Simulasi Pengaruh Material Rangka Jendela dan Window-to-Wall Ratio terhadap Energi Pendinginan Bangunan Pada 38 Provinsi Indonesia

AALIYAH CALISTA ADLI, Dr. Eng. Ir. Mohammad Kholid Ridwan, S.T., M.Sc., IPU.,ASEAN Eng.

2026 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Dalam upaya meningkatkan efisiensi energi bangunan di wilayah beriklim tropis, diperlukan kajian mengenai pengaruh karakteristik selubung bangunan terhadap kebutuhan energi pendinginan. Jendela merupakan elemen selubung bangunan dengan tingkat perpindahan panas tinggi sehingga penelitian ini berfokus pada variasi material rangka jendela dan variasi rasio luas jendela terhadap luas dinding (WWR). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi nilai WWR dan material rangka jendela terhadap kebutuhan energi pendinginan bangunan.

Metode penelitian dilakukan menggunakan simulasi menggunakan perangkat lunak EnergyPlus berbasis model bangunan tiga dimensi yang dibuat dengan SketchUp dan OpenStudio Plugin sebagai dokumen masukan simulasi. Data iklim menggunakan 38 titik iklim provinsi di Indonesia yang diperoleh dari basis data NASA POWER. Model bangunan terdiri atas berbagai bentuk geometri dengan variasi nilai WWR sebesar 30%, 50%, dan 98%, serta variasi material rangka jendela berupa PVC, kayu, aluminium, dan tanpa rangka (full kaca).

Hasil simulasi berupa District Cooling Intensity (DCI) dalam satuan kWh/m²/tahun dari seluruh simulasi dirata-ratakan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan nilai WWR meningkatkan nilai DCI pada seluruh variasi material rangka jendela. Penggunaan rangka jendela menghasilkan nilai DCI yang lebih rendah dibandingkan kondisi tanpa kaca (full kaca), dengan kenaikan DCI antara 1,49% hingga 4,93%. Sementara itu, perbedaan nilai DCI antar variasi material rangka jendela relatif sangat kecil, yaitu berkisar antara 0,01% hingga 0,18%, dengan penggunaan rangka material aluminium menghasilkan DCI paling rendah, diikuti material kayu dan vinil.

In an effort to improve building energy efficiency in tropical climates, it is necessary to examine the influence of building envelope characteristics on cooling energy demand. Windows are building envelope elements with a high rate of heat transfer; therefore, this study focuses on variations in window frame materials and Window-to-Wall Ratio (WWR). This study aims to analyze the effect of WWR variations and window frame material types on building cooling energy demand.

The research method was conducted through simulation using EnergyPlus software based on three-dimensional building models developed in SketchUp and OpenStudio Plugin as simulation input files. The climate data use 38 provincial climate points in Indonesia obtained from the NASA POWER database. The building models consisted of various geometric forms with WWR variations of PVC, wood, aluminum, and frameless (full glass).

The simulation results were expressed as District Cooling Intensity (DCI) in kWh/m²/year, and the values from all simulations were averaged. The results show that increasing WWR consistently increases DCI values for all window frame material variations. The use of window frames resulted in lower DCI values compared to the frameless (full glass) condition, with DCI increases ranging from 1.49% to 4.93%. Meanwhile, the differences in DCI among the window frame materials were relatively small, ranging from 0.01% to 0.18%, with aluminum frames producing the lowest DCI values, followed by wood and vinyl frames.

Kata Kunci : district cooling intensity, energyplus, iklim Indonesia, rangka jendela, window-to-wall ratio