Fisika Bangunan (Pengaruh Cuaca Terhadap Kenyamanan dan Ketahanan Bangunan Secara Umum dan Khusus)

1.  Faktor cuaca yang berpengaruh pada kenyamanan dan Ketahanan Bangunan

      Di wilayah Indonesia sendiri, khususnya di daerah Jawa, nenek moyang kita sejak zaman purbakala selalu menghadapkan pintu utama rumahnya ke arah selatan atau utara. Orang Minangkabau memilih bentuk atap rumahnya yang tinggi serta curam. Hal ini dilakukan untuk mengisolir teriknya matahari yang berlebihan dan memudahkan pengaturan air hujan yang seringkali jatuh dalam jumlah besar. Rumah-rumah di Kalimantan, Sulawesi, Irian dan Priangan umumnya didirikan di atas tiang-tiang atau umpak. Hal ini baik untuk mengurangi dan menghilangkan kelembaban di dalam ruangan.
            Pada dasarnya, ada tiga faktor terpenting yang menyangkut bahan-bahan pemikiran dalam melaksanakan suatu perencanaan bangunan, yaitu:
1. Manusia dengan kebutuhannya
2. Pengaruh iklim
3. Bahan bangunan
            Faktor-faktor yang mempengaruhi kenyamanan ruang:
1. Pergerakan udara
2. Suhu udara
3. Kelembaban udara
4. Radiasi

Arsitektur Tropis Lembab
Ciri-ciri iklim tropis basah :
1. Curah hujan tinggi
2. Kelembaban tinggi
3. Temperatur udara panas sampai dengan nikmat
4. Angin (aliran udara) sedikit
5. Radiasi matahari sedang sampai kuat (matahari bersinar sepanjang tahun)
6. Pertukaran panas kecil karena kelembaban tinggi (udara sudah jenuh oleh uap air), sehingga air tidak mudah menguap.

            Selain ciri-ciri umum tersebut, ada pula beberapa daerah yang mempunyai keadaan iklim yang sedikit berbeda, misalnya daerah pegunungan, seperti Bandung dan Malang lebih sering terjadi hujan, atau di daerah Nusa Tenggara Timur yang paling jarang terjadi hujan, sehingga disana banyak terdapat sabana atau padang rumput dan semak-semak.
Permasalahannya adalah bagaimana udara tetap mengalir sehingga penguapan bisa terus berlangsung. Misalnya untuk daerah yang mempunyai iklim tropik basah seperti yang tersebut di atas, dinding bangunan dibuat tebal dan tidak dibuat sirkulasi udara sehingga penguapan tidak terlalu cepat.

Strategi utama untuk bangunan:
- Menghalangi radiasi sinar matahari langsung dengan louvers dan sun shading (pembayang sinar matahari)
- Isolasi radiasi panas dengan ruang udara (pada atap dan pemakaian bahan-bahan bersel dan berpori atau berongga)
- Jarak bangunan dengan bangunan lain jauh untuk memperlancar aliran udara
- Kenyamanan Thermis dicapai dengan aliran udara yang mengenai tubuh manusia.
- Menghentikan/isolasi radiasi dengan reflektor kurang sesuai karena akan menambah panas lingkungan dan mengurangi penerapan kelembaban dan penguapan.
- Bahan-bahan yang dipakai sebaiknya mempunyai BJ kecil (ringan), time lag rendah, kapasitas panas kecil, dimensi kecil, berat sendiri kecil, dapat mengikuti kadar kelembaban udara sekitar dan konduktivitas panas rendah.

Perilaku iklim tropis basah dan bentuk bangunan:
1. Curah hujan tinggi diatasi dengan kemiringan atap curam
2. Kelembaban tinggi, diatasi dengan:
- Penggunaan dinding porous pada bangunan agar dapat ikut menyerap uap air di dalam ruangan dan meningkatkan kenyamanan. Dinding dikeringkan aliran udara yang melewati celah-celah dinding, mendinginkan permukaan bangunan,
- Bangunan mempunyai dua jenis jendela, temporal dan tetap. Jendela temporal digunakan pada siang hari.
3. Radiasi sinar langsung, diatasi dengan pemakaian sun shading. Agar panas tidak terakumulasi dipakai bahan yang kapasitas panasnya kecil. Pada malam hari, udara lembab akan mengembun dan jenuh, yang akan menimbulkan rasa panas. Karena itu, bahan yang dipakai harus mempunyai time lag rendah (cepat panas, cepat dingin). Pada siang hari, radiasi tinggi, bahan bangunan harus mempunyai konduktivitas panas rendah dan isolasi panas dengan udara mengalir (membawa udara panas dan uap air di permukaan bahan), mengurangi panas bangunan. Dimensi dan berat kecil agar tidak menyimpan panas. Pagi hari, suhu udara terdingin, bangunan harus membatasi pengeluaran panas dari dalam bangunan.
4. Udara lembab, tanah lembab, radiasi panas balik dari tanah membuat udara jenuh. Keadaan ini ditanggulangi dengan mengangkat lantai bangunan untuk memberi kesempatan udara mengalir di kolong bangunan.

Untuk mengetahui lebih jauh tentang pengaruh iklim terhadap arsitektur, maka analisa dapat dilakukan, yang meliputi:

1. Analisa Lahan
Analis   ini meliputi adaptasi terhadap lingkungan.
2. Analisa Orientasi
Dicari arah yang terbaik agar didapat lingkungan yang sesuai dengan yang disyaratkan.
3. Analisa Bentuk
Meliputi analisa dari rancangan bangunan dan komposisi kelompok bangunan. Design bangunan secara tunggal berpengaruh pada terbentuknya suatu lingkungan dalam bangunan tersebut yang merupakan suatu modifikasi lingkungan luar yang dibentuk oleh kelompok bangunan. Bentuk dari kelompok bangunan ini mempunyai pengaruh pada lingkungan luar yang terjadi. Kepadatan bangunan mempunyai pengaruh besar pada pembentukan iklim lingkungan luar.
4. Analisa Sistem Konstruksi
Sistem konstruksi berpengaruh pada proses modifikasi iklim atau lingkungan luar menjadi lingkungan dalam yang terhuni dengan baik.

Dengan analisa-analisa di atas dapat diketahui gradasi pengaruh iklim pada setiap langkah perencanaan .

Iklim dan arsitektur di Indonesia sangat dipengaruhi oleh matahari. Kondisi alam akibat pengaruh iklim tersebut direspon manusia dengan menciptakan lingkungan binaan. Iklim di Indonesia adalah tropik basah, karena kadar uap airnya (humidity) tinggi dengan dua musim.
Pada daerah yang memiliki iklim tropik kering (humidity rendah), seperti daerah Arab, udara sangat panas. Penguapan sangat cepat, karena itu walaupun  udara panas, mereka tetap memakai baju tebal untuk mencegah penguapan cairan tubuh yang terlalu cepat.
Masalah umum dan masalah bangunan:
1. Panas bangunan tidak menyenangkan
2. Penguapan sedikit karena gerakan udara lambat
3. Perlu perlindungan terhadap radiasi matahari, hujan dan serangga
4. Di sekitar lautan juga diperlukan perlindungan terhadap angin keras
Hal-hal penting untuk diperhatikan            :
1. Bangunan sebaiknya terbuka dengan jarak yang cukup antara masing-masing bangunan, untuk menjamin sirkulasi udara yang baik
2. Orientasi bangunan adalah utara-selatan untuk mencegah pemanasan matahari terhadap fasade yang lebih lebar
3. Bangunan harus memiliki lebar yang masih memungkinkan untuk mendapatkan ventilasi silang
4. Ruang di sekitar bangunan harus diberi peneduh tetapi tidak mengganggu sirkulasi udara
5. Harus dipersiapkan penyaluran air hujan dari atap ke halaman
6. Bangunan ringan dengan daya serap panas yang rendah, contoh: dinding gedek atau bilik sebagai dinding bernafas untuk membantu penguapan.
Vegetasi merupakan sumberdaya alam bagi untuk bangunan, sebab:
1. Berpengaruh terhadap arsitektur tradisional di zaman pertanian
2. Berpengaruh pada lingkungan binaan yang terbentuk disesuaikan dengan alam

Contoh       :
• Sumatera dan Kalimantan kaya akan vegetasi yang subur seperti kayu, sehingga rumah berbahan kayu, lantai rumah ditinggikan karena menghindari kelembaban, dan atap curam untuk mengatasi curah hujan yang tinggi
• Pada daerah Toraja digunakan bambu
• Daerah Jawa, lantai semakin menempel ke tanah, tidak seperti di Sumatera
• Di Kupang, Sumba, Flores, dan Timor, karena tidak ada hutan, banyak savana, maka digunakan rumbia dan alang-alang pada arsitekturnya.
Konstruksi Arsitektur Tropis
• Ruang dilalui angin setinggi badan
• Ruang para-para harus diberi angin
• Lantai dapat diangkat, dijadikan lubang ventilasi (dapat dilalui angin)
• Atap mempunyai daya serap panas yang rendah agar dapat menahan panas.

Tiga wujud arsitektur tropis    :
1. Arsitektur Teknologis
Semua pengkondisian interior dilakukan secara mekanis. Hanya tampak luarnya saja yang mencerminkan arsitektur tropis.
2. Arsitektur Tropis Geografis
Menggunakan prinsip-prinsip arsitektur tropis secara menyeluruh, selubung bangunan, maupun di dalamnya.
3. Arsitektur Kultural
Karena budaya yang turun temurun.
Pada daerah khatulistiwa, perbedaan temperatur iklim tropis basah tidak ekstrim. Untuk daerah tropis basah, dinding perlu memiliki lubang agar udara dapat mengalir dan mengurangi kelembaban udara dalam ruang, sehingga mempermudah penguapan. Pada prinsipnya, udara dapat mengalir di dalam ruangan, setinggi ruang, minimal setinggi badan. Temperatur di dalam dan di luar ruangan sama.

Perbandingan Respon Bangunan Tradisional dan Modern terhadap Iklim
Untuk melihat bagaimana respon bangunan tradisional terhadap iklim kita mengambil contoh rumah tradisional Malaysia. Rumah tradisional Malaysia menggunakan konstruksi kayu yang ringan dan material alam lainnya yang kapasitas panasnya rendah. Atap rumah adalah insulator thermal yang sempurna, kaca jarang digunakan Bata, baton, keramik dan material lainnya yang kapasitas panasnya tinggi akan meradiasikan panas kedalam rumah yang mengakibatkan ketidaknyamanan.
Perbandingan antara rumah tradisional dengan rumah modern dapat kita lihat dari segi penggunaan bentuk bangunan, material bahan bangunan, penataan denah dan bangunan dan vegetasi.

2.Bagaimana Faktor-Faktor  Cuaca  Mempengaruhi Secara Umum

Pengaruh iklim pada kesehatan dan kenyamanan bangunan secara umum. Bahwasannya  perencanaan  serta  tata  letak  suatu  bangunan  harus disesuaikan  dengan  keadaan  iklim  setempat  adalah  suatu  hal  yang  sejak lama sudah dikenal manusia secara universal. Berabad-abad lamanya hingga kini dalam sejarah manusia, mereka belajar, meneliti dan berusaha melindungi rumah-rumah  ataupun  bangunan-bangunannya  terhadap  pengaruh-pengaruh  yang  tidak  menguntungkan  diri  iklim  sesuai  dengan  keadaan  serta kondisi daerahnya masing-masing.

      Di negara kita Indonesia, umpamanya di daerah pulau Jawa; nenek moyang kita sejak jaman purbakala selalu menghadap pintu utama rumahnya ke arah Selatan  atau  utara.  Hal  ini  antara  lain  disebabkan  karena  dengan  cara demikian  ruangan-ruangan  dengan  mudah  dapat  menerima  aliran  udara melalui  bukaan  (pintu  dan  jendela)  rumahnya  termasuk  sinar  matahari  pagi, namun  pada  siang  hari  sinar  (radiasi)  matahari  yang  lebih  condong  ke  utara tetap dihalangi oleh teritisan atap rumah.

MasyaraKat  didaerah  Minangkabau  memilih  bentuk  atap  rumahnya  yang

tinggi-tinggi  serta  curam,  antara  lain  berguna  untuk  mengisolasi  teriknya

matahari  yang  berlebihan  dan  memudahkan  pengaliran  air  hujan  yang

seringkali jatuhnya dengan jumlah besar.

Demikian  pula  untuk  bentuk  rumah  panggung  yang  banyak  terdapat  di negara kita, hal ini dimaksudkan untuk aliran udara  (proses ventilasi) dibawah lantai  papan  (panggung)  agar  dapat  mengurangi  kelembaban  udara  yang berlebihan didalam ruangan.

1.  Sinar Matahari

a.  Macam-macam sinar

ü  Ultra Violet (jingga ultra)

ü  Infra merah (infrared)

ü  Cahaya terang

ü  Sinar kosmik (kosmos = semesta alam)

2.  Hujan  

ü  Curah hujan

ü  Akibat fisikalis

ü  Akibat kimia

ü  Akibat biologis

ü  Perembesan air dalam dinding

ü  Basah dari bawah

ü  Prinsip-prinsip bangunan tropis.

3.  Temperatur dan kelembaban

ü  Penyusupan kelembaban oleh daya-daya kapiler.

ü  Perlindungan dari kelembaban

4.  Angin 

ü    Angin antar benua dan samudra serta akibatnya.

ü    Angin-angin setempat

ü  Tekanan dan hisapan angin

ü  Penendalian angin

Dalam proses perancangan arsitektur dengan memakai pendekatan iklim, terdapat empat variabel yang dominan, yaitu:
Iklim
      Gambaran iklim harus diketahui dengan baik. Karakteristik tahunan atau harian dan masing-masing data di analisa sehingga dapat diketahui ciri-ciri utama dari iklim setempat. Data-data tersebut meliputi:
- suhu udara (T, derajat Celcius)
- kelembaban relatif (RH)
- radiasi matahari (MRT, derajat Celcius)
- kecepatan angin yang ada (V, m/dt)
- Biologi
      Karakter iklim tersebut di atas kemudian dianalisa menurut syarat-syarat kenyamanan bagi manusia sebagai pemakai bangunan. Sehingga dapat diketahui kelakuan iklim tersebut. Selanjutnya akan bermanfaat untuk perancangan bangunan.
 Teknologi
Apabila telah diketahui iklim yang ada dan iklim yang dikehendaki untuk kenyamanan, selanjutnya dengan teknologi yang ada perancangan bangunan dapat diterapkan secara kuantitatif.
      Thermal comfort dapat diperoleh dengan cara mengendalikan atau mengatasi hal-hal berikut:
1.   Sumber panas (pembakaran karbohidrat dalam makanan, suhu udara, radiasi matahari). Untuk itu harus ada heat transfer (menurunkan atau pertukaran panas) dari tubuh ke lingkungan, dengan cara:
Konduksi
Misalnya dengan memegang benda yang dingin atau berpindah ke tempat yang lebih dingin. Penurunan panas yang terjadi sangat kecil.
Konveksi
Pertukaran udara melalui fluida bergerak. Penurunan panas yang terjadi 40%. Misalnya, saat kepanasan kita keluar untuk mencari udara segar atau fluida bergerak.
Radiasi
Penurunan panas yang terjadi 40%. Radiasi matahari diatasi dengan menjauhi radiasi tersebut, atau dengan mengurangi makan, sebab makanan menaikkan suhu tubuh.
 Evaporasi
Memperbanyak penguapan. Penurunan panas 20% (kipas-kipas untuk mempercepat evaporasi).
2.   Kelembaban
Harus mengkondisikan atau mengendalikan kelembaban yang berasal dari:
- Keringat - Benda-benda
- Sumber kelembaban - Sumber air
- Tanaman
Teknologinya dengan memakai dehumidifier (AC), mengatur kelembaban supaya sesuai dengan yang diinginkan.
      Cara mencapai comfort dilakukan dengan mengendalikan penguapan dan sumber kelembaban, yaitu:
- Penguapan: keringat diuapkan
- Pengeringan: sumber air yang tidak perlu, dikeringkan
- Pengembunan (kondensasi): dengan AC pada udara jenuh
- Penyerapan (absorbsi)
3.   Angin
Terjadi angin karena adanya beda tekanan:
- Gaya angin (perbedaan tekanan udara)
- Gaya suhu (perbedaan suhu udara)
Gaya angin lebih besar daripada gaya suhu.
Contohnya pada proses stack effect.

4.   Radiasi Panas
Sumber:
- Sinar matahari langsung dan tak langsung (pemantulan dan konduksi)
- Pembakaran

Keterangan:
1. Cahaya sinar langsung
2. Cahaya yang menembus
3. Radiasi tidak langsung
4. Sinar memanaskan udara di sekitar atap, sehingga panas-nya menembus bangunan
5. Panas dan tanah
Hal tersebut harus dikendalikan untuk meningkatkan comfort salah satunya adalah dengan teknologi passive cooling melalui:
• Penambahan shading untuk mengatasi sinar langsung
• Insulasi panas untuk radiasi yang menembus
• Permukaan sebagai diffuser untuk radiasi tidak langsung
• Vegetasi, atap dengan ventilasi untuk konveksi
• Untuk permukaan tanah yang tidak menyerap panas dipakai sistem lantai panggung (mengatasi radiasi dari tanah)

3.Bagaimana Faktor-Faktor Cuaca Mempengaruhi Secara Khusus ( Termal,Cahaya & Akustika

Fungsi utama dari arsitektur adalah harus mampu menciptakan lingkungan hidup yang lebih baik dengan cara menanggulangi tekanan iklim yang ada. "Stress" yang terjadi harus sesedikit mungkin. Suatu sistem guna mencapai kondisi keseimbangan antara iklim dan arsitektur sulit sekali untuk diketengahkan, sebab dalam hal ini banyak sekali cabang ilmu yang tersangkut.
Usaha untuk menyeimbangkan antara iklim dan arsitektur, dilakukan dengan memanfaatkan unsur-unsur iklim yang ada, seperti angin, suhu udara, dan lain-lain, sehingga akhirnya manusia dapat memperoleh kenyamanan yang diharapkan.
Kenyamanan dapat dikategorikan dalam tiga bentuk, yaitu:
1. Kenyamanan thermal
2. Kenyamanan visual ( cahaya )
3. Kenyamanan audial ( akustika )

v Kenyamanan Thermal

Kenyamanan thermal adalah suatu kondisi thermal yang dirasakan oleh manusia bukan oleh benda, binatang, dan arsitektur, tetapi dikondisikan oleh lingkungan dan benda-benda di sekitar arsitekturnya.

Thermal comfort dipengaruhi oleh dua faktor:
1. Faktor fisik (physical environment)
- suhu udara
- kelembaban relatif
- kecepatan angin
2. Faktor non fisik (non physical environment)
- jenis kelamin
- umur atau usia
- pakaian yang dipakai
- jenis aktivitas yang sedang dikerjakan

Tingkat Perencanaan Lingkungan Binaan dalam Aspek Kenyamanan Thermal
Aspek  kenyamanan thermal untuk perencanaan lingkungan binaan mencakup:
1. Eksterior bangunan

2. Interior bangunan

3. Selubung bangunan
      Perencanaan terhadap masing-masing cakupan di atas berkaitan dengan bentuk bangunan, seperti: ketinggian lantai bangunan, bentuk massa dan dimensi bangunan.

Eksterior Bangunan

      Gubahan massa bangunan, merupakan hal penting yang harus diperhatikan dalam perencanaan. Gubahan massa sendiri dipengaruhi oleh:
- Bentuk bangunan
- Jarak bangunan
- Ketinggian bangunan
- Kondisi bangunan di sekitarnya
- Vegetasi (penutup tanah, perdu, pohon, dan lain-lain)
- Bentang alam (danau, sungai, tebing, bukit, dan jurang)
- Kondisi iklim mikro
- Perkerasan tanah.

Gubahan massa bangunan bertujuan untuk:
- Mengendalikan radiasi matahari
- Mengendalikan angin dan kelembaban.
Pada bangunan satu lantai, udara yang masuk adalah udara lembab yang menimbulkan dan  meningkatkan kelembaban udara dalam ruangan. Penambahan vegetasi pada ruang  luar harus diperhitungkan supaya pengaliran udara ke dalam bangunan dapat berfungsi.
Jarak vegetasi ke bangunan (s), tergantung dari tinggi (h). Pertimbangan terhadap vegetasi sama halnya ketika kita membicarakan pagar bangunan.

Pagar menghalangi aliran udara ke rumah
Ketinggian dan bentuk pagar jangan sampai menghalangi pengaliran udara ke bangunan.
Pagar sirip dapat mengalirkan aliran udara ke rumah
Rumah ditinggikan dari tanah, sehingga pagar tidak menghalangi pengaliran udara.

Interior Bangunan

      Pada siang hari terjadi proses pemanasan, dan pada malam hari terjadi pelepasan panas (pendinginan). Proses pendinginan secara berantai (melalui fase-fase) pada bangunan satu lantai tetap efektif, tapi tidak untuk bangunan berlantai banyak. Massa udara menghambat radiasi dan konduksi, digantikan dengan konveksi. Kondisi ini disebut dengan efek termos. Jadi, semakin banyak udara akan menguntungkan.
Untuk memahami secara baik bagaimana pengaruh lingkungan luar terhadap bangunan, dapat diketahui dengan memahami bagaimana perambatan panas yang terjadi pada bangunan.
Pada dasarnya perambatan panas terjadi secara bertingkat.
Perambatan panas tersebut berupa:
1. Konveksi
2. Radiasi
3. Konduksi (atap - dinding)
4. Evaporasi

      Bentuk bangunan, seperti bentuk atap, dapat mempengaruhi perambatan panas pada bangunan. Bangunan dengan bentuk atap datar akan menghantarkan radiasi yang lebih besar daripada bangunan dengan bentuk atap miring. Hal ini disebabkan karena pada bangunan dengan atap datar, panas yang diradiasikan ke dalam bangunan jatuhnya tegak lurus dan langsung masuk ke fase 2.
Sedangkan pada bangunan dengan atap miring, panas yang masuk terlebih dahulu masuk ke dalam ruang atap, ditahan dulu oleh udara (mengalami konveksi), sehingga panas yang masuk ke fase 2 lebih kecil.
Selain bentuk bangunan, bentuk ruangan juga berpengaruh terhadap kenyamanan. Berikut ini. kita lihat perbandingan kenyamanan pada beberapa bentuk ruang dengan luas yang sama.
Bentuk lingkaran merupakan bentuk ruang yang memiliki kenyamanan yang paling tinggi, karena zona pori-porinya kecil dan jaraknya sama rata dari titik pusat geometri.Pada bentuk persegi panjang, orientasi mempengaruhi kenyamanan. Pada kotak A, zona pori-pori lebih besar dari kotak B, sehingga kotak B lebih nyaman.

Selubung Bangunan

      Aspek  interior, eksterior dan selubung bangunan dapat saling mempengaruhi dalam perencanaan bangunan. Untuk memperoleh kenyamanan, bangunan yang mempunyai ruang kecil-kecil akan mempunyai dinding yang tebalnya berbeda dengan bangunan yang mempunyai ruang-ruang yang besar.
Hal mi disebabkan karena bangunan dengan ruang-ruang yang kecil, dindingnya akan menyimpan panas yang lebih besar.
Sedangkan bangunan dengan ruang yang lebih besar, lebih lambat panas dan lambat dingin (time lag besar).
Untuk bangunan kecil, kenyamanan termal dapat dicapai dengan:
1. Dinding lebih tipis, volume dinding berkurang
2. Menggunakan material dinding dengan kapasitas panas (kemampuan menyimpan panas) kecil. Kapasitas panas berhubungan dengan massa jenis. Massa jenis A lebih besar dari massa jenis B, setara dengan kapasitas panasnya.
3. Menggunakan material dinding dengan konduktivitas panas (kemampuan menyalurkan panas) besar
Untuk pemilihan bahan, kriteria yang harus diperhatikan:
1. Bangunan kecil:
- Konduktivitas panas besar
- Kapasitas panas kecil
Pilihan bahan dapat berupa:
- Bambu atau kayu, karena bersifat insulasi, yaitu kapasitas panas kecil dan konduktivitas panas kecil
- Hindari bahan logam, karena bersifat konduktor, yaitu kapasitas panas besar dan konduktivitas panas juga besar.
2. Bangunan besar:
- Konduktivitas panas boleh besar
- Kapasitas panas boleh besar

v  Kenyamanan visual ( cahaya )

Penerangan (Pencahayaan-Tata Cahaya). Dalam hal ini yang ditinjau hanya satu hal saja yaitu “Design sky untuk Indonesia”.

            Perencanaan penerangan siang hari dalam ruangan-ruangan umumnya disarankan atas penerangan  yang diberikan oleh terang langit.   Untuk keperluan perencanaan harus ditetapkan suatu nilai standard tertentu banyaknya cahaya yang tersedia.  Sebagai dasar dapat diambil kekuatan penerangan oleh langit pada suatu bidang datar dilapangan terbuka, di mana seluruh langit terlihat (biasanya disebut the equivalent sky-brightness), yang boleh dibilang selalu tersedia, misalnya untuk 90% atau lebih  lamanya waktu diantara siang hari umpama antar pukul 8.00 pagi sampai pukul 4.00 sore.  Dari hasil penelitian di beberapa Negara seperti Australia, India  dan Amerika Serikat  disarankan 1000 lumem/ft² atau 10764 lumen/m².

Di Indonesia berdasarkan hasil pengukuran kuat penerangan di bidang datar  dilapangan terbuka di Bandung pada tahun 1964  disimpulkan:

Pertama, sebagai “design sky” untuk Indonesia dapat ditetapkan langit biru biri bersih tanpa awan dan langit seluruhnya diliputi oleh awam putih abu-abu.  “Equivalen sky-brighness” sebesar 10000 lumen/m² diantara pukul 8 pagi sampai 4 sore, Atau 5100 lumen/m²  diantara pukul 7 pagi sampai 5 sore.
Kedua, untuk design sky ini diusulkan distribusi terang langit yang “uniform” (merata).
Ketiga, bila komponen-komponen penerangan pantul harus diperhitungkan, hendaknye kekuatan penerangan sekeliling dekat dari bangunan jang bersangkutan oleh matahari ditambahkan kepada penetangan langit, untuk kedua waktu yang disebutkan tadi diambil masing-masing 5000 lumen/m² dan 2500 lumen/m².
Keempat, untuk pertimbangan mengenai gangguan penyiluan dan usaha pengurangannya dapat diperhitungkan penerangan langsung oleh matahari sebesar  30000 lumen/m² pada obyek-obyek yang memberikan pantulan.

Pencahayaan buatan (rekayasa mekanisasi)

1.  Pengertian cahaya buatan

Pencahayaan  buatan  ialah  cahaya  yang  dihasilkan  oleh  elemen-elemen hasil  pabrikasi.  Kuantitas  dan  kualitas  cahaya  yang  dihasilkan  berbeda-beda tergantung  jenis lampu yang digunakan.

2.  Sumber terang buatan

Ada tiga jenis utama sunber cahaya buatan yaitu :

a.  Lampu Pijar

Lampu  pijar  memiliki  filamen  yang  memberikan  cahaya  ketika  dipanaskan,  menjadi  pijar  oleh  aliran  listrik.  Lampu  ini  menyediakan  sumber  cahaya,  memiliki  efikasi  rendah,  mempresentasikan  warna  (render)  dengan  cukup  baik,  dan  mudah  untuk  dipadamkan  oleh reostat.

b.  Lampu Fluoresens

Lampu  fluoresens  adalah  lampu  discharge  tubular  dimana  cahaya dihasilkan  dari  fluresens  lapisan  fosfor  didalam  tabung.  Lampu  ini  menyediakan  sumber  cahaya  linier  dan  memiliki  efikasi  sebesar  50  sampai  80  lumen  per  watt.  Kemampuan  merepresentasikan  warna  (rendering) yang dimiliki bervariasi. 

c.  Lampu High-Intensity Discharge (HID)

Lampu  High-Intensity  Discharge  (HID)adalah  lampu  discharge  yang  memiliki  jumlah  cahaya  signifikan  yang  dihasilkan  dari  pelepasan  listrik  melalui  uap  logam  didalam  tabung  kaca  tertutup.  Lampu  HID  menggabungkan bentuk lampu pijar dengan efikasi lampu fluoresens.   Lampu-lampu  merkuri  menghasilkan  cahaya  dengan  pelepasan  listrik dalam uap merkuri.   Lampu  logam  halida  konstruksinya  sama  dengan  lampu  merkuri, tetapi  memiliki  tabung  dimana  ligam  halida  ditambahkan  untuk

menghasilkan cahaya dan memperbaiki color rendering.   Lampu  high-pressure  sodium  (HPS)  menghasilkan  spektrum  cahaya  putih  keemasan  yang  luas  yang  dihasilkan  dari  pelepasan  listrik  pada uap sodium.

 3.  Penempatan sumber terang

Cahaya  yang  menyebar  memancar  dari  sumber  cahaya  yang  banyak atau  luas  serta  permukaan  pemantul.  Iluminasi  yang  datar  dan  hampir  seragam  meminimalisasi  kontras  dan  bayangan,  serta  dapat  menyulitkan  embacaan tekstur. Disisi  yang  lain  cahaya  terarah  meningkatkan  persepsi  bentuk  dan  tekstur  dengan  menghasilkan  variasi  bayangan  dan  Brightness  pada  permukaan  benda yang disinari  . Sementara cahaya yang menyebar bermanfaat untuk penglihatan umum,  cahaya  ini  bisa  menjadi  monoton.  Beberaa  pencahayaan  terarah  dapat  mengurangi  permasalahan  ini  dengan  menyediakan  aksen  visual,  memberikan  variasi  luminasi  dan  menambah  terang  permukaan  kerja. Gabungan  ddari  pencahayaan  menyebar  dan  pencahayaan  terarah biasanya lebih disukai dan bermanfaat, terutama jika terdapat bermacam-macam tugas yang harus dilakukan  .

4.  Sistem penyinaran

Tujuan  utama  sistem  pencahayaan  ialah  menyediakan  iluminasi  yang  memadai  bagi  kinerja  tugas  visual.  Level  iluminasi  yang  disarankan  untuk  beberapa  tugas  tertentu  hanya  menyebutkan  kuantitas  cahaya  yang  harus  tersedia.  Bagaimana  jumlah  cahaya  ini  mempengaruhi  bagaimana  suatu benda atau ruang dapat dilihat. Ada tiga jenis sistem penyinaran yaitu :

a.  Penyinaran Langsung yaitu sinar cahaya dari sumber cahaya dan yang

dipantulkan  oleh  bidang-bidang  reflektor  diarahkan  langsung  pada  bidang kerja.

b.  Penyinaran  tidak  langsung  memakai  penerangan  yang  menghalang-halangi sinar cahaya datang langsung pada bidang kerja.  

c.  Penyinaran  bawur  (difus)  yaitu  cara  penerangan  yang  arah  sinarnya  dibuat  serba  kemana-mana,  dari  mana-mana  serta  merata  sehingga  tidak tampak keras.

  5.  Pengaruh dinding, langit-langit, lantai dll

a)  Sudah  umum  dapat  dikatakan  bahwa  semakin  muda  warna  bidang-bidang  ruangan  (dinding,  lantai,  langit-langit,  perabot  rumah  dan  lain-lain)  ataupun  mendekati  warna  putih,  penerangan  ruangan  semakin  baik  dan  ekonomis  karena  jumlah  cahaya  yang  dipantulkan  kembali  oleh bidang-bidang itu tidak sedikit.

b)  Lantai-lantai  sebaiknya  jangan  terlalu  putih  bila  ruangan  sudah  cukup penerangannya,  karena  membuat  mata  penat.  Lantai  yang  agak  gelap menyejukkan mata.

c)  Warna  muda  ringan  (warna  pastel)  menggairahkan  dan  mengungkapkan rasa fajar muda.

d)  Warna  putih  merupakan  pemantul  baik  sekali  tetapi  berkesan  dingin  atau steril.

e)  Kaca-kaca  jendela  biasanya  lebih  mengganggu  daripada  menolong  karena  menghamburkan  banyak  cahaya  keluar  dan  memberikan  bayang-bayang refleksi yang menganngu.

Kenyamanan audial ( akustika )

Dalam bidang akustik  pengetahuan yang menarik adalah isolasi terhadap bunyi, standardisasi, pengendalian bunyi gangguan dan akustik ruangan.

Dalam bidang akustik ruangan dua hal yang berkembang, yaitu  mutu  akustik  dalam ruang konsert dan opera.  Pada umumnya di ruang ini diukur beberapa besaran fisis seperti waktu dengung, banyaknya bunyi langsung terhadap pantulan, distribusi energi dalam ruangan dan tidak terdapatnya gangguan gema.  Untuk berbicara, yang diutamakan adalah ketangkasan pendengaran, dikehendaki waktu dengung yang pendek sedangkan dalam musik waktu dengung  lebih panjang akan menambah kemerduan.  Volume ruangan ikut menentukan persyaratan, yaitu ruang yang lebih besar membutuhkan waktu dengung yang lebih panjang dari pada ruang kecil.

Oleh Beranek dan teamnya, Consert  hall yang telah ada, terkenal akan kebaikan mutu akustiknya, diselidiki data fisis dan disamping itu dari team-team pendengar akhli dimintakan penilaian-penilaian obyektifnya.  Dicari korelasi atas besaran-besara fisis yang penting untuk akustik ruangan dan penilaian subyektif, dengan maksud menyaring ketentuan-ketentuan yang berharga dan harus diperhatikan untuk perencanaan auditorium baru.  Hasil usaha ini menghasilkan beberapa skala  untuk sifat-sifat baru yang dulu belum diperhatikan, misal intimitas akustis.  Hasil studi ini digunakan untuk merancang  consert hall baru dari Lincoln Center of Performing Arts di New York.

Persoalan yang dewasa ini dirasakan cukup serius adalah bunyi gangguan, hal ini disebabkan terdapat banyak sumber-sumbur bunyi, seperti lalu-lintas, radio, TV dan bertambahnya konsentrasi manusia di kota.  Maka soal gangguan ini harus diperhatikan baik dari segi teknis dengan jalan mencari konstruksi yang memberikan efek isolasi terhadap bunyi gangguan maupun dari sisi undang-undang yang dapat diberikan norma-norma tertentu (yang sekarang baru bersifat anjuran saja), dilain pihak memberikan persyaratan-persyaratan tertentu  untuk bangunan.  Selain itu dilakukan pula standardisasi ( dilakukan oleh I.S.O. mengnai metoda pengurangan isolasi terhadap bunyi udara dan kontak di lapangan dan laboratorium dan pengukuran absorpsi dalam kamar dengung  ).

ü  Getaran pada bangunan 

Walaupun  peralatan  mekanis  dan  mesin-mesin  sekarang  membuat kehidupan penghuni bangunan-bangunan menjadi lebih nyaman, lebih menyenangkan dan lebih produktif, namun mesin-mesin dan peralatan ini merupakan contributor dasar bagi bising dalam bangunan. Pengendalian  bising  mekanis  eliminasi  sempurna  adalah  sulit,  tidak ekonomis  dan  tidak  perlu,  yang  perlu  adalah  atenuasi  bising  mekanis menjadi  suatu tingkat  yang  dapat  diterima,  tergantung  pada  macam-macam keadaan, seperti kegiatan-kegiatan yang dapat diduga dalam ruang, tingkat privasi yang dibutuhkan.

 Sumber-sumber getaran pada bangunan

Bising yang berhubungan dengan system mekanik dapat dikelompokan

sebagai berikut :

1.  Bising  peralatan  mekanis  yang  disebabkan  oleh  tiap  unit  ventilasi

dan  pengkondisian  udara  dan  oleh  kipas  angin,  motor,  kompresor,

pompa dll.

2.  Bising  sendiri  (self-noise)  yang  disebabkan  oleh  aliran  udara

berkecepatan tinggi.

3.  Pembicaraan  silang  (cros  talk)  dari  satu  tempat  ke  tempat  lain,

misalnya  bunyi  pembicaraan  yang  masuk  ke  kisi  pengadaan  udara

atau  udara  balik  dalam  satu  ruang  merambat  lewat  saluran  atau

plenum dan muncul dalam ruang di dekatnya lewat kisi lain.

4.  Bising  yang  ditransmisi  dari  sumber  eksterior  lewat  bagian  saluran

yang tak terlindung ke dalam bangunan.

Sumber-sumber bising utama pada system pengaturan udara

ü  Akibat getaran pada bangunan

Getaran dapat mempunyai pengaruh-pengaruh berikut :

1)  Merusak bangunan

2)  Mengganggu penghuni

3)  Berinterferensi dengan kerja dan merusak instrument presisi

4)  Bising bila laju getaran berada dalam jangkauan frekuensi audio.

ü  Penanggulangan gangguan getaran bunyi

Transmisi  getaran  dari  satu  struktur  ke  struktur  lain  dapat  dihindari dengan  meletakan  elemen  penenang  (resilient),  yang  disebut  juga isolator  getaran  diantara  kedua  struktur.  Isolator  getaran  dapat merupakan salah satu di bawah ini :

1.  Pasangan  lantai  elastic  (pegas  baja,  pegas  udara,  karet,  gabus, laken, neoprene, elastomer, fiber glas dll).

2.  Penggantung langit-langit elastic (pegas, neoprene, elastomer).

3.  Isolator dinding elastic (jepitan isolasi, jepitan dinding kenyal).

4.  Pipa  air/hose  fleksibel  (baja  tahan  karat,  karet  yang  diperkuat, telpon yang dicetak, butyl yang pleksibel/luwes).