Simulasi Optimasi Selubung Bangunan terhadap Beban Pendinginan Berdasarkan Variasi Iklim di 38 Ibu Kota Provinsi Indonesia

JAVIER AHMAD, Dr. Eng. Ir. Mohammad Kholid Ridwan, S.T., M.Sc., IPU.; Andi Syahid Muttaqin, S.Si., M.Si., Ph.D.

2024 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Bangunan yang sudah ada mengonsumsi 40% energi listrik di Indonesia. Konsumsi energi tersebut sebagian besar dipengaruhi oleh sistem HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) yang terpengaruh iklim tropis Indonesia. Model selubung bangunan sederhana dan estimasi perhitungan beban pendinginan diperlukan sebagai rekomendasi untuk diterapkan pada bangunan umum. Penelitian ini menganalisis model selubung bangunan sederhana yang optimal berdasarkan beban pendinginan yang lebih rendah untuk 38 Ibu Kota Provinsi di Indonesia, dengan fokus pada beban pendinginan yang dipengaruhi oleh iklim setempat. Perhitungan beban pendinginan dalam penelitian ini dilakukan menggunakan perangkat lunak EnergyPlus dengan mempertimbangkan faktor iklim, seperti curah hujan, kelembaban, suhu, radiasi matahari, dan albedo. Dengan memperhatikan variasi geometri bangunan, volume, WWR (Window-to-Wall), rasio S/V (Surface-to-Volume) dan ketinggian selubung bangunan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa selubung dengan geometri sederhana, volume kecil, nilai WWR kecil, rasio S/V (Surface-to-Volume) kecil, dan tinggi bangunan yang rendah menghasilkan nilai beban pendinginan yang rendah. Bentuk selubung bangunan yang beban pendinginannya tidak signifikan berubah ketika divariasikan adalah tabung. Sedangkan, selubung bangunan optimal ditemukan pada geometri kubus dengan volume 216 meter kubik dan nilai WWR 0%, yang menghasilkan beban pendinginan terendah.

Existing buildings consume 40% of electrical energy in Indonesia. This energy consumption is largely influenced by HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) systems, which are impacted by Indonesia's tropical climate. A simple building envelope model and cooling load estimation are required as recommendations for application in common buildings. This study analyzes the optimal simple building envelope model based on lower cooling loads for 38 provincial capitals in Indonesia, with a focus on cooling loads influenced by local climate conditions. The cooling load calculations in this study were conducted using EnergyPlus software, considering climate factors such as rainfall, humidity, temperature, solar radiation, and albedo. The study also took into account variations in building geometry, volume, WWR (Window-to-Wall ratio), S/V (Surface-to Volume) ratio, and building envelope height. The results showed that building envelopes with simple geometry, small volume, low WWR, low S/V ratio, and low building height resulted in lower cooling loads. The building envelope shape whose cooling load did not significantly change when varied was the cylindrical shape. Meanwhile, the optimal building envelope was found in a cubic geometry with a volume of 216 cubic meters and a WWR value of 0%, resulting in the lowest cooling load. 

Kata Kunci : Beban pendinginan, iklim, selubung bangunan, pola curah hujan, EnergyPlus