Pernahkah Anda memperhatikan betapa banyak gedung pencakar langit di kota-kota besar Indonesia dibalut kaca dari lantai ke lantai?
Desain seperti ini memang terlihat megah dan modern, tetapi di balik kilaunya tersimpan pertanyaan penting: seberapa besar panas matahari yang justru “dijebak” masuk ke dalam gedung, dan berapa banyak energi pendingin udara yang harus dikorbankan untuk mengatasinya?
Pertanyaan inilah yang coba dijawab oleh sebuah penelitian menarik dari Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta. Astri Resmi Enggarsiwi, Sri Yuliani, dan Yosafat Winarto meneliti kinerja termal selubung bangunan UNS Tower, gedung 11 lantai yang menjadi salah satu ikon baru kampus UNS. Hasilnya dipublikasikan dalam IOP Conference Series: Earth and Environmental Science pada tahun 2024, dan memberikan gambaran nyata tentang tantangan desain gedung tinggi di iklim tropis.
Kenapa Selubung Bangunan Itu Penting?
Sektor konstruksi menyumbang lebih dari 40% emisi karbon global, sebagian besar berasal dari penggunaan material dan konsumsi energi bangunan. Di Indonesia, penggunaan energi pada gedung komersial sebagian besar, bahkan lebih dari 63% dihabiskan untuk sistem pendingin udara (AC). Salah satu penyebab utamanya adalah desain selubung bangunan atau building envelope, yaitu “kulit luar” gedung yang terdiri dari dinding, kaca, dan elemen fasad lainnya.
Selubung bangunan berperan sebagai penentu seberapa banyak panas matahari yang masuk ke dalam ruangan. Semakin banyak kaca yang tidak terlindungi (unshaded), semakin besar pula beban panas yang harus ditangani oleh sistem pendingin udara. Di sinilah konsep Overall Thermal Transfer Value (OTTV) menjadi penting, sebuah nilai yang mengukur total perpindahan panas matahari yang diterima selubung bangunan per meter persegi.
Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) 6389:2020 tentang konservasi energi selubung bangunan, nilai OTTV maksimum yang diizinkan adalah 35 Watt/m². Semakin rendah nilai OTTV suatu gedung, semakin efisien energinya.
Studi Kasus: UNS Tower Surakarta
UNS Tower dipilih sebagai objek penelitian karena mewakili karakter khas gedung tinggi modern di kota tropis: massa bangunan berbentuk persegi panjang yang berorientasi utara-selatan dengan kemiringan 9 derajat, serta fasad kaca yang mendominasi sisi tenggara dan barat daya. Bagian dinding masifnya dilapisi bata ringan (hebel) yang ditutup dengan panel komposit aluminium (ACP) berwarna biru dan tembaga.
Kota Surakarta sendiri dikenal memiliki cuaca yang relatif panas sepanjang tahun. Kombinasi antara iklim tropis dan desain fasad kaca tanpa pelindung sinar matahari (shading device) inilah yang menjadi fokus utama penelitian ini.
Metode Penelitian: Dua Pendekatan Sekaligus
Para peneliti menggunakan dua metode simulasi yang saling melengkapi untuk menilai performa termal UNS Tower:
- Perhitungan OTTV : menggunakan spreadsheet kalkulator OTTV dari Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, berdasarkan data material, luas fasad, sistem fenestrasi (jendela), dan elemen shading pada tiap sisi bangunan.
- Simulasi EDGE (Excellence in Design for Greater Efficiencies) : aplikasi web yang menghitung efisiensi energi bangunan berdasarkan rasio jendela terhadap dinding (Window-to-Wall Ratio/WWR).
Data material selubung bangunan dikumpulkan secara detail, mulai dari koefisien absorbansi radiasi matahari (α), konduktivitas termal (K), hingga densitas tiap material, mencakup dinding bata ringan, panel ACP, batu granit, hingga kaca Sunergy 8mm dan kaca tempered 12mm.
Hasil: UNS Tower “Nyaris” Tidak Lolos Standar
Hasil perhitungan menunjukkan total OTTV UNS Tower sebesar 35,17 Watt/m², sedikit melampaui ambang batas 35 Watt/m² yang ditetapkan SNI 6389:2020. Artinya, secara teknis gedung ini belum memenuhi standar konservasi energi selubung bangunan.
Rincian kontribusi OTTV pada setiap sisi fasad menunjukkan pola yang jelas, sisi bangunan dengan luas kaca terbesar memberikan kontribusi panas paling tinggi:
Orientasi Fasad Luas Area (m²) OTTV Parsial (Watt/m²)
- Barat Daya (South West) 1.357,00 27,30
- Timur Laut (North East) 1.357,00 18,74
- Barat Laut (North West) 1.489,80 47,61
- Tenggara (South East) 1.489,80 44,85
Terlihat jelas bahwa fasad Barat Laut dan Tenggara, dua sisi dengan area kaca paling luas dan tanpa pelindung sinar matahari menyumbang OTTV tertinggi, hampir dua kali lipat dibandingkan fasad Timur Laut. Ini menegaskan temuan penelitian-penelitian sejenis sebelumnya di Indonesia:
semakin besar rasio jendela terhadap dinding (WWR) tanpa shading yang memadai, semakin tinggi pula beban panas yang masuk ke gedung.
Solusi: Mengganti Jenis Kaca
Setelah mengetahui bagian mana yang paling boros, peneliti mencoba tiga skenario perbaikan material kaca: kaca Sunergy eksisting, kaca double glazing, dan kaca double glazing dengan lapisan reflective film. Hasilnya cukup menjanjikan, penggunaan double glazing dengan reflective film berhasil menurunkan OTTV total dari 35,17 menjadi 23,62 Watt/m², atau penurunan sebesar 32,84%.
Penurunan ini membawa UNS Tower jauh di bawah ambang batas standar nasional, membuktikan bahwa pemilihan material kaca yang tepat memiliki dampak signifikan terhadap efisiensi energi bangunan tanpa perlu mengubah desain arsitektur secara keseluruhan.
Simulasi EDGE: Mengecilkan Jendela, Menghemat Energi
Selain mengganti material kaca, peneliti juga menguji skenario mengurangi rasio jendela terhadap dinding (WWR) pada fasad Barat Laut dan Tenggara dua sisi dengan kontribusi OTTV tertinggi dalam tiga interval: 25%, 50%, dan 75%.
Kondisi awal (base case) UNS Tower dengan WWR total 26,14% menunjukkan efisiensi energi -0,15%, yang berarti kondisi eksisting justru belum efisien secara energi, dengan konsumsi 263.561 kWh per bulan.
Skenario WWR (%) Penghematan Energi Konsumsi Energi (kWh/bulan)
- Kondisi Awal (Base Case) 26,14 -0,15% 263.561
- Perbaikan interval 25% 10,59 +0,74% 261.273
- Perbaikan interval 50% 15,77 +0,45% 262.036
- Perbaikan interval 75% 20,96 +0,13% 262.798
Menariknya, semakin kecil rasio jendela pada fasad yang bermasalah, semakin baik pula tingkat efisiensi energinya, meski peningkatannya tidak linear. Skenario dengan pengurangan WWR 25% (menyisakan WWR 10,59%) memberikan hasil penghematan energi terbaik dibanding dua skenario lainnya.
Apa yang Bisa Kita Pelajari?
Studi ini memberikan beberapa pelajaran praktis bagi arsitek, developer, maupun pemilik gedung yang ingin membangun di kawasan tropis perkotaan:
- Kaca memang estetis, tapi harus diimbangi shading. Fasad kaca tanpa pelindung sinar matahari adalah sumber utama beban panas pada gedung tropis.
- Orientasi bangunan menentukan strategi desain. Sisi bangunan yang menghadap arah datangnya sinar matahari langsung (dalam kasus ini Barat Laut dan Tenggara) memerlukan perhatian ekstra dalam pemilihan material dan proporsi kaca.
- Material kaca berkualitas bisa jadi solusi cepat. Mengganti kaca dengan double glazing berlapis reflective film dapat menurunkan beban panas secara signifikan tanpa mengubah desain fasad.
- Rasio jendela-dinding (WWR) yang lebih kecil pada fasad bermasalah turut membantu efisiensi energi, meski dampaknya perlu dikombinasikan dengan strategi lain untuk hasil maksimal.
- Perhitungan OTTV sejak tahap desain sangat penting untuk memastikan gedung memenuhi standar konservasi energi sebelum dibangun, bukan setelahnya.
Penutup
Penelitian terhadap UNS Tower ini menjadi pengingat bahwa desain gedung tinggi yang estetis dan modern tidak selalu berjalan seiring dengan efisiensi energi kecuali jika perhitungan termal dipertimbangkan sejak awal. Dengan nilai OTTV yang hanya sedikit di atas ambang batas standar nasional, UNS Tower sebenarnya berada pada posisi yang relatif mudah diperbaiki, dan penelitian ini membuktikan bahwa langkah sederhana seperti mengganti jenis kaca atau menyesuaikan proporsi jendela dapat membawa dampak nyata bagi konsumsi energi bangunan.
Bagi Indonesia yang terus mengalami pertumbuhan gedung tinggi di kota-kota besarnya, studi semacam ini menjadi rujukan penting agar pembangunan vertikal tetap sejalan dengan komitmen efisiensi energi dan keberlanjutan lingkungan.
Sumber:
Enggarsiwi, A. R., Yuliani, S., & Winarto, Y. (2024). Thermal Performance of Tall Building Envelope Design in Tropical Urban Region. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1361, 012018. doi:10.1088/1755-1315/1361/1/012018
