi matahari yang intens. Dalam menghadapi krisis energi dan isu lingkungan global, transisi menuju arsitektur berkelanjutan menjadi sangat penting.

Konstruksi berkelanjutan berlandaskan pada tiga pilar utama, yaitu:

• Keberlanjutan Lingkungan – Mengurangi jejak ekologis melalui efisiensi sumber daya, energi, dan pemilihan material ramah lingkungan.
• Keberlanjutan Sosial – Menciptakan lingkungan binaan yang mendukung kesehatan fisik dan mental penghuni.
• Keberlanjutan Ekonomi – Menjamin kelangsungan bangunan dalam jangka panjang melalui desain yang hemat biaya dan operasional yang efisien.

Pendekatan desain pasif seperti pengaturan orientasi bangunan, ventilasi alami, dan pelindung matahari menjadi kunci dalam meningkatkan efisiensi energi. Di sisi lain, integrasi teknologi terbarukan, seperti panel surya, turut memperkuat ketahanan energi bangunan tropis.

Meskipun arsitektur berkelanjutan telah mengalami perkembangan pesat, tantangan dalam implementasinya masih banyak ditemukan, mulai dari tingginya biaya awal, kurangnya tenaga kerja terampil, hingga ketidakpastian regulasi. Namun, tren masa depan menunjukkan kemajuan positif melalui:

• Ekonomi sirkular dalam konstruksi untuk efisiensi sumber daya.
• Desain regeneratif yang berfokus pada pemulihan ekosistem.
• Teknologi hijau dan cerdas untuk meningkatkan efisiensi energi dan kenyamanan penghuni.

Dengan memadukan teknologi inovatif, praktik desain pasif, dan kolaborasi lintas disiplin, arsitektur tropis berkelanjutan dapat menjadi solusi efektif dalam menciptakan bangunan yang tangguh, ramah lingkungan, dan nyaman dihuni. Masa depan arsitektur tropis akan bergantung pada bagaimana inovasi, kebijakan, dan kesadaran masyarakat berjalan seiring menuju pembangunan yang lebih hijau dan berkelanjutan.

Referensi

Harysakti, A. (2014). Keberlanjutan Arsitektur Huma Gantung Buntoi di Kalimantan Tengah. [Universitas Brawijaya]. http://repository.ub.ac.id/id/eprint/160283

Harysakti, A. (2015). Strategi Perancangan Arsitektur Berkelanjutan : Pendekatan Biomimesis. Jurnal Perspektif Arsitektur UPR, 10(2), 80–87. https://e-journal.upr.ac.id/index.php/JTA/article/view/916

Harysakti, A., & Ngini, G. (2021). Strategi Perancangan Arsitektur Berkelanjutan : Pendekatan Biofilik. Jurnal Ilmiah Perspektif Arsitektur UPR, 16(2), 54–61. https://e-journal.upr.ac.id/index.php/JTA/article/view/8436

Anette Müller, Isabel Martins, (2022). Recycling of Building Materials: Generation - Processing - Utilization. Springer.

Anisa, (2022). Arsitektur Tradisional Indonesia. Universitas Muhammadiyah Jakarta.

Ayodeji E. Oke, Clinton O. Aigbavboa, Stephen S. Segun, Wellington D. Thwala, (2021). Sustainable Construction in the Era of the Fourth Industrial Revolution. Routledge.

Bovill, Carl, (2014). Sustainability in Architecture and Urban Design. Routledge.

Clifford J. Schexnayder, Christine M. Fiori, (2021). Handbook for Building Construction: Administration, Materials, Design, and Safety. McGraw-Hill Education.

Dixion, Gary L., (2022). The Fundamentals of Building Materials. Nova Science Publishers.

Eastman, C., Teichholtz, P., Sacks, R., & Liston, K., (2011). BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers and Contractors. John Wiley & Sons.

Edward Allen, Joseph Iano, (2019). Fundamentals of Building Construction: Materials And Methods, 7th Edition. John Wiley & Sons.

Gülsah Koç, Bryan Christiansen, (2018). Reusable and Sustainable Building Materials in Modern Architecture. Engineering Science Reference.

Hanan, Himasari, (2022). Arsitektur Vernakular Dalam Konsep Keberlanjutan. Institut Teknologi Bandung.

Hannah Rae Roth, Meghan Lewis, Liane Hancock, (2021). The Green Building Materials Manual: A Reference to Environmentally Sustainable Initiatives and Evaluation Methods. Springer.

Hordeski, Michael, (2021). New Technologies for Energy Efficiency. River Publishers.

Jiat-Hwee Chang, (2015). A Genealogy of Tropical Architecture: Colonial Networks, Nature and Technoscience. Routledge.

Joo-Hwa Bay, (2006). Tropical Sustainable Architecture : Social and Environmental Dimensions. Routledge.

Julian Wang, Donglu Shi, Yehao Song, (2022). Advanced Materials in Smart Building Skins for Sustainability: From Nano to Macroscale. Springer.

Junaid Ahmad Malik, Shriram Marathe, (2021). Ecological and Health Effects of Building Materials. Springer.

Kibert, Charles J., (2022). Sustainable Construction: Green Building Design and Delivery, 5th Edition. John Wiley & Sons.

Koenigsberger, Otto H., (1975). Manual of Tropical Housing and Building. Addison-Wesley Longman Ltd.

Kukreja, C.P., (1978). Tropical Architecture. McGraw-Hill Inc.

Liu, Y., Ji, Y., & Li, H. (2017). A review on building integrated photovoltaics (BIPV) systems for building energy saving. Buildings, 7(7), 82. DOI: https://www.10.3390/buildings7070082

Maxwell Fry, Jane Drew, (1956). Tropical Architecture In The Humid Zone. Reinhold Publishing Corporation.

Mehdi N. Bahadori, Alireza Dehghani-sanij, Ali Sayigh, (2014). Wind Towers: Architecture, Climate and Sustainability. Springer.

Montgomery, Shirley, (2013). Architecture of the Early Twenty-First Century: A Global Need for Sustainability. Shirley Montgomery.

Philip Goad, Anoma Pieris , Patrick Bingham-Hall, (2005). New Directions in Tropical Asian Architecture. Periplus Editions (HK) ltd.

Preston Scott Cohen, Erika Naginski, (2014). The Return of Nature: Sustaining Architecture in the Face of Sustainability. Routledge.

Sayigh, A. A. M.,(2014). Sustainability, energy and architecture: case studies in realizing green buildings. Elsevier.

Scott, Andrew, (1998). Dimensions of sustainability: architecture form, technology, environment, culture. E & FN Spon.

Stephen Siu Yu Lau, Junjie Li, Shimeng Hao, Shuai Lu, (2021). Design and Technological Applications in Sustainable Architecture: The perspective of China, Japan, Singapore and Thailand (Strategies for Sustainability). Springer.

Tabb, Phillip, (2019). Elemental architecture: temperaments of sustainability. Routledge.

Thomas, Katie Lloyd, (2022). Building Materials: Material Theory and the Architectural Specification. Bloomsbury Visual Arts.

Tzonis, Alexander, (2001). Tropical Architecture: Critical Regionalism in the Age of Globalization. Academic Press.

UNEP, (2018). Sustainable Buildings and Climate Initiative: Sustainable Buildings. https://www.unep.org/sbci/about-sbci/sustainable-building

Wolley, Tom, (2022). Natural Building Techniques A Guide to Ecological Methods and Materials. The Crowood Press.