Pengaruh pemilihan selubung dan arah orientasi bangunan terhadap radiasi panas matahari :: Studi simulasi model bangunan berlantai banyak di Jakarta

UTOMO, Nanang Priyo, Ir. M. Santosa, MS

2005 | Tesis | S2 Teknik Arsitektur

Penggunaan energi yang berlebihan menjadi permasalahan utama pada bangunan bangunan perkantoran berlantai banyak di iklim tropis. Saat ini banyak bermunculan bangunan-bangunan perkantoran berlantai banyak di kota-kota besar seperti di Kota Jakarta yang tidak mempertimbangkan faktor iklim makro dan iklim mikro. Dinding tranparan yang polos dan tipis tanpa memperhitungkan arah orientasi memerlukan biaya konsumsi energi yang lebih besar untuk menurunkan kadar radiasi panas matahari. Ketika gelombang panjang radiasi dari luar bangunan masuk menembus dan terserap dinding kaca, kaca tersebut akan menjadi hangat dan mengeluarkan kembali radiasi tersebut ke permukaan dalam ruang. Bangunan dengan kulit transparan mempunyai resiko yang lebih besar di mana menyerap radiasi panas matahari lebih cepat daripada kulit bangunan masif. Desain yang dapat merespon iklim didasarkan pada faktor bentuk bangunan dan struktur yang dapat menyesuaikan diri dengan iklim untuk kelancaran kegiatan manusia. Iklim hangat lembab adalah dekat dengan garis ekuator yang berarti menerima radiasi matahari dalam jumlah yang besar selama satu tahun. Strategi desain untuk mereduksi radiasi panas matahari yang terserap ke dalam bangunan daapat dicapai dengan bebarapa metode, yaitu dengan menggunakan metode model pasif yang murni menggunakan energi alam untuk memodifikasi iklim, menggunakan alat tambahan untuk memodifikasi iklim dengan lebih sempurna tetapi tidak efektif dan yang ketiga kombinasi antara dua model tersebut yang mana model aktif akan mendukung model pasif dalam mereduksi radiasi panas matahari Orientasi bangunan yang optimum dapat dicapai dengan cara memutar sisi bangunan yang menghadap timur atau barat sebesar 300 sampai dengan 450 untuk menghidari radiasi panas matahari terutama pada saat matahariberada di sudut yang rendah. Selain itu juga dapat mendukung shading devices untuk melindungi dinding dengan tidak menerima radiasi panas matahari secara langsung dan tidak meneruskan panas masuk ke dalam bangunan. Tipe, ukuran dan lokasi shading device tergantung pada ukuran dan tipe beban total komponen sinar matahari (langsung, menyebar dan memantul). Shading device yang ideal seharusnya dapat menahan radiasi panas matahari secara maksimum disamping view ke arah luar bangunan tidak terhalang. Overhang horisontal dan sirip vertikal sangat efektif yang diletakkan di fasade bangunan yang menghadap utara dan selatan terutama di bulan Juli dan Desember karena saat itu matahari berada pada posisi uyang tinggi. Tetapi saat matahari berada di sudut yang rendah (14.00 – 17.00), shading devices tersebut tidak lagi efektif. Fasade timur dan barat merupakan masalah yang cukup sulit karena faktor sudut matahari berada di sudut yang rendah di pagi hari dan sore hari. Sebaiknya untuk kasus ini kita harus menggunakan double fasade dan dinding masif yang secara signifikan dapat mereduksi radiasi. Shading devices dapat lebih efektif di sisi timur atau utara dengan mengkombinasikan sirip elemen vertikal dan horisontal.

High energy consumption is the major problem in tropical climate multi-storey office buildings. Today, so many building appears in the big city like Jakarta that not considered macro climate and micro climate factors. Slick and thin transparant wall without estimate the orientation direction needs more high cost energy to reduce solar radiation such as for dehumidification and artificial cooling. When the long-wave infrared (heat) radiation is absorbed, the glass gets warmer and consequenly, more heat is given on from outdoor surfaces into indoor surfaces. Thus in effect, significant amount of the heat radiation is came in trough the glazing. Transparant buildings skin have a bigger risk that absorbs solar radiation faster than opaque buildings skin. Climate responsive design that based on a building form and structure moderates the climate for human good and well-being. Warm humid climates are near to the Equator, it means receive high levels of solar radiation and there for are in heat surplus for large proportion of the year. Reducing solar heat gain can be reached with some method like use no plants or equipments to modify climate and with natural energy called passive building model, use plantly and equipments to modify climate that can give guarantee a level of thermal comfort trough the active systems but poor efficiency to modify climate called active building model, and the third is combination between two models which the active building model will provide passive buildings to reduce solar heat gain. Optimum building orientation to avoid solar heat gain especially low-altitude sun can be reached by turning on the east or west buillding facing 300 up to 450. This also can provide shading devices for unexposed wall by not directly receive solar radiation and will not transmit heat to internal spaces. The type, size, and location of shading device depend on the size of the types of solar components (direct, diffuse, and reflected) of the total solar load. The ideal shading device should be block a maximum of solar radiation while still permitting views to enter a windows. The horizontal overhang and vertical fin on south and north facing windows is very effective especially on July and December because the sun is high in the sky. But when the sun is low in the sky (2.00 p.m. – 5.00 p.m.) they are not effective anymore. East and west facing windows pose is difficult problem because of the low-altitude angle of the sun in the morning and afternoon. Preferable for this case we have to use double façade and opaque wall that significant reduce radiation. Fixed shading devices more effective use a combination of vertical and horizontal elements (eggcrate) on the east or north facing windows.

Kata Kunci : Arsitektur, Orientasi Bangunan, Energi Matahari, Radiasi