Keselesaan Terma Kediaman: Aplikasi Prinsip Fizik di sebalik Seni Bina Rumah Melayu

Penulis: Wan Mohd Rizlan Wan Idris¹, Nor Fadhlin Jaafar¹ dan Muhammad Aizuddin Abd Rahim²

 ¹Pensyarah Kanan, Jabatan Fizik dan Sains Bahan, UiTM Cawangan Negeri Sembilan, Kampus Kuala Pilah, Negeri Sembilan
²Penolong Pendaftar Kanan, Bahagian Hal Ehwal Pelajar, UiTM Cawangan Negeri Sembilan, Kampus Kuala Pilah, Negeri Sembilan

Pengenalan            

Kediaman merujuk kepada tempat tinggal atau rumah yang diduduki oleh manusia. Tempat tinggal pula merupakan ruang perlindungan yang memberikan keselesaan dan keselamatan kepada penghuninya. Secara asasnya, sesebuah rumah kediaman dilengkapi dengan ruang seperti bilik tidur, dapur dan bilik air. Hasil temu bual bersama pakar oleh Mohamad Faiz Fatihah Azlam et al. (2024) menekankan bahawa aspek kesederhanaan, privasi dan kelestarian alam merupakan antara elemen penting dalam reka bentuk rumah tradisional Melayu.

Dinamika Pengudaraan Semula Jadi

Keselesaan sesebuah kediaman dipengaruhi oleh beberapa faktor antaranya pengudaraan semula jadi yang baik, pencahayaan yang mencukupi serta susun atur ruang yang praktikal dan bersesuaian dengan gaya hidup penghuni. Pengudaraan semula jadi merupakan salah satu parameter penting dalam menentukan tahap keselesaan terma (thermal comfort) sesebuah bangunan khususnya di kawasan beriklim khatulistiwa yang panas dan lembap sepanjang tahun. Pengudaraan yang baik membantu memastikan suhu udara di dalam rumah berada pada tahap yang lebih selesa untuk didiami seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Pergerakan udara secara semula jadi turut melibatkan kesan cerobong (stack effect) iaitu keadaan apabila udara panas yang kurang tumpat bergerak naik dan keluar melalui bukaan pada bahagian atas bangunan manakala udara yang lebih sejuk dan lebih tumpat masuk melalui bahagian bawah. Pada masa yang sama, pengudaraan silang (cross-ventilation) membolehkan udara bergerak masuk dan keluar melalui bukaan pada sisi bangunan yang berbeza sekali gus membantu mengurangkan pengumpulan haba di dalam ruang kediaman.

Haba dipindahkan antara persekitaran luar dengan ruang dalaman rumah melalui tiga mekanisme utama iaitu konduksi, perolakan dan radiasi. Dari aspek konduksi, kayu mempunyai kadar pemindahan haba yang lebih rendah berbanding konkrit yang lazim digunakan dalam pembinaan rumah moden. Konkrit pula boleh bertindak sebagai jisim terma (thermal mass) yang menyerap haba pada waktu siang dan melepaskannya semula ke persekitaran dalaman apabila suhu menurun termasuk pada waktu malam.

Sebagai salah satu strategi pengudaraan pasif yang dipacu oleh angin seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2, pengudaraan silang memanfaatkan pergerakan angin untuk mengalirkan udara melalui ruang dalaman rumah atau bilik. Proses ini berkait rapat dengan prinsip dinamika bendalir iaitu udara dianggap sebagai bendalir yang bergerak akibat perbezaan tekanan.

Dalam reka bentuk rumah Melayu, bukaan tingkap yang luas serta susun atur ruang yang sesuai membolehkan udara luar mengalir masuk dan bergerak merentasi ruang dalaman dengan lebih berkesan. Apabila udara melalui bukaan atau laluan yang lebih sempit dan terarah, halaju aliran udara boleh meningkat manakala tekanannya menurun. Fenomena ini berkait dengan Prinsip Bernoulli dan membantu meningkatkan pergerakan udara di dalam rumah. Peningkatan aliran udara seterusnya menyumbang kepada penyingkiran haba serta memberikan kesan penyejukan dan keselesaan kepada penghuni.

Sebelum penggunaan sistem penyaman udara secara meluas, pengudaraan silang bersama-sama strategi pengudaraan pasif yang lain telah digunakan untuk membantu mengekalkan keadaan dalaman rumah yang lebih sejuk dan selesa. Pendekatan ini masih relevan dan digunakan dalam reka bentuk kediaman khususnya di kawasan beriklim tropika.

Kedudukan dan orientasi pintu serta tingkap yang strategik turut memanfaatkan perbezaan tekanan udara, Prinsip Bernoulli dan perolakan haba untuk menghasilkan pengudaraan silang yang lebih berkesan. Perbezaan tekanan membolehkan udara bergerak dari kawasan bertekanan lebih tinggi ke kawasan bertekanan lebih rendah manakala udara panas yang kurang tumpat cenderung bergerak ke bahagian atas ruang dan digantikan oleh udara yang lebih sejuk. Selain aspek pengudaraan, reka bentuk pencahayaan yang baik turut memainkan peranan penting dalam mewujudkan ruang kediaman yang selesa. Pencahayaan yang berkesan menggabungkan cahaya semula jadi khususnya cahaya matahari dengan pencahayaan buatan secara strategik mengikut fungsi dan keperluan ruang.

Dari sudut optik, pantulan cahaya pada permukaan seperti dinding, siling dan lantai membantu mengagihkan cahaya ke kawasan ruang yang lebih gelap sekali gus mengurangkan kebergantungan kepada pencahayaan buatan pada waktu siang. Pembiasan cahaya pula boleh berlaku apabila cahaya melalui medium yang berbeza seperti kaca dan seterusnya mempengaruhi arah penyebaran cahaya di dalam ruang.

Selain itu, sinaran matahari membawa tenaga dalam bentuk radiasi gelombang elektromagnet termasuk sinaran ultraungu (UV) dan inframerah. Pendedahan kepada cahaya matahari dapat membantu mempercepatkan proses penyejatan kelembapan pada permukaan tertentu serta mengurangkan keadaan lembap yang boleh menyumbang kepada pertumbuhan sesetengah mikroorganisma dan pembentukan bau hapak. Keadaan ini secara tidak langsung membantu mewujudkan persekitaran dalaman rumah yang lebih selesa dan kondusif kepada penghuni.

Analisis Reka Bentuk Seni Bina Bioklimatik Tradisional

Binaan rumah Melayu lama merupakan salah satu bentuk seni bina tradisional yang direka khusus bagi menyesuaikan kediaman dengan keadaan iklim tropika. Khairul Anwar et al. (2021) menyatakan bahawa elemen seni bina rumah tradisional Melayu boleh dikategorikan kepada tiga bahagian utama iaitu bahagian atas, bahagian tengah dan bahagian bawah. Bahagian atas merangkumi struktur bumbung dan bahagian tengah melibatkan dinding manakala bahagian bawah terdiri daripada struktur lantai.

Antara ciri utama rumah Melayu tradisional ialah struktur rumah yang dibina bertiang tinggi, bumbung yang lebih curam, ruang pengudaraan pada bahagian atap seperti kerawang, ukiran berlubang pada dinding, panel atau daun tingkap yang berliang atau berlubang serta bukaan tingkap yang luas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

Setiap komponen pada struktur rumah Melayu tradisional mempunyai fungsi dan kepentingan tersendiri dalam memberikan keselesaan kepada penghuni. Susun atur dan reka bentuk yang diterapkan bukan sahaja mengambil kira aspek pengudaraan, pencahayaan dan kesesuaian terhadap iklim malah turut mempertimbangkan keperluan sosial dan budaya masyarakat Melayu.

Hasil temu bual oleh Mohamad Faiz Fatihah Azlam et al. (2024) mendapati bahawa reka bentuk seni bina tradisional Melayu yang dipengaruhi oleh ajaran Islam memberikan penekanan yang tinggi terhadap aspek privasi. Elemen ini diterapkan melalui penempatan pintu utama yang membantu mengawal akses ke ruang dalaman rumah serta pemisahan yang jelas antara ruang keluarga dengan ruang menerima tetamu.

Merujuk kepada Rajah 4, bukaan tingkap yang luas serta elemen ukiran berlubang pada dinding membantu memaksimumkan pengudaraan silang dan membolehkan pencahayaan semula jadi memasuki ruang dalaman rumah dengan lebih berkesan. Peredaran udara yang baik turut membantu mengurangkan kelembapan berlebihan di dalam rumah sekali gus mengurangkan risiko pembentukan bau hapak serta mewujudkan persekitaran dalaman yang lebih selesa.

Bumbung yang curam serta mempunyai ruang pengudaraan pada bahagian sambungan bumbung seperti kerawang direka bersesuaian dengan keadaan iklim tropika yang panas dan menerima taburan hujan yang tinggi. Kecerunan bumbung membantu melancarkan aliran air hujan manakala bukaan atau celahan pada bahagian kerawang membolehkan udara panas yang terkumpul di ruang atas rumah keluar secara semula jadi. Proses ini membantu mengurangkan pengumpulan haba dan seterusnya meningkatkan tahap keselesaan terma di dalam rumah.

Selain itu, penggunaan bahan bumbung tradisional seperti genting tanah liat dan atap nipah turut mempengaruhi kadar pemindahan haba ke ruang dalaman. Berbanding sesetengah bahan bumbung moden seperti zink, bahan tradisional tertentu mempunyai ciri terma yang dapat membantu mengurangkan pemindahan haba solar secara langsung ke dalam rumah sekali gus menyumbang kepada keadaan dalaman yang lebih nyaman.

Berbeza dengan seni bina rumah Melayu tradisional, sesetengah kediaman moden masa kini lebih bergantung kepada sistem mekanikal dan pencahayaan buatan bagi mengekalkan tahap keselesaan dalaman seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5. Penggunaan penyaman udara dan kipas sering diperlukan untuk membantu mengawal suhu serta meningkatkan peredaran udara di dalam rumah.

Keadaan ini antara lain dipengaruhi oleh reka bentuk bangunan yang lebih tertutup serta kekurangan bukaan yang mencukupi untuk membolehkan berlakunya pengudaraan silang secara semula jadi. Apabila aliran udara masuk dan keluar menjadi terhad, haba lebih mudah terkumpul di dalam ruang dan seterusnya meningkatkan kebergantungan terhadap sistem penyejukan mekanikal.

Begitu juga dari aspek pencahayaan, reka bentuk kediaman yang kurang memanfaatkan kemasukan cahaya semula jadi akan menyebabkan ruang dalaman lebih bergantung pada pencahayaan buatan seperti lampu elektrik. Kebergantungan yang tinggi terhadap sistem penyejukan dan pencahayaan buatan ini seterusnya boleh meningkatkan penggunaan tenaga elektrik dalam sesebuah kediaman.

Kesimpulannya, keselesaan sesebuah kediaman bukan sahaja bergantung pada saiz dan susun atur ruang malah turut dipengaruhi oleh keupayaan reka bentuk bangunan yang memanfaatkan pengudaraan silang, pencahayaan semula jadi dan ciri terma bahan binaan. Seni bina rumah Melayu tradisional membuktikan bahawa elemen seperti bukaan tingkap yang luas, kerawang, bumbung curam, struktur bertiang serta penggunaan bahan binaan yang bersesuaian dengan iklim tropika mampu mewujudkan persekitaran dalaman yang lebih nyaman, selesa dan lestari. Sebaliknya, kediaman yang kurang memanfaatkan elemen semula jadi cenderung lebih bergantung pada sistem penyejukan mekanikal dan pencahayaan buatan sekali gus berpotensi meningkatkan penggunaan tenaga elektrik. Oleh itu, penerapan semula prinsip reka bentuk bioklimatik tradisional yang disesuaikan dengan teknologi dan keperluan semasa wajar dipertimbangkan dalam pembangunan kediaman moden bagi menghasilkan rumah yang lebih selesa, cekap tenaga dan mesra alam.

Rujukan

Acousticanova. (2018, 21 November). Info rahsia rumah Melayu lama. WordPress. https://acousticanova.wordpress.com/2018/11/21/info-rahsia-rumah-melayu-lama/

Bicara Seni Visual. (2014, 9 September). Seni bina rumah Melayu tradisional. https://bicarasenivisual.blogspot.com/2014/09/seni-bina-rumah-melayu-tradisional.html

Dewan Bahasa dan Pustaka. (2020). Kediaman. Dalam Kamus Dewan Perdana.

Holder, H. (n.d.). Cross ventilation: Best strategies and benefits. Architropics. https://architropics.com/cross-ventilation/

Khairul Anwar, Mazlan Mohd Tahir, Leong, Y. C., & Bukhori, M. F. (2021). Penerapan elemen berpayung kepada reka bentuk rumah teres di Malaysia untuk mencapai keselesaan terma melalui pengudaraan semula jadi. Jurnal Rekabentuk dan Binaan, 14(1), 163–173.

Mohamad, M. S., & Sulaiman, M. Z. (2024). Kajian terhadap reka bentuk seni bina rumah Melayu tradisional dalam konteks keselesaan, privasi, dan kelestarian menurut ajaran Islam. Jurnal Kejuruteraan, 36(6), 1957–1966.

Motherhood. (2024, Julai 24). 10 inspirasi rumah kampung moden yang menarik & selesa. Story Motherhood. https://story.motherhood.com.my/my/rumah-kampung-moden/