I-Rainbow, Pelangi Imajinasi untuk Arsitektur Bangunan Hemat Energi

Eh, baru nemu file2ku tentang hal hal imajinatif yang mungkin dilakukan. I-Rainbow (Imagination-Rainbow). ayuuk bikin pelangi buatan di rumah kita....


Latar Belakang

Kebutuhan energi di Indonesi dari tahun ke tahun meningkat secara eksponensial. Pada tahun 2010 kebutuhan energi mencapai 5000 PJ/a dan diperkirakan pada tahun 2035 meningkat hampir empat kali lipat dari kebutuhan energi di tahun 2010 (Joko,2009). Kira-kira 24% dari total energi digunakan oleh bangunan, dan 35,8% dari energi pada bagunan digunakan untuk sistem pencahayaan.Maka dari itu dibutuhkan suatu sistem yang dapat mengurangi konsumsi energi di pencahayaan bagunan.

Salah satu solusi yang ditawarkan adalah penggunaan daylight pada ruangan indoor. Hal ini cocok untuk diterapkan di Indonesia yang terletak di daerah tropis. Hampir setiap harinya Indonesia terkena paparan sinar matahari.

            Hal ini menimbulkan masalah baru dalam hal estetika saat menggunakan pencahayaan matahari sebagai pengganti lampu saat siang hari. Pada beberapa bangunan seperti pertokoan, kantor, dan tempat rekreasi tetap menggunakan pencahayaan lampu dengan alasan estetika. Sebenarnya hal tersebut bisa direkayasa dengan menggunakan permainan cahaya yaitu dengan membuat pelangi buatan dengan kaca yang indeks biasnya sesuai fungsi panjang gelombang.

Tujuan

            Tujuan dari gagasan tertulis ini adalah mendukung gerakan hemat energi dari segi estetika bagunan yaitu dengan membuat pelangi imajinasi pada bangunan hemat energi.

Manfaat

            Beberapa kegunaan yang diharapkan adalah sebagai berikut:

1. Bagi Peneliti : Dapat merancang suatu pelangi buatan denagn prinsip disperse pada cahaya matahari.

2. Bagi Institusi: Bisa digunakan sebagai salah satu refrensi dalam bidang arsitektur bangunan hemat energi dengan pencahayaan matahari.

3. Bagi Masyarakat: Dapat diterapkan dalam mendesain suatu bangunan hemat energi tanpa mengesampingkan segi estetika.

GAGASAN

Daylight Pada Rumah Hemat Energi

Desain penting pada rumah yang hemat energi adalah pemanfaatan sinar matahari untuk pencahayaan pada rumah anda saat pagi siang dan sore hari berikut ada beberapa hal yang perlu di perhatikan dalam desain arsitektur rumah hemat energi.

            Penggunaan pencahayaan alami pada siang sampai sore hari bisa dimaksimalkan dengan beberapa cara. Menanam pohon di sekitar rumah dapat menurunkan suhu bangunan rumah di siang hari. Tinggi standar bangunan berlantai 1 adalah 2,5-3 meter. Bangunan yang terlalu pendek akan lebih pengap pada saat cuaca panas terik. Makin tinggi atap, makin sejuk. Ini bisa kita buktikan pada beberapa bangunan tradisional Indonesia. Namun bangunan rumah tetap harus didesain dengan baik dengan skala yang proporsional.

            Atap yang digunakan berupa bahan bening seperti kaca. Bahan bening dapat menyerap 90%  panas matahari (Prianto,2010). Selain itu, bahan kaca juga dapat memaksimalkan cahaya yang masuk ke dalam ruangan.

Dispersi

Gelombang dan sifat-sifatnya sebagian sudah dikenal pada waktu membahas getaran dan gelombang. Pada bagian ini, kita akan membahas gelombang cahaya. Cahaya merupakan radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi mata manusia. Cahaya selain memiliki sifat-sifat gelombang secara umum misal dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi, juga memiliki sifat-sifat gelombang elektromagnetik, yaitu dapat merambat melalui ruang hampa.

Gejala dispersi cahaya adalah gejala peruraian cahaya putih (polikromatik) menjadi cahaya berwarna-warni (monokromatik). Cahaya putih merupakan cahaya polikromatik, artinya cahaya yang terdiri atas banyak warna dan panjang gelombang. Jika cahaya putih diarahkan ke prisma, maka cahaya putih akan terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Dispersi pada prisma terjadi karena adanya perbedaan indeks bias kaca setiap warna cahaya.

Seberkas cahaya polikromatik diarahkan ke prisma. Cahaya tersebut kemudian terurai menjadi cahaya merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Tiap-tiap cahaya mempunyai sudut deviasi yang berbeda. Selisih antara sudut deviasi untuk cahaya ungu dan merah disebut sudut dispersi. Besar sudut dispersi dapat dituliskan sebagai berikut:

Φ = δ_u - δ_m = (n_u – n_m) β .......................................2.1

Keterangan:

Φ = sudut dispersi

n_u = indeks bias sinar ungu

n_m = indeks bias sinar merah

δ_u = deviasi sinar ungu

δ_m=deviasi sinar merah

Penerapan Dispersi Pada Pelangi Imajiner

Pristiwa dispersi pada kehidupan sehari-hari adalah pelangi. Pelangi hanya dapat kita lihat apbila kita membelakangi matahari dan hujan terjadi di depan kita. Jika seberkas cahaya matahari mengenai titik-titik air yang besar, maka sinar itu dibiaskan oleh bagian depan permukaan air. Pada saat sinar memasuki titik air, sebagian sinar akan dipantulkan oleh bagian belakang permukaan air, kemudian mengenai permukaan depan, dan akhirnya dibiaskan oleh permukaan depan. Karena dibiaskan, maka sinar ini pun diuraikan menjadi pektrum matahari.Peristiwa inilah yang kita lihat di langit dan disebut pelangi.

            Pelangi buatan atau I-Rainbow dapat dibuat dengan menggunakan bahan prisma dan diletakkan pada atap rumah. Peletakkan prisma pada sudut-sudut tertentu sehingga bisa menghasilkan warna pelangi yang terang.

Dengan peletakkan prisma seperti sudut diatas maka akan dihasilkan dispersi cahaya dari matahari yang seolah-olah seperti pelangi.

            Kemungkinan masalah lain yang akan timbul adalah pendeknya berkas sinar yang terdispersi sehingga pelangi buatan tidak terlihat. Hal ini dapat diatasi dengan penggunaan prinsip beam expander, yaitu peletakkan dua buah lensa untuk memperbesar berkas cahaya. Beam expander diletakkan setelah cahaya melewati prisma.

            Warna yang dihasilkan oleh I-Rainbow bukan hanya sebatas pada warna berurutan merah, jingga, kuning, hijau, biru, dan ungu. Berdasarkan rumus prisma

Deviasi sinar merah :

            Dispersi pada prisma dapat dihilangkan dengan menggunakan prisma akhromatik dengan susunan seperti pada gambar berikut :

d _m = d _u                    Ð B = Ð B9

	(nu – nm) B = (nu9 - nm9) B9

Untuk membuat deviasi total suatu warna = 0, misal untuk warna hijau digunakan susunan prisma pandang lurus. Berlaku :

	(nh – 1) B = (nh9 - 1) B9

           

Berdasarkan prinsip tersebut bisa dihasilkan salah satu warna saja dan dikombinasikan dengan warna-warna lain agar lebih menarik.