Material M011 – Kaca dalam Arsitektur

Kaca bukanlah material yang asing dalam kehidupan kita.  Kaca dapat digunakan mulai dari alat makan seperti piring dan gelas, hingga wadah makanan. Bisa juga digunakan sebagai table top, maupun penutup lemari. Nah, kalau dalam bangunan, penggunaannya yang paling sederhana adalah pada jendela dan panel pintu.

Penggunaan kaca pada bangunan sudah dimulai di negara-negara di Eropa sejak abad ke 19 (Butera, 2018). Namun, penggunaannya secara massal baru dilakukan setelah penemuan proses pembuatan float glass pada tahun 1958 oleh Pilkington dan Bickerstaff. Proses ini membuat kaca yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik, bentuk yang lebih beragam dan permukaan yang rata dengan biaya yang lebih efisien dibandingkan dengan teknologi pembuatan kaca pada abad ke-19.

Dalam artikel kali ini, kita akan membahas lebih jauh mengenai penggunaan kaca dalam arsitektur.

Proses Pembuatan Kaca

Proses pembuatan float glass yang ditemukan oleh Pilkington dan Bickerstaff dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:

  1. Bahan mentah dari kaca berupa pasir, kalsium oksida, dan sodium karbonat, dikumpulkan di tempat produksi kaca. Bahan mentah ini ditimbang dan dicampur dalam proporsi yang sudah ditentukan. Pada tahap ini juga, unsur tambahan sebagai bahan pewarna kaca dapat ditambahkan.
  2. Campuran tersebut kemudian dipanaskan hingga temperatur 1500°C. Kalsium oksida pada campuran berperan dalam menurunkan titik lebur kaca. Tanpa kalsium oksida, campuran membutuhkan temperatur yang lebih tinggi lagi untuk menjadi kaca.
  3. Setelah itu, campuran kaca diapungkan dalam timah cair untuk menghasilkan kaca dengan ketebalan yang diinginkan. Setelah proses ini selesai, kaca dapat didinginkan.

Kekurangan dan Kelebihan Menggunakan Kaca dalam Bangunan

Meskipun kaca biasanya identik dengan material yang dapat pecah, menggunakan kaca yang sesuai pada bangunan memberikan beberapa keuntungan. Keuntungan yang pertama berhubungan dengan sifatnya yang transparan. Kaca dapat memasukkan sinar dan panas matahari ke dalam ruangan. Hal ini berdampak pada kualitas ruangan yang lebih baik karena mendapatkan cahaya alami dan mengurangi penggunaan listrik untuk menyalakan lampu di siang hari. Keuntungan lainnya adalah, kaca merupakan material yang relatif mudah dibersihkan, dapat didaur ulang, juga memiliki ketahanan yang cukup baik terhadap cuaca.

Namun, kaca juga memiliki beberapa kekurangan, seperti harganya yang lebih mahal dibandingkan dinding bata maupun partisi gypsum interior, dapat pecah akibat benturan keras dan tiba-tiba, dan jika digunakan tanpa pertimbangan terhadap iklim lokal, dapat menciptakan efek rumah kaca pada ruangan di dalamnya karena sifatnya yang menyerap panas, dan yang terakhir, silau.

Jenis Kaca dalam Arsitektur

Jenis kaca yang digunakan dalam arsitektur bermacam-macam. Pada dasarnya, kaca tersebut berasal dari float glass atau plate glass yang diberi perlakuan tertentu untuk meningkatkan kekuatan, memberi efek tertentu pada bangunan, maupun meningkatkan performanya sebagai material. Beberapa jenis kaca tersebut adalah:

1. Annealed Glass, Heat-Strengthened Glass, dan Fully Tempered Glass

Ketiga kaca ini merupakan jenis kaca yang berbeda berdasarkan kekuatannya terhadap keretakan. Jenis yang pertama, Annealed Glass, merupakan kaca polos (float glass) yang mengalami proses pendinginan. Kaca jenis ini merupakan kaca yang paling banyak digunakan dalam arsitektur (misalnya pada jendela maupun bagian pintu). Karena tidak mengalami pemanasan, kaca jenis ini memiliki bentuk permukaan paling rata. Namun, kaca ini pecah menjadi serpihan-serpihan yang tajam dan berbahaya. Kaca ini juga memiliki kekuatan yang lebih kecil dibandingkan dengan dua jenis kaca lainnya.

Heat-Strengthened Glass dan Fully-Tempered Glass merupakan kaca yang mengalami proses pemanasan. Perbedaannya adalah, jika heat-strengthened glass hanya mengalami proses pemanasan, fully-tempered glass mengalami proses pendinginan yang cepat tepat setelah proses pemanasan. Proses ini menciptakan tingkat ketahanan kaca terhadap beban angin maupun panas menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan annealed glass. Selain itu, pecahan yang ditimbulkan jika terjadi kerusakan juga berupa pecahan berukuran kecil yang menyebabkan jenis kaca ini cukup aman untuk digunakan sebagai kaca pada jendela dalam kondisi cuaca yang ekstrim.

tabel perbandingan kaca berdasarkan kekuatannya

2. Laminated Glass

Laminated glass tersusun dari dua lapis kaca polos yang mengapit lapisan polimer transparan (misalnya polyvinyl butyral). Lapisan polimer di antara kaca dapat mencegah pecahan kaca rontok jika kaca pecah. Karena itu, kaca jenis ini cocok untuk digunakan sebagai kaca pengaman (misalnya pada railing) dan pada skylight. Kelebihan lain dari laminated glass adalah melindungi bagian dalam kaca dari sinar ultraviolet, mengurangi getaran, dan memiliki kualitas akustik yang baik.

3. Insulating Glass

Sesuai namanya, kaca jenis ini memiliki tingkat insulasi terhadap panas dan suara yang baik. Kaca ini terbentuk dari dua buah kaca yang membentuk ruang tertutup di antaranya. Bagian tersebut dapat diisi dengan udara kering maupun gas dengan nilai konduktivitas yang rendah (misalnya sulfur hexafluoride atau argon). Kemampuan insulasi kaca jenis ini terhadap panas juga dapat ditingkatkan dengan memberi lapisan rendah emisi di bagian luar kaca.

Karena karakteristiknya, kaca ini dapat ditemui pada bangunan komersial, curtain wall, maupun skylight.

ilustrasi bagian laminated glass (kiri) dan insulating glass (kanan)

4. Tinted Glass

Merupakan kaca yang mengalami proses pewarnaan dengan menggunakan mineral tertentu. Mineral yang digunakan terserap dalam seluruh lapisan kaca sehingga dapat menyerap cahaya dan radiasi inframerah. Namun, tidak seperti kaca bening, penggunaan tinted glass membuat sinar matahari yang dapat masuk ke dalam ruangan berkurang drastis. Hal ini menyebabkan ruangan seringkali tetap membutuhkan lampu agar intensitas cahaya di dalam menjadi ideal.

5. Kaca dengan Lapisan Khusus

Kaca dapat diberi lapisan khusus untuk meningkatkan performanya maupun memberikan efek tertentu pada bangunan. Pada Self-Cleaning Glass, misalnya, kaca diberi lapisan titanium dioksida yang dapat merusak struktur kotoran organik yang menempel pada permukaannya. Dalam prosesnya, sinar matahari dibutuhkan untuk menciptakan reaksi tersebut, sedangkan air hujan dapat membasuh residu yang menempel pada kaca.

Kaca dengan lapisan fotokromik, dapat berubah warna tergantung pada intensitas sinar matahari yang mengenainya. Kaca jenis ini dapat digunakan untuk menciptakan keteduhan pada bagian dalam bangunan, meskipun dinding bangunan terbuat dari kaca.

Kritik Terhadap Penggunaan Kaca

Butera (2018), telah menulis mengenai beberapa dampak buruk dari penggunaan kaca yang berkaitan dengan sustainibilitas bangunan. Arsitektur yang ramah lingkungan memang menjadi topik yang hangat seiring dengan kemajuan teknologi dan kesadaran manusia terhadap kerusakan bumi. Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, penggunaan kaca sebagai material bangunan memang tidak hanya memberikan dampak yang positif , tapi ada juga yang negatif.

Silau akibat sinar matahari yang menjadi salah satu masalah bagi bangunan dengan dinding atau permukaan kaca dapat mengurangi kenyamanan visual pengguna ruangan. Salah satu solusi untuk mengurangi efek silau ini adalah dengan memberi teduhan pada bagian luar bangunan atau menutup kaca dengan tirai. Namun, hal ini justru menghalangi akses cahaya alami ke dalam ruangan sebagai salah satu alasan dari penggunaan kaca pada bangunan.

Bangunan dengan permukaan kaca yang besar (misalnya gedung pencakar langit) juga rentan terhadap penggunaan sistem HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) yang besar. Tidak hanya memasukkan cahaya, kaca juga memasukkan panas ke dalam ruangan. Jika ruangan terlalu panas, maka pengguna ruangan tidak akan merasa nyaman. Sistem HVAC yang digunakan untuk memberikan kenyamanan pada ruangan bisa jadi merupakan suatu pemborosan energi yang tidak sebanding dengan manfaat dari penggunaan kaca pada bangunan.

Kaca jelas menciptakan alternatif fasad bangunan yang menarik. Material ini memberikan kesan ringan, transparan, dan modern pada bangunan. Namun, sebagai penggunanya, kita tetap harus bijaksana dalam menggunakan material yang satu ini.

Sumber:

Butera, Federico. (2018). Glass architecture: is it sustainable?.

Jelena, Savic & Djuric Mijovic, Danijela & Bogdanovic, Veliborka. (2013). Architectural glass: Types, performance and legislation. Facta universitatis – series: Architecture and Civil Engineering. 11. 35-45. 10.2298/FUACE1301035S.

www.en.wikipedia.org/wiki/ Float_glass

www.gharpedia.com/ advantages-disadvantages-glass-building-material/

www.understandconstruction.com /glass.html

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

3 × three =