## ANALISA SINAR MATAHARI DAN ANGIN DALAM KINERJA TERMAL TIGA RUMAH TINGGAL

## Hermawan
Program Studi Arsitektur Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Sains Al-Qur’an hermawanarsit@gmail.com

## ABSTRAK
Kenyamanan  termal  merupakan  persepsi  penghuni  yang  didasarkan  pada  lingkungannya,  sedangkan kinerja termal adalah kinerja panas yang ditimbulkan oleh bangunan. Banyak faktor dalam kinerja termal bangunan  diantaranya  adalah  sinar  matahari  dan  angin.  Kedua  faktor  termasuk  faktor  penting  yang mempengaruhi  kinerja  termal  bangunan  untuk  mewujudkan  kenyamanan  termal  penghuni  bangunan. Tujuan  penelitian  adalah  menganalisa  sinar  matahari  dan  angin  dalam  mempengaruhi  kinerja  termal rumah  tinggal.  Metode  penelitian  menggunakan  metode  observasi  dengan  melakukan  pengamatan elemen bangunan yang berhubungan dengan sinar matahari dan angin. Hasil pengamatan dideskripsikan untuk menemukan hasil kinerja termal dari tiga bangunan yang diteliti. Hasil penelitian menunjukkan bahwa  elemen  bangunan  seperti  material  dinding  mempengaruhi  kinerja  termal  bangunan.  Penelitian menunjukkan  bahwa  rumah  tinggal  dengan  dinding  plaster  lebih  dingin  dibandingkan  dengan  rumah tinggal berdinding batu ekspos dan kayu.
Kata Kunci :  material dinding, elemen bangunan, ventilasi, selubung bangunan

## ABSTRACT
Thermal comfort is the occupant's perception based on the environment, while thermal performance is the heat performance generated by the building. There are many factors in the thermal performance of buildings,  including  sunlight  and  wind.  Both  factors  are  important  factors  that  influence  the  thermal performance of buildings to achieve thermal comfort for building occupants. The aim of the research is to analyze sunlight and wind in influencing the thermal performance of residential homes. The research method uses an observation method by observing building elements related to sunlight and wind. The observation results are described to find the thermal performance results of the three buildings studied. The  research  results  show  that  building  elements  such  as  wall  materials  influence  the  thermal performance of buildings. Research shows that houses with plaster walls are cooler than houses with exposed stone and wood walls.
Keywords : wall materials, building elements, ventilation, building envelope

## 1. PENDAHULUAN
Penghematan  energi  selalu  menjadi  topik penting  dalam  bangunan  akibat  semakin menipisnya sumber energi dari fosil. Penghematan energi tidak lepas dari kenyamanan termal dan kinerja termal bangunan (Alves et al., 2021). Efek pemanasan global  terhadap  kondisi  panas  bangunan merambah  ke  berbagai  wilayah  dunia.  Strategi untuk  mengatasi  pemanasan  global  dilakukan dengan berbagai cara. Opsi penguatan pencegahan  pencairan  es  pada  wilayah  dingin akibat pemanasan global juga dilakukan seiring dengan  semakin  parahnya  pemanasan  global (Sakharov et al., 2022).
Pemanasan global menyebabkan bangunan menjadi panas dan membuat penghuni bangunan  tidak  nyaman  berada  di  dalam bangunan.  Penghuni  mencoba  berbagai  cara termasuk  penggunaan  peralatan  pendinginan yang  memerlukan  energi  besar.  Pembangunan teknologi  net  zero  diterapkan  di  semua  bidang termasuk  dalam  bidang  peternakan  unggas  (Li et al., 2022). Konsep bangunan net zero menjadi salah  satu  alternatif  cara  untuk  menciptakan penghematan  energi  dengan  cara  mewujudkan kenyamanan  termal  penghuni.  Bangunan  net- zero diwujudkan tanpa menggunakan peralatan pendinginan  ataupun  pemanasan  (Satola  et  al., 2022).
Bangunan  net  zero  merupakan  salah  satu cara  bangunan  dalam  mengoptimalkan  kinerja termal  bangunan.  Kinerja  termal  bangunan dapat  dilihat  dari  berbagai  aspek  diantaranya adalah  suhu  udara,  kelembaban  udara,  radiasi matahari  rata-rata dan kecepatan  angin  (Zhang et  al.,  2022).  Faktor  sinar  matahari  dan  angin termasuk  faktor  penting  dalam  analisa  kinerja termal bangunan di daerah tropis. Kedua faktor kinerja  termal  mempunyai  nilai  yang  besar  di daerah  tropis  yang  mempunyai  dua  musim. Sinar matahari yang berlimpah dan angin yang berhembus  kencang  bisa  dijadikan  faktor penting kinerja termal bangunan di daerah tropis (Rani & Kannamma, 2022).
Pengaruh  sinar  matahari  lebih  besar dibandingkan pengaruh angin pada bangunan di ruang luar. Kedua faktor terbukti mempengaruhi kenyamanan manusia (Liu et al., 2022).  Elemen  bangunan  yang  berhubungan langsung  dengan  sinar  matahari  dan  angin adalah  selubung  bangunan.  Dinding  termasuk
selubung  bangunan  yang  perlu  dirancang sedemikian  rupa  sehingga  bisa  menciptakan kinerja  termal  yang  baik  (Hermawan  & Švajlenka, 2022). Sinar matahari dan angin bisa diolah  menjadi  sumber  energi  terbarukan sehingga kinerja termal bangunan menjadi baik dan menciptakan penghematan energi (Behzadi & Sadrizadeh, 2023).
Analisa  sinar  matahari  dan  angin  menjadi penting dilakukan dalam mewujudkan kenyamanan termal penghuni dan kinerja termal bangunan.  Penelitian  bertujuan  menganalisa faktor  sinar  matahari  dan  angin  dalam pengaruhnya terhadap kinerja termal bangunan.

## 2. METODE
Penelitian  menggabungkan  dua  metode yaitu metode kualitatif dan kuantitatif. Metode kualitatif dilakukan dengan melakukan pengamatan dan observasi dua faktor yaitu sinar matahari  dan  angin.  Simulasi  dengan  gambar dilakukan  sesuai  dengan  kondisi  di  lapangan. Pengukuran  suhu  udara  dan  kelembaban dilakukan  dengan  menggunakan  alat  pengukur termal.  Besaran  suhu  udara  dan  kelembaban untuk  masing-masing  rumah  ditampilkan  dan diperbandingkan besarannya. Suhu udara dilihat dari besar kecilnya angka yang muncul. Obyek penelitian  menggunakan  tiga  rumah  tinggal yang  berbeda  material  dindingnya.  Analisa dilakukan dengan menggunakan analisa deskriptif  yang  menjelaskan  kaitan  sinar matahari  dan  angin  terhadap  kinerja  termal bangunan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  analisa  data  matahari  dan  angin ditampilkan dalam bentuk diagram gambar yang memperlihatkan  arah  sinar  matahari  dan  angin pada denah masing-masing bangunan. Arah atau alur  sinar  matahari  pada  denah  bangunan  akan terlihat menuju ke dalam bangunan. Arah sinar matahari  siang  di  dalam  bangunan  membuat beberapa  ruang  yang  terkena  panas  akan menjadi  tidak  nyaman.  Arah  angin  juga ditampilkan pada gambar denah bangunan. Arah angin  yang  didasarkan  pada  kondisi  riil  di lapangan  membuat  ruang  di  dalam  bisa menurunkan suhu udara yang terpengaruh panas matahari.  Sinar  matahari  dan  angin  menjadi saling  terkait  dalam  menciptakan  kenyamanan termal pengahuni dan kinerja termal bangunan.

## Analisa Sinar Matahari
Gambar 1. Analisa sinar matahari Rumah 1
Matahari  pagi  yang  baik  untuk  kesehatan apbila  masuk  melalui  kaca  jendela  dan  pintu rumah  yang  berada  di  depan,  jadi  sebisa mungkin  baik  di  masukkan  ke  dalam  ruangan rumah.  Di dalam design rumah plaster matahari pagi  bisa  masuk  di  dalam  ruangan  tamu  dan kamar.  Sedangkan  matahari  siang  yang  panas dan menyilaukan agak sulit untuk dapat masuk kedalam  rumah,  meskipun  sudah  ada  bouven kaca  di  samping  rumah.  Hal  tersebut  terjadi karena  tingkat  kerapatan  yang  tinggi  dengan rumah  di  sampingnya.  Sedangkan  untuk matahari  sore  sinar  matahari  sama  sekali  tidak bisa  masuk  ke  dalam  rumah  dikarenakan  tidak ada  jendela  ataupun  bouven  kaca  yang  dapat menembuskan sinar matahari ke dalam rumah. Selain  itu  juga  dikarenakan  rumah  tersebut berdempetan  dengan  rumah  di  belakangnya, sehingga  tidak  memungkinkan  adanya  jendela ataupun bouven kaca pada belakang rumah.
Gambar 2. Analisa sinar matahari Rumah 2
Matahari  pagi  yang  hangat  tidak  dapat masuk  ke  dalam  rumah  melalui  pintu  ataupun jendela kaca yang ada. Hal tersebut karena tidak ada  perantara  matahari  dapat  masuk  ke  dalam rumah, baik itu jendela kaca, pintu kaca maupun bouven kaca. Hal tersebut juga dipengaruhi oleh arah  hadap  ataupun  orientasi  rumah  dan  juga tata  letak  ruangan  di  dalam  rumah  tersebut. Dimana bagian depan yang sangat memungkinkan  untuk  terkena  sinar  matahari adalah  ruang  untuk  dapur  sehingga  sinar matahari  terhalang  oleh  tembok  yang  tertutup. Sedangkan  matahari  siang  yang  panas  dan menyilaukan  agak  sulit  untu  dapat  masuk kedalam  rumah.  Hal  tersebut  terjadi  karena selain  tingkat  kerapatan  yang  tinggi  dengan rumah di sampingnya juga karena di bagian atas rumah  tidak  ada  genting  kaca  ataupun  genting transparan yang dapat  membuat  sinar matahari dapat  masuk  ke  dalam  ruangan.  Sedangkan untuk matahari sore sinar matahari dapat masuk ke  dalam  rumah  melalui  jendela  kaca  ataupun bouven  kaca  yang  dapat  menembuskan  sinar matahari  ke  dalam  rumah  sehingga  membuat hangat  suhu  ruangan  di  dalam  rumah.  Akan tetapi itu juga hanya beberapa ruangan saja yang dapat tertembus oleh sinar matahari sore.
Gambar 3. Analisa sinar matahari Rumah 3
Matahari  pagi  yang  hangat  tidak  dapat masuk  ke  dalam  rumah  melalui  pintu  ataupun jendela kaca yang ada. Hal tersebut karena tidak ada  perantara  matahari  dapat  masuk  ke  dalam rumah, baik itu jendela kaca, pintu kaca maupun bouven kaca. Hal tersebut juga dipengaruhi oleh arah  hadap  ataupun  orientasi  rumah  dan  juga tata  letak  ruangan  di  dalam  rumah  tersebut. Ruangan  yang  terkena  matahari  pagi  yaitu hanya  ruangan  kamar.  Untuk  matahari  siang yang  panas  dan  menyilaukan,  sinar  matahari masuk melalui bouven pada sela-sela perbatasan antara rumah yang satu dengan rumah yang lain pada  bagian  belakang  rumah.  Untuk  matahari sore,  sinar  mataahari  yang  hangat  sama  sekali tidak  bisa  masuk  ke  dalam  rumah  dikarenakan tidak adanya media penyalur sinar matahari dari luar, seperti jendela kaca, bouven kaca maupun pintu  kacanya.  Hal  tersebut  membuat  suhu ruang di dalam rumah sedikit menurun.
Penggunaan tenaga matahari dalam menciptakan  kenyamanan  termal  dilakukan dengan  membuat  cerobong  tenaga  surya. Kebutuhan  akan  pendinginan  bisa  terpenuhi dengan  adanya  cerobong  tenaga  surya  (Singh Rajput & Bartaria, 2022). Penggunaan cerobong asap  di  daerah  tropis  perlu  dikaji  dengan  lebih matang karena tingginya curah hujan membuat cerobong  asap  berpotensi  tidak  optimal. Pengujian cerobong asap di daerah tropis telah dilakukan  dan  diperlukan  untuk  membuat cerobong dengan kemiringan tertentu (Sugini et al., 2021).

## Analisa Angin
Gambar 4. Analisa angin Rumah 1
Angin  yang  masuk  ke  dalam  ruangan berasal  dari  jalan  utama  di  depan  rumah  dan lahan  kosong  diseberang  jalan  yang  bersifat kering  masuk  ke  dalam  rumah  melalui  bukaan pada  jendela  dan  ventilasi  di  depan  rumah sehingga  membuat  suhu  ruangan  di  dalam rumah  sedikit  menurun.  Selain  itu  angin  juga dapat masuk melalui sela-sela bouven kaca yang ada  di  samping  rumah.  Akan  tetapi  angin tersebut lebih sedikit tekanannya karena kondisi samping  rumah  yang  berdempetan  dengan rumah yang lainnya.
Gambar 5. Analisa angin Rumah 2
Angin  yang  masuk  ke  dalam  ruangan berasal dari jalan gang di depan rumah dan lahan kosong  diseberang  jalan  yang  bersifat  kering masuk  ke  dalam  rumah  melalui  bukaan  pada
jendela  dan  ventilasi  di  depan  rumah  sehingga membuat suhu ruangan di dalam rumah sedikit menurun.  Selain  itu  angin  juga  dapat  masuk melalui  sela-sela  bouven  kaca  yang  ada  di samping  rumah.  Angin  juga  melalui  atap  yang belum di beri plafon dan mudah masuk ke dalam ruangan. Akan tetapi angin tersebut lebih sedikit tekanannya karena kondisi samping rumah yang berdempetan  dengan  rumah  yang  lainnya.  Hal tersebut  membuat  udara  di  dalam  rumah  yang rendah menjadi lebih rendah dan lembab.
Gambar 6. Analisa angin Rumah 3
Angin  yang  berasal  dari  lahan  di  depan rumah  yang  kering  masuk  kedalam  rumah melaui jendela yang terbuka pada bagian depan rumah.  Angin  juga  masuk  melalui  sela  sela dinding  rumah  yang  menggunakan  kayu.  Hal tersebut membuat suhu udara di dalam ruangan yang panas menjadi sejuk. Selain itu angin yang berasal  dari  jendela  di  belakang  rumah  masuk kedalam  ruangan  rumah  melalui  sela-sela bouven yang terbuka. Akan tetapi tekanan angin yang  masuk  tidak  terlalu  besar  sehingga  suhu ruangan di dalam rumah hanya menurun sedikit.
Berdasarkan  data  analisa  rumah  terhadap angin  diatas,  dapat  disimpulkan  bahwa  tidak terdapat  satupun  rumah  yang  menggunakan system  cross  ventilastion  pada  rumahya.  Hal tersebut  karena  mereka  menyadari  bahwa system  cross  ventilation  tersebut  hanya  akan menambah  suhu  ruangan  di  dalam  rumah mereka  menurun.  Sedangkan  yang  mereka butuhkan adalah suhu ruang yang hangat. Oleh karena  itulah  mereka  tidak  membuat  system cross ventilation tersebut.
Tabel 1. Pengukuran faktor termal
Berdasarkan  grafik  pengukuran  diatas, setelah  dirata-rata  dapat  disimpulkan  bahwa pada  rumah  plester  suhu  udara  terendah menunjukkan  angka  16,7 o C,  sedangkan  untuk suhu ruangan tertinggi menunjukkan angka 27,5 o C. Sedangkan untuk kelembaban yang terendah mempunyai  nilai  rata-rata  76,3%.  Dan  untuk kelembaban tertinggi mempunyai nilai rata-rata 88,8%.  Kecepatan  angin  di  dalam  rumah tersebut  tetap,  yaitu  0.0  m/s.  Rumah  ini mempunyai suhu radiasi matahari tertinggi yaitu 15,9  dan  terendah  menunjukkan  angka  0,67.
Rata-rata  untuk  keseluruhan  nilai  alat  pada rumah plester ini menunjuk pada angka 31,92.
Untuk  rumah  batu,  suhu  udara  terendah menunjukkan  angka  angka  16,7 o C  dan  untuk suhu  ruangan  tertinggi  menunjukkan  angka 26,5 o C.  Sedangkan  untuk  kelembaban  yang terendah mempunyai nilai rata-rata 78,4%. Dan untuk  kelembaban  tertinggi  mempunyai  nilai rata-rata  89,6%.  Rumah  ini  mempunyai  suhu radiasi  matahari  tertinggi  yaitu  10,87  dan terendah  menunjukkan  angka  1,2.  Rata-rata untuk keseluruhan nilai alat pada rumah batu ini menunjuk pada angka 32,66.
Sedangkan  untuk  rumah  kayu,  suhu ruangan  terendah  menunjukkan  angka  angka 17,1 o C dan suhu ruangan tertinggi menunjukkan angka  24,8 o C.  Sedangkan  untuk  kelembaban yang terendah mempunyai nilai rata-rata 78,4%. Dan  untuk  kelembaban  tertinggi  mempunyai
nilai  rata-rata  90,1%.  Rumah  ini  mempunyai suhu radiasi matahari tertinggi yaitu 11,54 dan terendah  menunjukkan  angka  1,17.  Rata-rata untuk keseluruhan nilai alat pada rumah kayu ini menunjuk pada angka 32,81.
Gambar 7. Grafik pengukuran faktor termal

## 4. PENUTUP

## 4.1. Kesimpulan
Rumah plaster, batu, maupun kayu dengan kondisi  fisik  rumah  yang  berbeda  meliputi letang  bangunan,  bukaan  yang  meliputi  pintu jendela  yang  dipengaruhi  oleh  bahan,  model serta  jumlah  pintu  dan  jendela  tersebut, penggunaan  atap,  plafon  serta  lantai  yang digunakan,  hingga  pembagian  ruangan  tiap rumah  yang  berbeda  merupakan  faktor  yang mempengaruhi  perbedaan  kondisi  atau  tinggi rendahnya  suhu  serta  kelembaban  yuang  ada meskipun  masih  dalam  kondisi  cuaca  yang sama.  Aktifitas  yang  terjadi  didalam  ruangan juga  tentunya  menjadi  pengaruh  rendah tingginya  suhu  dan  kelembaban  yang  ada,  ada beberapa  rumah  yang  aktifitasnya  kurang karena penghuni cenderung banyak melakukan kegiatanya  diluar  rumah  atau  bekerja  yang dimulai  pagi  buta  dan  pulang  kerumah  saat petang  tiba,  tentunya  rumah  yang  terkesan kosong akan mempengaruhi suhu yang menjadi rendah,  karena  rumah  akan  terkesan  lebih dingin, dan sebaliknya rumah yang lebih banyak terjadi  aktifitas  didalamnya  tentunya  suhu  pun akan semakin meninggi.

## 4.2. Saran
Penelitian bisa dilanjutkan dengan mencoba menganalisa faktor lainnya termasuk menggabungkan  antara  kenyamanan  termal penghuni  dan  kinerja  termal  elemen  bangunan sehingga  didapat  hasil  analisa  termal  yang komprehensif.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Alves, C., Gonçalves, F., & Duarte, D. (2021). The recent residential apartment buildings’ thermal  performance  under  the  combined effect of the global and the local warming, Energy  and  Buildings. Energy  and Buildings , 238 (110828).
Behzadi,  A.,  &  Sadrizadeh,  S.  (2023).  A  rule- based  energy  management  strategy  for  a low-temperature solar/wind-driven heating system optimized by the machine learning- assisted  grey  wolf  approach. Energy Conversion and Management , 277 (September 2022), 116590. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.1 16590 Hermawan, H., & Švajlenka, J. (2022). Building
Envelope  and  the  Outdoor  Microclimate Variable  of  Vernacular  Houses:  Analysis on the Environmental Elements in Tropical
Coastal and Mountain Areas of Indonesia.
Sustainability , 14 (3), 1818. https://doi.org/10.3390/su14031818
Li,  Y.,  Arulnathan,  V.,  Heidari,  M.  D.,  & Pelletier, N. (2022). Design considerations for net zero energy buildings for intensive, confined  poultry  production:  A  review  of current  insights,  knowledge  gaps,  and future directions.
Renewable and Sustainable Energy Reviews , 154 .
https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111874
Liu,  K.,  Lian,  Z.,  Dai,  X.,  &  Lai,  D.  (2022).
Comparing the effects of sun and wind on outdoor  thermal  comfort:  A  case  study based on longitudinal subject tests in cold climate  region. Science  of  the  Total
Environment , 825 , 154009. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.15 4009 Rani,  S.,  &  Kannamma.  (2022).  Can  building orientation
perturb micro-climatic
conditions  inside  classrooms  located  in hot-humid climatic condition? Energy and
Built Environment , 3 (4), 467–477.
https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2021.05.0
03
Sakharov,  I.,  Kudryavtsev,  S.,  Paramonov,  V.,
Shuvaev,  A.,  &  Sokolova,  N.  (2022).
Ensuring  the  operational  suitability  of buildings,  railways  and  bridges  in  of  the Arctic  zone  in  conditions  of  global warming.
Transportation Research Procedia , 63 , 2506–2514.
https://doi.org/10.1016/j.trpro.2022.06.28 8
Satola, D., Wiberg, A. H., Singh, M., Babu, S., James,  B.,  Dixit,  M.,  Sharston,  R., Grynberg,  Y.,  &  Gustavsen,  A.  (2022). Comparative  review  of  international approaches to net-zero buildings: Knowledge-sharing  initiative  to  develop design  strategies  for  greenhouse  gas emissions reduction. Energy for Sustainable  Development , 71 ,  291–306. https://doi.org/10.1016/j.esd.2022.10.005 Singh  Rajput,  K.,  &  Bartaria,  V.  N.  (2022). Experimental study of vertical air temperature  distribution  and  ventilation with  energy  saving  using  solar  chimney.
Materials  Today:  Proceedings , 63 ,  692– 698.
https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.91
4
Sugini,  Mufida,  E.,  &  Risdiyano.  (2021).
Potential  of  sloped  solar  chimney  for  the architectural  development  of  sustainable applied technology  models for passive air ventilation. Journal  of  Design  and  Built
Environment , 21 (1), 13–20. https://doi.org/10.22452/jdbe.vol21no1.2
Zhang, R., Liu, D., & Shi, L. (2022). Thermal- comfort  optimization  design  method  for semi-outdoor  stadium  using  machine learning. Building  and  Environment ,
215 (March),
108890. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2022.10
8890