MERANCANG SEBUAH GREENHOUSE MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA

Greenhouse atau biasa disebut rumah tanaman adalah suatu bangunan menyerupai rumah handal untuk menyediakan lingkungan yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman (Bangunan pertanian – Syarat mutu rumah tanaman, SNI 7604:2010). Rumah tanaman (greenhouse) dapat diklasifikasikan:

Berdasarkan jenis bahan konstruksi, yaitu :
Rumah kasa dengan bahan konstruksi logam
Rumah kasa dengan bahan konstruksi non-logam (kayu atau bambu)
Berdasarkan ukuran luas bangunan, yaitu :
Rumah kasa kecil, apabila luas bangunan kurang dari 60 m2
Rumah kasa sedang, apabila luas bangunan antara 60 m2 – 200 m2
Rumah kasa sedar, apabila luas bangunan lebih dari 200 m2
Budidaya tanaman di dalam greenhouse memiliki keunggulan berupa lingkungan mikro yang lebih terkontrol dan keseragaman hasil produksi pada tiap tanaman. Berbeda dengan fungsi greenhouse di daerah iklim subtropis yang digunakan untuk mengendalikan lingkungan mikro, keberadaan greenhouse di daerah tropis lebih cenderung untuk perlindungan tanaman. Greenhouse di daerah tropis digunakan untuk melindungi tanaman dari serangan hama dan menahan air hujan yang jatuh secara langsung ke tanaman sehingga dapat merusak tanaman. Oleh karena itu, rancangan greenhouse di daerah tropis lebih sederhana dibanding di daerah subtropis.
Masalah yang sering dihadapi pada budidaya tanaman di daerah tropis adalah tingginya suhu udara di dalam greenhouse dibanding di luar greenhouse. Hal ini tidak terlepas dari suhu udara di daerah tropis yang cenderung panas dan berubah-ubah. Keadaan tersebut yang menyebabkan sulitnya mengendalikan keadaan suhu di dalamnya. Rancangan greenhouse juga sangat menentukan suhu udara di dalamnya. Pemilihan rancangan greenhouse perlu dilakukan secara tepat untuk mencegah keadaan yang merugikan bagi tanaman.
Rancangan greenhouse berpengaruh besar terhadap lingkungan mikro di dalamnya. Salah satu parameter lingkungan mikro tanaman adalah suhu. Suhu yang tinggi dapat mempercepat evapotranspirasi tanaman yang akan mempercepat kehilangan air dan energi. Salah satu cara untuk mengendalikan lingkungan mikro tanaman di dalam greenhouse khususnya suhu adalah dengan ventilasi alamiah. Keuntungan pemakaian ventilasi alamiah adalah biaya yang relatif murah dan tidak diperlukan perawatan. Kerugian yang perlu diperhatikan pada penggunaan cara ini adalah ketergantungan lingkungan mikro pada alam yang sulit dikendalikan. Penempatan dan luas bukaan ventilasi sangat menentukan pergerakan udara di dalam greenhouse yang akan membantu penurunan suhu. Letak ventilasi dan bentuk greenhouse akan mempengaruhi pergerakan udara di dalamnya. Pergerakan udara tersebut dimanfaatkan untuk memindahkan udara panas dari dalam greenhouse. Semakin banyak udara panas yang dikeluarkan akan membantu menurunkan suhu udara.
Banyak petani di Indonesia mengembangkan produksi sayuran secara komersial dan efesien, untuk memenuhi permintaan pasar yang tidak peduli apakah musim hujan atau musim kemarau, seperti Saung Mirwan, yang memproduksi hortilutura (tomat, slada, lettuce, ketimun) tidak saja untuk kebutuhan nasional namun juga beberapa negara di Asia.

I.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan laporan ini adalah
Rancang bangun greenhouse yang sesuai untuk tanaman tomat.
Analisa teknik perancangan greenhouse untuk tanaman tomat.

Perbedaan greenhouse di daerah sub-tropis dan tropis pada tabel dibawah ini :
Tabel 1. Perbedaan greenhouse
Subtropis Tropis
Sarana pertanian penting pd musim gugur, musim semi, dan musim dingin
Melindungi tanaman dari siraman hujan secara langsung dan intensitas cahaya yang berlebihan
Memanen panas utk meningkatkan suhu udara Panas menjadi beban: harus dikeluarkan
Konstruksi: kompleks Kontruksi: Simple

Spesifikasi teknik rumah tanaman (greenhouse) disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Spesifikasi teknik greenhouse.

BAB II
DESKRIPSI MASALAH
Rumah tanaman untuk produksi buah tomat dengan kapasitas 1000 tanaman.
Greenhouse yang akan dirancang dengan tipe Single-span Standar Peak Greenhouse.
Tiap bibit tomat yang akan ditanam dalam bentuk polybag yang berukuran 35 x 40 cm
Jarak tanaman antar bendengan ± 100 cm dan antar tanaman ± 50 cm dengan tinggi tomat 170 cm
Bahan konstruksi yang digunakan adalah kayu atau bambu dengan kaca plastic transpara.

BAB III
ANALISIS DAN DESAIN
Analisis
Diketahui :
Kapasitas greenhouse tanaman tomat = 1000 tanaman
Ukuran polybag tanaman tomat = 35 x 40 cm
Jarak tanaman antar bedengan = ± 100 cm
Jarak antar tanaman = ± 50 cm
Ditanya : Rancang bangun greenhouse yang sesuai.
Jawab :
Penentuan Luas Bangunan Greenhouse
Menggunakan metode optimasi desain Langrange Multipliers :
Lebar = 35X + 100 ( X – 1) + 200 = 135X + 100
Panjang = 35Y + 15( Y – 1) + 200 = 50Y + 185
Luas = 6750XY + 24975X + 5000Y +18500
Misal
X = Jumlah Bedengan
Y = Jumlah Tanaman tiap Bedengan

Sehingga :
Fungsi Tujuan : L = 6750XY + 24975X + 5000Y +18500
Fungsi Kendala : XY = 1000

Metode Optimasi Desain Langrange Multipliers :
LE = fungsi tujuan + λ(fungsi kendala)
LE = 6750XY + 24975X + 5000Y +18500 + λ(XY-1000)
Maka pada titik optimum harus dipenuhi :
(¶ LE)/(¶ X)=0

(¶ LE)/(¶ Y)=0

(¶ LE)/(¶ λ )=0
Maka :
Maka :
dLE/dX = 6750 Y + 24975 + λY = 0 (1)
dLE/dY = 6750 X + 5000 + λX = 0 (2)
dLE/dλ = XY – 1000 (3)

Dari persamaan( 3) :
XY = 1000 X = 1000/Y (4)

Dari persamaan (1) :
6750 Y + 24975 + λY = 0  Y(6750 + λ) + 24975 = 0
(6750 + λ) = – 24975/Y (5)

Dari persamaan (2) :
6750 X +5000 + λX = 0  X(6750 + λ) + 5000 = 0
(6750 + λ) = – 5000/X (6)

Subtitusi persamaan (5) ke persamaan (6) :
-24975/Y = -5000/X  X = 0.2Y (7)

Subtitusi persamaan (7) ke persamaan (4) :
0.2 Y = 1000/Y
0.2Y2 = 1000
Y = 71
X = 0.2 Y
= 0.2 (71) = 14.2  14
Sehingga :
Panjang bangunan greenhouse = 135 (14) + 100 = 1990 cm
Lebar bangunan greenhouse = 50 (71) + 185 = 3735 cm

Jadi rancang bangun greenhouse yang akan dibangun adalah dengan ukuran (1990 x 3735) cm dengan jumlah bedengan yang terdapat di dalam greenhouse adalah sebanyak 14 buah dan jumlah tanaman tiap bedengan sebanyak 71 tanaman

Desain

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan analisis desain, untuk menampung buah tomat berkapasitas 1000 tanaman dengan polybag yang ukurannya 35 x 40 cm, dan menggunakan jarak tanaman antar bedengan ± 100 cm dan antar tanaman ± 50 cm yakni didapatkan panjang greenhouse sebesar 3735 cm dan lebar sebesar 1990 cm.
Greenhouse tersebut memiliki type modified standart peak. Berdasarkan simulasi komputer yang dikembangkan Suhardiyanto et al. (2006b), modifikasi rumah tanaman tipe standard peak :
kemiringan atap 30 derajat,
tinggi bubungan 7.35 m dari lantai,
bukaan ventilasi 20 m sepanjang bubungan,
bukaan ventilasi dinding setinggi 3.98 m,
Desain greenhouse tersebut akan memberikan ventilasi alamiah sebesar 73.61 kali/jam pada saat kecepatan udara di luar rumah tanaman 1.6 m/s. Bentuk atap berundak dg kemiringan tertentu mempercepat aliran air hujan ke ujung bawah atap. Kemiringan sudut atap 25-35º tergolong optimal dalam mentransmisikan radiasi matahari.
Untuk dinding digunakan dua lapisan yakni lapisan luar terbuat dari bahan kawat dan lapisan dalam dari bahan kasa. Pelapisan kasa bertujuan untuk menghindari serangga atau hama yang masuk kedalam greenhouse.
Pondasi terbuat dari semen cor untuk memperkokoh tahanan bangunan. Sedangkan untuk rangka terbuat dari bambu. Selain murah, penggunaan bambu juga lebih mencerminkan ciri khas bangsa kita.
Sebagian besar tanaman yang dibudidayakan pada green house membutuhkan cahaya dengan panjang gelombang sekitar 400 – 700 nanometer (Photosynthetically Active Radiation). Hampir semua bahan penutup green house mampu menampung cahaya tersebut sesuai dengan panjang gelombang yang diinginkan tanaman. Bahan yang terbuat dari Polyethylene dan fiberglass cenderung membuat cahaya menjadi tersebar, sementara bahan yang terbuat dari acrylic dan polycarbonate lebih cenderung meneruskan cahaya yang masuk secara langsung.
Atap terbuat dari kaca transparan model new polycarbonate. Keuntungan model new polycarbonet yakni lebih tahan, lebih fleksibel, lebih tipis, serta lebih murah dibandingkan acrylic. Penggunaan dua lapis polycarbonate mampu menghantarkan cahaya sekitar 75-80 % dan mengurangi kehilangan panas sekitar 40% dibandingkan satu lapis. Namun kekurangannya bahan ini sangat mudah tergores dan mudah memuai.

V. KESIMPULAN
Dapat disimpulkan bahwa dalam pembuatan greenhouse banyak faktor yang harus kita perhatikan. Secara umum ada faktor internal dan faktor eksternal. faktor internal misalnya suhu didalam bangunan, kelembaban, intensitas cahaya, jenis tanaman dan lainnya. Sedangkan faktor eksternal yakni iklim, serangan hama, kecepatan angin, radiasi matahari, luas areal, topografi, ketersediaan air, arah/orientasi dan lainnya. Selain mempertimbangkan hal diatas, faktor ekonomis pun harus kita pertimbangkan. Pertimbangan-pertimbangan tersebut dapat kita analisis untuk membuat jenis dan type greenhouse.

DAFTAR PUSTAKA

Shafwandi. 2011. Rumah Kaca (Greenhouse). Universitas Syiah Kuala: anonim.
Suhardiyanto, Herry. 2009. Rancangan Greenhouse. IPB: Diktat Kuliah Teknologi Greenhouse dan Hidroponik.
http://ediskoe.blogspot.com/2010/01/greenhouse-menuju-standar-nasional.html
(diakses pada: Senin, 26 November 2012, pukul 02.00 WIB. Terhubung berkala).