Februari 2012 | Penurunan Berat Bangunan dengan b-panel

Abstrak
Salah satu faktor penentu kekuatan struktur suatu bangunan adalah berat beban mati (dead load) bangunan itu sendiri. Berat bangunan ditentukan oleh berat beban struktural (kolom, balok, dan pelat) dan non struktural (dinding dan atap) dari bangunan tersebut. Semakin berat suatu bangunan, akan semakin stabil kokoh berdiri dan semakin sulit untuk roboh bangunan tersebut. Namun, otomatis daya dukung penopang bangunan tersebut pun harus besar dan pada akhirnya akan berpengaruh juga pada biaya. Padahal kita dapat mendirikan bangunan yang kokoh berdiri dengan beban sendiri bangunan yang minimal, apalagi untuk non-struktural bangunan dimana bagian ini tidak terlalu membantu kekuatan struktur suatu bangunan, janganlah berat.
Selain itu dalam dinamika struktur kita mengenal efek momentum pendulum (pendulum effect). Efek pendulum terjadi ketika ada gaya dari luar struktur yang menekan struktur, biasanya pada struktur  berupa gaya angin atau gaya gempa. Semakin berat massa struktur bangunan, efek momentum pendulumnya pun akan semakin besar, dan akan menjadi semakin besar pula resiko keruntuhan bangunannya. Bandingkan jika beban bangunan yang ringan, pasti resiko keruntuhannya pun akan semakin kecil. b-panel^® memberikan solusi untuk meringankan beban bangunan, namun tetap menghasilkan suatu struktur bangunan yang kokoh dan tetap berdiri stabil serta tahan terhadap gempa.

b-panel^® adalah suatu sistem bangunan yang tersusun atas Expanded Polystyrene (EPS), wiremesh (sebagai tulangan), dan cor-an beton. EPS bukan material yang kuat, namun fungsinya dalam sistem b-panel^® adalah sebagai bekisting permanen (terkubur). Hasilnya adalah suatu material beton bertulang (dengan tulangan wiremesh yang sudah terpasang dalam panel EPS) yang menghasilkan suatu material yang ringan tetapi sangat kuat dibandingkan beratnya (excellent strenght to weight ratio) dan tentu saja dapat dimanfaatkan sebagai material penyusun bangunan sipil.   Setelah bangunan selesai, Lapisan EPS ini juga berfungsi sebagai insulasi suhu (isotermal) dan suara (isoakustik) yang sangat baik.

Seperti terlihat pada gambar, material penyusun utama b-panel^® adalah b-foam^® EPS. b-foam^® inilah yang membuat b-panel^® menjadi lebih ringan dari material lain karena berat jenis dari b-foam^® yang dipergunakan berkisar 10 – 24 kg/m³ (1/200 berat jenis beton). Lalu bagaimanakah dengan berat jenis dari b-panel^® sendiri setelah b-foam^® EPS ini dipadukan dengan wiremesh baja dan cor-an beton? Dan bagaimana pula jika sudah dibuat menjadi material penyusun bangunan? Bagaimana dengan material lain?

Berikut akan dijabarkan perbandingan b-panel^® dengan material lain penyusun bangunan (akan diambil contoh untuk material penyusun dinding):

Terlihat pada grafik dari segi material penyusunnya, penggunaan b-panel^® lebih ringan dibanding material lain. Semakin tebal dinding bangunan, b-panel^® akan jauh lebih ringan dibanding material lain, karena penambahan material hanya dipengaruhi oleh penambahan tebal b-foam^® EPS yang berat jenisnya sangat ringan. Karena itu pula penambahan berat b-panel^® untuk ketebalan dinding yang semakin besar sangat kecil.

Perbandingan berat material diatas membandingkan berat kering dari suatu material. Kenyataan di lapangan, material penyusun bangunan tidak mungkin kering 100%. Salah satu penyebab utamanya adalah karena adanya hujan. Negara kita Indonesia berada pada iklim tropis dengan curah hujan dan kelembaban relatif yang tinggi.
Air menjadi faktor utama peningkatan berat dari suatu material, karena air meresap ke dalam material tersebut. Hal ini membuat material menjadi mengembang dan menjadi lebih berat karena air yang meresap pada material juga memiliki berat. Daya resap air pada suatu material tergantung dari kerapatan materialnya sendiri. Apabila air sudah masuk akan sulit dan butuh waktu yang cukup lama untuk keluar kembali (Contoh: pada pengetesan resapan air, spesimen bata merah dan bata ringan harus dimasukkan ke oven untuk mendapatkan material yang kering sepenuhnya). Berikut dijabarkan besarnya daya serap air untuk tiap jenis material:

Untuk bata ringan (AAC) akan digunakan perhitungan yang lebih akurat, berdasarkan kelembaban relatif udara di Indonesia:

Kelembaban relatif rata-rata di Indonesia di pagi hari mencapai 95%. Melalui perhitungan interpolasi didapat penambahan berat bata ringan jenuh air sebesar 113.1 kg/m³ .

Catatan: Luas area diasumsikan sebesar 1 m²

Perbedaan mencolok terjadi pada material batako ringan, air yang meresap berpengaruh sekali terhadap kenaikan berat batako. Karena kerapatan batako ringan yang sangat renggang, maka air hampir 50% masuk ke dalamnya.
Kenaikan yang cukup terlihat juga terlihat pada material bata konvensional, batu cetak beton, dan bahkan bata ringan. Kesemua jenis material menunjukan perubahan kenaikan berat yang cukup berarti setelah jenuh air. Material bata konvensional dan bata ringan, menunjukkan kenaikan berat material  mencapai 20%. Terbayang jika ketebalan dinding semakin tebal, pasti akan sangat berpengaruh sekali. Jadi tidak menjamin bata ringan akan selalu lebih ringan, terbukti saat ketebalan semakin bertambah.
Sedangkan untuk material b-panel^® penambahan volumenya relatif kecil. Bahkan untuk ketebalan yang semakin bertambah dan dalam jangka panjang sekalipun, material b-panel^® tetap menunjukan perubahan yang kecil dan relatif stabil, hanya 1% saja kenaikan berat materialnya, karena EPS tidak menyerap air. Berbeda dengan material lain, semakin tebal dindingnya akan semakin ekstrim pula penambahan berat materialnya. Inilah keunggulan dari b-panel^®, terutama saat dinding semakin tebal bahkan dapat jauh lebih ringan dari material bata ringan sekalipun.
Selain menambah beban, penyerapan air juga memperburuk kinerja insulasi panas pada dinding. Hal ini dikarenakan air merupakan konduktor panas yang baik. Selain itu, adanya air yang meresap ke dalam dinding juga dapat membuat kualitas udara di dalam ruangan memburuk, dikarenakan kelembabannya yang tinggi. Dampak paling buruknya, jamur dan lumut dapat berkembangbiak.

Telah terbukti b-panel^® memiliki berat yang relatif ringan dan stabil untuk ketebalan yang semakin bertambah. Hal ini baru dibuktikan dari sisi material penyusunnya saja, dan sudah lebih unggul dibanding material penyusun yang lain. Bata ringan memang pada awalnya ringan terutama untuk dinding yang tipis, lebih ringan dari b-panel^® namun setelah ketebalan dinding bertambah, penambahan beratnya akan melampaui b-panel^® (terlihat pada grafik saat ketebalan dinding 12 cm bata ringan sudah mulai lebih berat).

Agar lebih jelas mari kita coba bandingkan material penyusun bata konvensional, bata ringan dengan b-panel^® untuk desain bangunan rumah 3 lantai berikut:

Perhitungan Beban Mati Bangunan

Berat Jenis Beton = 2400 kg/m³

• Untuk pelat beton 12 cm (konvensional)
• Berat beton bertulang = 2400 x 12/100 = 288 kg/m²
• Berat Floor Panel = 232 kg/m²

Berat Jenis Bata Merah (terpasang + plester) = 1.700 kg/m³
Berat Jenis Bata Ringan (terpasang + plester) = 780 kg/m³

• Untuk dinding jadi 15 cm (konvensional)
• Berat bata merah = 1.700 x 15/100 = 255 kg/m²
• Berat bata ringan = 780 x 15/100 = 117 kg/m²
• Berat b-panel^® (dinding)  ketebalan 15 cm untuk partisi = 111 kg/m²