Pengaruh rasio luas selubung masif dan transparan terhadap radiasi matahari pada penggunaan energi penyejukan udara buatan :: STudi simulasi model bangunan Kantor berlantai banyak di Jakarta

BAFTIM, Deddy Ardiansyah, Ie. Jatmika Adi Suryabrata, M.Sc.,Ph.D

2006 | Tesis | S2 Teknik Arsitektur

Konsumsi energi untuk penyejukan udara (cooling dan dehumidification) mencapai angka 60% dari total kebutuhan energi bangunan perkantoran di Indonesia. Penggunaan penyejukan udara buatan semakin pesat khususnya di kota-kota besar seperti Jakarta. Secara umum bangunan tingkat rendah maupun bangunan tinggi yang berada di kota Jakarta tidak memperhitungkan penggunaan kulit bangunan yang optimum dalam kaitannya dengan konsumsi energi untuk penyejukan udara buatan. Kulit bangunan terdiri atas bidang masif dan transparan. Semakin besar luas permukaan transparan menyebabkan konsumsi energi penyejukan buatan semakin besar, namun belum tentu dapat menurunkan konsumsi energi secara total karena akan terjadi peningkatan konsumsi energi pencahayaan buatan. Oleh karena penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh rasio luas antara selubung masif dan transparan (glazing ratio), dan mengetahui konfigurasi optimum antara glazing ratio dengan rasio antara panjang dan lebar denah (shape) dan orientasi terhadap radiasi matahari agar dapat dicapai penghematan energi. Penelitian ini dilakukan dengan cara eksperimental simulatif pada model bangunan kantor berlantai banyak yang tidak terbangun (bersifat maya). Data primer adalah file cuaca kota Jakarta dengan ekstensi file *.epw. Data sekunder berasal dari literatur untuk mendefinisikan properti material bangunan berdasarkan fungsi bangunan perkantoran. Selubung transparan yang dijadikan refensi adalah kaca bening. Simulasi dilakukan dengan software energy plus versi 1.2.3.031, dan pemodelan dilakukan dengan software design builder versi 1.0.0.024 sebagai graphic user interface (GUI) software energy plus versi 1.2.3.031. Hasil penelitian menunjukkan bahwa glazing ratio memiliki pengaruh yang sangat signifikan dalam mempengruhi perubahan konsumsi energi penyejukan udara buatan. Pengaruh terkecil terjadi pada glazing ratio 0% dengan persentase antara 0,40% – 0,44% dan pengaruh terbesar terjadi pada glazing ratio 100% dengan persentase antara 64 – 71% terhadap total konsumsi energi penyejukan secara keseluruhan. Peningkatan glazing ratio setiap kelipatan 10% menyebabkan konsumsi energi penyejukan naik antara 2 -14% atau dengan ratarata 7% karena transmisi radiasi matahari. Pada orientasi 0° (sumbu panjang bangunan berada pada aksis timur – barat) bangunan dengan interval glazing ratio 0% - 40% lebih optimum pada rasio antara panjang dan lebar denah 1:1 daripada 1:2. Sedangkan interval glazing ratio 40% - 100% lebih optimum pada rasio panjang dan lebar denah 1:2 daripada 1:1. Dengan menerapkan glazing ratio maksimum pada setiap sisi bangunan yang direkomendasikan oleh hasil penelitian ini mampu menurunkan konsumsi energi penyejukan udara buatan dari 60% menjadi 36%.

Energy consumption for cooling and dehumidification reached 60% from total energy requirement for office building in Indonesia. The use of artificial cooling growth fast progressively in big cities like Jakarta. Generally, low rise building and also high rise building in Jakarta that not considered optimum building envelope use bearing with the artificial cooling energy. The building envelope consisted of opaque and transparent surfaces. The narrower of transparent surface the smaller energy use for artificial cooling, but it can’t degrade the total energy consumption for building simultaneously because it will increase energy use for artificial lighting. This research aim to know the effect of surface area ratio between opaque and transparent (glazing ratio) to artificial cooling energy consumption, and to know the optimum configuration among glazing ratio with the length and width of plan ratio (ratio of sides), and orientation to solar radiation to reach energy saving. This research is conducted by simulation of high rise office building model. Weather file of Jakarta with *.epw extension is the primary data for running the simulation. Secondary data from literature such as building standard/code is used to define the property of office building materials. The reference glazing type chosen is clear glass. Energy plus software version 1.2.3.031 is the main simulation engine for simulating and calculating the effect of glazing ratio to solar radiation. Modeling is conducted by design builder software version 1.0.0.024 (third party graphic user interface for energy plus software version 1.2.3.031). The result of research indicate that glazing ratio take the significant role for changing the artificial cooling energy use. Increasing 10 percent in glazing will increase 2 -14 percent artificial cooling energy use which caused by transmitted solar gain. At 0° orientation (main wall axis parallel to east – west axis), building with 0% - 40% glazing is more efficient in ratio of sides 1:1 than 1:2, but building with 40% - 100% glazing is more efficient in ratio of sides 1:2 than 1:1. By applying the maximum glazing ratio to each façade of building recommended by this research will decrease the total artificial cooling energy from 60% to 36% in Jakarta without loosing daylight contribution.

Kata Kunci : Bangunan,Energi Penyejuk Udara Buatan,Radiasi Matahari, glazing ratio, solar radiation, and artificial cooling energy