## ANALISIS BENTUK PENEDUH TERHADAP PEROLEHAN RADIASI  SINAR MATAHARI PADA BANGUNAN TINGGI

## Muhammad Sega Sufia Purnama
Universitas Indraprasta PGRI, Program Studi Arsitektur ages125@gmail.com
Abstract. In  high-rise  building,  technology  has  important  role  in  giving  user  a  comfort  feeling. Unfortunately,  the  technology  consume  energy  in  its  used.  The  material  of façade  indirectly  has effect to consuming energy. In 90’, massive façade is still dominant in high rise. But, in 00’ glass has its tren to become a building skin. Glass material will transmit not only light but also infrared which is cause increase of temperature inside the building. Shading device is one of the solutions to block solar radiation. Simulation with Autodesk Revit Software is used in this research. Based on solar radiation data from simulation, horizontal louver shading device has better performance than others shading device.
Key Words: high-rise building, façade, shading device, solar radiation
Abstrak. Pada  bangunan  tinggi,  teknologi  memainkan  peran  penting  untuk  memberikan kenyamanan  kepada  pengguna.  Teknologi  yang  digunakan  membutuhkan  energi  dalam pengoperasiannya.  Material  fasad  secara  tidak  langsung  mempengaruhi  penggunaan  energi  pada bangunan tinggi. Bila tahun 1990an gedung bertingkat masih dominan menggunakan elemen masif sebagai  kulit  bangunan.  Tahun  2000an  kaca  menjadi  tren  untuk  material  kulit  bangunan.  Hal  ini tentu akan mempengaruhi penggunaan energi pada bangunan. Penggunaan peneduh menjadi salah satu solusi dalam menahan sinar matahari langsung. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah  metode  kuantitatif  dengan  pendekatan  simulasi  menggunakan  software  Autodesk  Revit. Berdasarkan data radiasi sinar matahari selama setahun baik orientasi timur maupun barat, peneduh dengan bentuk horizontal louver adalah bentuk yang paling efektif menangkal radiasi matahari. Kata Kunci : Bangunan tinggi, fasad, peneduh, radiasi sinar matahari

## PENDAHULUAN
Pada bangunan tinggi, teknologi memainkan  peran  penting  untuk  memberikan kenyamanan  kepada  pengguna.  Teknologi  yang digunakan membutuhkan energi dalam pengoperasiannya. Aspek  pencahayaan  dan penghawaan menjadi aspek yang paling membutuhkan energi besar dalam suatu bangunan tinggi (Yeang,1999). Dengan semakin banyaknya bangunan  tinggi  yang  terbangun  maka  akan semakin banyak energi yang digunakan.
Material  fasad  secara  tidak  langsung mempengaruhi penggunaan energi pada bangunan tinggi. Bila tahun 1990an gedung bertingkat masih dominan menggunakan elemen masif sebagai kulit bangunan. Tahun 2000an kaca menjadi tren untuk material  kulit  bangunan.  Hal  ini  tentu  akan mempengaruhi penggunaan energi pada bangunan. Dalam hal perpindahan panas, material masif akan lebih baik untuk menghalau panas dari sinar  matahari  karena  panas  hanya  berpindah secara  konduksi.  Untuk  material  kaca,  masuknya
radiasi  sinar  matahari  membuat  benda-benda dalam  bangunan  menjadi  panas,  tetapi  panas tersebut  terjebak  dalam  ruangan  sehingga menimbulkan kerugian dari sisi energi. (Karyono,2016)
Penggunaan peneduh (Mangunwijaya, 1994)  menjadi  salah  satu  solusi  dalam  menahan sinar  matahari  langsung.  Pembayangan  yang terjadi pada bidang vertikal akan mengurangi efek buruk  radiasi  sinar  matahari.  Dengan  adanya berbagai  macam  bentuk  peneduh,  peneliti  ingin mencoba  melihat  efektivitasnya  terhadap  radiasi sinar matahari.
Dari  latar  belakang,  didapat  ada  hubungan antara bentuk peneduh dan radiasi sinar matahari. Maka  dari  itu,  rumusan  masalah  penelitian  ini adalah  bentuk  peneduh  seperti  apa  yang  paling efektif  dalam  menanggulangi  radiasi  sinar matahari?
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengukur performa  peneduh  dalam  menanggulangi  radiasi sinar matahari ditinjau dari bentuk peneduh.

## Fasad
Fasad  berasal  dari  bahasa  Latin, facies , bahasa Perancis, façade yang berarti bagian depan dari  bangunan.    Menurut  Andrea  Simitch  dalam bukunya The  Language  of  Architecture ,  fasad adalah  batas  antara  luar  dan  dalam,  umum  dan pribadi,  pelindung  dari  cuaca  luar  yang  tidak bersahabat (Simitch et. al, 2014). Pengertian fasad harus dikaitkan dengan beberapa istilah yang mirip seperti building  skin atau building  envelope . Giovani  Zamella  dalam Evolutionary  Optimation of Facade Design menyatakan bahwa fasad adalah bagian dari kulit bangunan dan bukan keseluruhan (Zamella et. al,2014). Hal ini juga didukung oleh Christian  Schittich  dalam  bukunya In  Detail Building Skin (Schittich, 2006) .
Peneduh Matahari ( Sun Shading )
Peneduh  matahari  merupakan  alat  yang sudah  sejak  zaman  dahulu  digunakan  sebagai pelindung dari panas sinar matahari (Lechner,2015).  Tidak  hanya  fungsinya  sebagai pelindung,  peneduh  juga  digunakan  sebagai elemen estetika pada bangunan. Konsepnya adalah menghalangi panas yang masuk dengan memblok sinar matahari yang datang.
Gambar 1. Rumah Adat Nias, Sequis Center Jakarta,

## Wisma Dharmala
Seiring  perkembangan  zaman  dan  teknologi, peneduh matahari juga ikut mengalami perubahan dari  jenis  sampai  bentuk.    Wiley  dalam  Lechner mencoba  untuk  membuat  penamaan  dari  setiap
peneduh yang ada dan membuatnya dalam bentuk tabel seperti gambar :
Gambar 2. Bentuk Peneduh
Dari gambar tabel tersebut terlihat penamaan  yang  dilakukan  dan  juga  orientasi terbaik masing-masing peneduh. Overhang horizontal  baik  diletakan  di  bagian  selatan,  barat dan  timur.  Sirip  vertikal  baik  diletakan  di  bagian utara.  Tidak  ada  jenis  peneduh  yang  baik  untuk semua orientasi. Bentuk Eggcrate yang merupakan kombinasi horizontal dan vertikal pun mempunyai  kelemahan  berupa  pandangan  yang terbatas  dan  bentuk  tersebut  menyulitkan  angin berhembus untuk memindahkan panas. Orientasi  dominan  dalam  peletakan  peneduh adalah sisi barat dan timur. Hal ini dikarenakan sisi barat dan timur merupakan sisi yang dilewati atau jalur  perlintasan  matahari  harian.  Sisi  utara  dan selatan tidak sepenting arah timur dan barat karena
lintasan  matahari  hanya  melewati  sisi  tersebut dalam  bulan  tertentu  saja  sehingga  kurang signifikan  untuk  diletakan  peneduh.  Tetapi peletakan  peneduh  untuk  matahari  dengan  sudut tinggi tetap diperlukan pada bagian tersebut.
Bangunan tinggi didominasi oleh penggunaan  material  transparan  seperti  kaca. Karena  sifatnya  yang  meneruskan  sinar  matahari maka  seharusnya  bagian  ini  diberi  peneduh  agar tidak semua sinar matahari masuk dan memanaskan  bagian  dalam  bangunan.  Kaca  saat dibuat  sudah  mempunyai  nilai  yang  disebut “Koefesien  Peneduh”  ( Shading  Coefficient ). Tetapi  nilai  ini  tidak  cukup  untuk  memberikan perlindungan  terhadap  sinar  matahari  sehingga diperlukan nilai tambah dari peneduh ekstra.

## Radiasi Sinar Matahari
Panas yang mengenai bangunan berasal dari radiasi  sinar  matahari.  Radiasi  sinar  matahari merupakan  pancaran  gelombang  pendek  yang menyinari bumi. Saat masuk ke dalam bangunan, gelombang pendek  akan mengenai elemen dalam bangunan.  Pantulan  sinar  dari  elemen  di  dalam bangunan  mengakibatkan  panjang  gelombang menjadi  panjang.  Panjangnya  gelombang  yang tidak  dapat  keluar  dari  bangunan  ini  yang mengakibatkan  panas  berlebih.  Dalam  bangunan dengan  fasad  transparan    bila  tidak  terdapat ventilasi  untuk  menyalurkan  panas  secara konveksi, suhu akan bertambah dan mengakibatkan  kenyamanan  pengguna  menjadi terganggu.  Kejadian  ini  dinamakan  Efek  Rumah Kaca.  Diperlukan  pengaturan  udara  dalam  ruang untuk mendapatkan kenyamanan yang diinginkan terutama kenyamanan termal. Terhalangnya sinar matahari  yang  mengenai  bidang  transparan  akan mengurangi  beban  pendingin  ruangan.  Inilah mengapa peneduh menjadi perlu digunakan dalam bangunan tinggi.
Gambar 3. Efek Rumah Kaca

## METODOLOGI
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  metode  kuantitatif  dengan  pendekatan simulasi  menggunakan software Autodesk  Revit. Model  dibuat  dengan software SketchUp  2017. Untuk  mewakili  bidang  ukur  dalam  software digunakan bidang berukuran 3 x 4 m sebanyak dua buah.  Satu  sisi  menghadap  barat,  sisi  lain menghadap  timur.  Untuk  bentuk  peneduh  yang digunakan  adalah  bentuk  horizontal  yaitu, overhang atau  teritisan  selebar  1  m  dan louver dengan lebar 10 cm dan jarak antar louver sebesar 10  cm . Bentuk  vertikal  berupa fins atau  sirip dengan  lebar  1  m  dan  jarak  antar fins sebesar berkisar 1 – 1.5  m. Lalu ada bentuk diagonal fins dengan  kemiringan  45 0 dan  pengaturan  sama dengan vertical fins . Lokasi yang digunakan untuk simulasi berada di daerah tropis, tepatnya di DKI Jakarta. Waktu pengukuran sisi timur diatur mulai jam 7 pagi sampai 11 siang. Untuk sisi barat, diatur mulai jam 1 siang sampai jam 5 sore. Data radiasi dengan  satuan  energi  (Wh/m 2 )  diambil  dalam kurun  waktu  setahun  dengan  mengambil  sampel empat  tanggal  penting  yaitu,  21  Desember,  22 Maret, , 21 Juni dan 22 Oktober.
Gambar 4. Atas (kiri - kanan) : Horizontal louver, right slanted fins, overhang
Bawah (kiri – kanan) : vertikal louver, left slanted louver, vertikal fins
Gambar 6. Contoh hasil simulasi dengan Solar Analysis

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil Simulasi Radiasi Matahari dengan Software Revit
Hasil  simulasi  pada  orientasi  timur. Horizontal  louver,  overhang,  vertical  louver  fins dan fins 45 0 ( right )  menunjukan  performa terbaiknya  pada  tanggal  21  Desember. Fins 45 0 ( left )  menunjukan  performa  terbaiknya  justru pada  tanggal  21  Juni.  Hal  ini  diakibatkan  oleh kemiringan  lintasan  matahari  tegak  lurus  dengan kemiringan fins sehingga  sinar  matahari  mampu ditahan dengan baik oleh fins . Hal ini berbanding terbalik dengan fins 45 0 ( right ). Nilai radiasi justru besar  di  tanggal  21  Juni  dikarenakan  sejajarnya sinar  matahari  dengan  kemiringan  bilah.  Nilai
radiasi  yang  besar  juga  didapatkan  oleh fins dan vertical  louver pada  tanggal  21  Maret  dan  21 Oktober. Faktor yang mempengaruhi nilai tersebut adalah lintasan matahari yang tegak lurus dengan permukaan  bumi  sehingga  sudut  datang  yang tinggi  membuat  nilai  radiasi  menjadi  besar.  Dari nilai  rata-rata  performa  peneduh  didapatkan  nilai radiasi terbesar dimiliki oleh fins dan nilai radiasi terkecil dimiliki oleh horizontal louver .
Hasil  simulasi  pada  orientasi  barat. Horizontal  louver,  overhang,  vertikal  louver dan fins menunjukan performa lebih baik saat tanggal 21  Juni  dan  21  Desember.  Faktor  yang mempengaruhi hal ini adalah kemiringan lintasan matahari  pada  titik  terjauhnya  sehingga  sudut datang  yang  tidak  begitu  besar  membuat  nilai radiasi menjadi lebih kecil. Pada tanggal 21 Maret dan 21 Oktober nilai radiasi menjadi besar karena lintasan  matahari  yang  hampir  tegak  lurus sehingga radiasi menjadi lebih besar. Fins 45 0 ( left ) mempunyai nilai radiasi terkecil di tanggal 21 Juni dan fins 45 0 ( right )  mempunyai  nilai  terkecil  di tanggal  21  Desember.  Dari  rata-rata  nilai  radiasi, peneduh horizontal louver memiliki  nilai terkecil dibandingkan peneduh lainnya.
Dari simulasi pada bidang, didapatkan nilai radiasi pada  orientasi  barat  lebih  besar  dari  orientasi timur. Faktor yang mempengaruhi ini adalah sudut datang  sinar  matahari  terhadap  bidang  vertikal, sinar  matahari  yang  berdifusi  dari  langit  dan pantulan sinar matahari dari permukaan bumi.

## PENUTUP Simpulan
Simpulan yang dapat diambil dari simulasi peneduh  adalah  berdasarkan  data  radiasi  sinar matahari  selama  setahun  baik  orientasi  timur maupun barat, peneduh dengan bentuk horizontal louver adalah  bentuk  yang  paling  efektif menangkal  radiasi  matahari.  Hal  ini  terlihat  dari rendahnya nilai radiasi yang didapatkan. Kerapatan  dan  lebar  kisi  tidak  mempengaruhi perolehan radiasi sinar matahari. Kemiringan yang dimiliki  oleh fins bekerja  dengan  baik  saat kemiringan  sinar  matahari  tegak  lurus  dengan kemiringan bilahnya.
Peneduh
Nilai radiasi (pukul 7 – 11) pada bidang menghadap timur (Wh/m 2 ) 21 Maret 21 Juni 21 Oktober 21 Desember Rata- rata Horizontal Louver 1053 878 828 640 849.75 Overhang 1390 1211 1077 882 1140 Vertikal louver 1880 975 1426 892 1293.25 Fins 1921 988 1424 953 1321.5 Fins 45 0 (left) 1009 482 1054 1038 895.75 Fins 45 0 (right) 1296 1356 799 529 995 Peneduh
Nilai radiasi (pukul 13 – 17) pada bidang menghadap barat (Wh/m 2 ) 21 Maret 21 Juni 21 Oktober 21 Desember Rata- rata Horizontal Louver 1089 846 1031 919 971.25 Overhang 1470 1192 1416 1277 1338.75 Vertikal louver 2003 919 1697 1269 1472 Fins 1990 947 1805 1323 1516.25 Fins 45 0 (left) 1496 1382 1010 829 1179.25 Fins 45 0 (right) 1162 536 1443 1457 1149.5

## DAFTAR PUSTAKA
Karyono,  Tri  Harso.  (2016). Arsitektur  Tropis  : Bentuk, Teknologi, Kenyaaman, dan
Penggunaan Energi . Jakarta. Erlangga Lechner, N.. (2015). Heating, Cooling, Lightning . New Jersey. Wiley & Sons Mangunwijaya,  Y.  B.  (1994). Fisika  Bangunan . Jakarta. Djambatan Schittic,  C..  (2006). In  Detail  –  Building  Skins . Basel. Birkhauser Simitch,  A.  et.al..  (2014). The  Language  Of Architecture . Baverly. Rockport Yeang,  K..  (2012). Green  Skyscrape. Munich  & New York. Prestel Zamella,  G.  &  Andrea  Faraguna.  (2014). Evolutionary  Optimisation  of  Facade Design . London. Springer