## BIM IMPLEMENTATION FOR BIPV LAYING AND SLOPE DESIGN IN ENERGY-EFFICIENT BUILDING
Mohammad Andri Febru 1 , Yulita Hanifah 2 , Aisyah Ardanareswari Setiawan 3*
1 ,2,3 Teknik Arsitektur, Fakultas Teknik Universitas Pancasila *Corresponding Author: 4120210062@univpancasila.ac.id Informasi artikel ABSTRAK Sejarah artikel: Diterima Revisi Dipublikasikan 25 Januari 2024 25 Maret 2024 31 Maret 2024 Pada saat ini, konsumsi listrik terbanyak berasal dari bangunan yaitu sebanyak 35% dari total konsumsi energi. Salah satu sistem yang dapat digunakan dalam penggunaan  panel  surya  pada  bangunan  adalah  sistem  Building  Integrated Photovoltaic  (BIPV).  BIPV  adalah  sistem  panel  surya  pada  bangunan  yang terintegrasi ke dalam struktur bangunan seperti fasad atau atap sehingga dapat memanfaatkan  radiasi  matahari  lebih  banyak.  Building  Information  Modeling Technology (BIM) merupakan salah satu metode yang saat ini digunakan untuk melakukan desain dan simulasi untuk mencapai bangunan hemat energi karena dianggap  bisa  mengitegrasikan  aspek-aspek  tersebut.  BIM  digunakan  pada penelitian  ini  dalam  proses  desain  BIPV  pada  bangunan  middle  rise  untuk mengetahui  bagaimana  potensi  terkait  perletakan  dan  desain  BIPV  pada bangunan. metode yang digunakan untuk mendapatkan optimasi desain BIPV terhadap  pembayangan  bangunan  adalah  penggunaan  BIM.  BIM  merupakan sebuah pendekatan untuk desain bangunan, konstruksi, dan manajemen yang memungkinkan  untuk  menganalisis  dan  melakukan  simulasi.  Fokus  utama penelitian  ini  adalah  mengevaluasi  potensi  penggunaan  BIM  dalam  proses desain bangunan hemat energi melalui perhitungan nilai radiasi matahari yang dihasilkan  melalui  simulasi solar  path pada  Revit  2021.  Tujuan  penelitian  ini sebagai  kajian  awal  dalam  menerapkan  BIPV  dengan  analisis  pembayangan melalui modelling BIM.
Kata kunci: Fasad Panel surya Photovoltaic
Radiasi Matahari Revit Autodesk

## ABSTRACT
Key word: Façade Solar Panels Photovoltaic Solar Radiation Revit Autodesk Currently, most of the electricity consumption comes from buildings, which is as much as 35% of total energy consumption. One of the systems that can be used in the use of solar panels in buildings is the Building Integrated Photovoltaic (BIPV) system. BIPV is a solar panel system in  buildings that is integrated into building structures such as facades or roofs so that they can take advantage of more solar radiation. Building Information Modeling Technology (BIM) is one of the methods currently used to design and simulate to achieve energy efficient buildings because it is considered capable of integrating these aspects. BIM was used in this research in the BIPV design process in middle rise buildings to find out how the potential is related  to  the  placement  and  design  of  BIPV  in  buildings.  The  method  used  to optimize the BIPV design for building shading is the use of BIM. BIM is an approach to  building  design,  construction  and  management  that  allows  for  analysis  and simulation. The main focus of this research is evaluating the potential for using BIM in the process of designing energy-efficient buildings by calculating the value of solar  radiation  generated  through  a  solar  path  simulation  in  Revit  2021.The purpose of this research  is as aninitial study in implementing BIPV with shading analysis through BIM modeling.

## PENDAHULUAN
Pada saat ini, konsumsi listrik terbanyak berasal dari bangunan yaitu sebanyak 35% dari total konsumsi energi listrik (Hamilton, 2020). Pada saat ini, produksi listrik masih menggunakan energi fosil sebagai sumber utama. Melalui RUEN (Rencana Umum Energi Nasional), EBT (Energi Baru Terbarukan) menjadi  fokus  pada  beberapa  tahun  ke  depan  sebagai  alternatif  energi.  Khusus  untuk  rencana pembangunan  pembangkit  tenaga  surya,  penggunaan  tenaga  surya  direncanakan  harus  mencapai 6.500  MW  pada  tahun  2025  dan  sebanyak  45.000  pada  tahun  2050  (Lihat  tabel  1).  Dibandingkan dengan target pada jenis EBT lainnya, tenaga surya memiliki target paling besar secara total dari rahun 2025-2050.

## 102 BIM Implementation for BIPV Laying and Slope Design in Energy-Efficient Building
Tabel 1. Target Implementasi Energi Baru Terbarukan di Indonesia
Dalam pemanfaatan energi surya pada bangunan, terdapat dua teknik yaitu dengan dipasang terintegrasi  pada  bangunan  atau  disebut  dengan  BIPV  ( Building  Integrated  Photovoltaic )  dan  BAPV ( Building Applied Photovoltaic ) (Febru & Hanifah, 2023; Biyik, 2017). Kedua sistem ini tidak dijelaskan secara  mendetail  bagaimana perbedaan cara  pemasangannya  (Shi,  2012;  Jelle,  2012),  namun  secara umum  BIPV  adalah  sistem  pemasangan  panel  surya  dimana  panel  surya  berfungsi  sebagai  struktur bangunan.  Sementara itu BAPV adalah sistem pemasangan yang tidak terintegrasi dengan struktur bangunan.  BIPV  ini  biasanya  digunakan  untuk  optimalisasi  jumlah  modul  panel  surya  (Abdelhafez, 2021).
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mendapatkan optimasi desain BIPV terhadap pembayangan bangunan adalah dengan penggunaan BIM. BIM merupakan sebuah pendekatan untuk desain  bangunan,  konstruksi,  dan  manajemen  yang  memungkinkan  untuk  menganalisis  dan melakukan  simulasi.  Berdasarkan  studi  literatur,  didapatkan  beberapa  jenis  perangkat  lunak  yang dapat digunakan untuk desain BIPV salah satunya dengan BIM.
Building Information Modeling (BIM) adalah salah satu pengembangan yang paling menjanjikan dalam bidang Arsitektur, Enjiniring, dan Konstruksi. Dengan adanya teknologi BIM, model dari suatu bangunan yang akan dibangun dapat dimodelkan secara digital dengan akurat dan hasilnya mampu mendukung seluruh stakeholder yang terlibat (Kensek & Noble, 2011). Selain itu, BIM berbasis smart object dimana objek memiliki parameter yang dapat dibaca dan diperoleh informasinya dengan mudah, sehingga dapat membantu proses schedulling , estimasi biaya, dan juga analisis model masa bangunan atau lingkungan sekitar bangunan (Eastman,dkk., 2008).
BIM  sering  disebut  sebagai  teknologi  yang  terintegrasi.  Dengan  adanya  integrasi,  proses pemodelan sampai dengan simulasi akan menjadi mungkin dilakukan dengan menggunakan BIM. BIM merupakan  program  yang  cenderung  lebih  akurat  dibandingkan  dengan  perangkat  utama  lainnya, karena BIM bersifat terintergrasi dan memiliki parameter-parameter yang lebih terukur (Eastman, dkk., 2008; Santos, 2019). Pada BIM juga sudah terdapat fitur plug-in Insight yang dapat mengukur koordinat sesuai  dengan  lokasi  (Santiago,  2020).  Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  penggunaan  BIM  dalam simulasi optimasi desain BIPV.

## MATERIAL DAN METODOLOGI PENELITIAN
Pada  tahapan  ini  akan  dilakukan  analisis  solar  path  yaitu  analisis  arah  matahari.  Analisis  ini dilakukan  untuk  mengtahui  bagaimana  kondisi  pembayangan  bangunan  kasus  pada  lokasi  yang sebenarnya (Gambar 1) (Febru & Hanifah, 2023). Data yang akan dimasukkan ke dalam model simulasi antara lain yaitu:
1. Data terkait kondisi geografis dan iklim bangunan melalui penentuan lokasi yang secara otomatis akan menggunakan data pergerakan dan radiasi matahari
2. Data terkait lokasi bangunan dan orientasi yang didapatkan melalui Google Maps.
Hasil  dari  analisis  merupakan  identifikasi  area  bangunan  yang  mungkin  bebas  dari pembayangan  pada  hasil  analisis  sunpath.  Hasil  identifikasi  ini  kemudian  diujicobakan  sebagai  area yang berpotensi sebagai area pemasangan BIPV (Febru & Hanifah, 2023).
Gambar 1. Analisis Sunpath
Persiapan pemodelan bangunan menggunakan software Revit (BIM) terlebih dahulu dilakukan dengan  mengumpulkan  data-data terkait model  yang  akan  dibuat  seperti  informasi denah,  tampak dan ptotongan angunan.  Semua informasi terkait jenis material dan ukuranukurannya penting juga untuk dipersipakan sehingga modeln yang akan dibuat informasinya lengkap dan akurat mencakup informasi dimensi dan materialnya.
Di dalam pemodelan kasus pada penelitian ini yaitu bangunan FTUP kegiatan pengumpulan data dilakukan dengan cara menggunakan dokumen DED yang berbentuk format. cad dan .skp (Lihat Gambar 3 dan 4). Selain itu untuk meningkatkan akurasi data, dilakukan pengecekan ulang model oleh peneliti  melalui  survei  langsung  di  lapangan  pada  bagian-bagian  yang  kurang  jelas  pada  dokumen gambar kerja DED bangunan. Adapun beberapa hal dilakukan proses pengukuran ulang seperti ukuran pintu, jendela, kolom dan jarak antar lantai ke langit-langit.
Gambar 2. Data DED yang dikumpulkan melalui dokumen digital AutoCAD
Gambar 3. Data DED yang dikumpulkan melalui dokumen digital Sketchup

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Adapun  hasil  simulasi  sunpath  dan  pembayangan  pada  tahap  ini  baru  dilakukan  pada  tipe pemodelan  satu.  Hasil  simulasi  merupakan  hasil  pemodelan  secara  visual  yang  menunjukan  arah pergerakan  matahari  dan  pembayangannya  (Febru  &  Hanifah,  2023).  Pada  proses  analisis  ini  perlu dilakukan data input terkait lokasi dan posisi bangunan yang sesuai. Adapun proses data input pada Revit terkait lokasi dilakukan dengan melalui Location and Site.
Pada bagian ini, dilakukan data input Longitude dan Latitude untuk mendapatkan lokasi yang tepat sesuai dengan lokasi bangunan. Data ini didapatkan melalui titik pin pada situs Google Maps. Jika data Longitude dan Latitude sudah sesuai maka tampilan peta akan sesuai titik lokasi (Lihat Gambar 4) melalui penentuan lokasi Internet Mapping Service. Posisi yang sesuai akan menentukan data cuaca dan tingkat radiasi matahari yang dihasilkan pada lokasi.
Gambar 4. Titik lokasi bangunan pada revit
Data  tersebut  secara  otomatis  akan  diinput  oleh  Revit  melalui  data  Weather  Station  yang terdekat  dari  lokasi.  Data  Weather  Station  pada  masing-masing  lokasi  merupakan  database  yang disediakan oleh Revit untuk proses simulasi solar path dan radiasi untuk menetukan produksi energi matahari. Autodesk Revit mengakses data iklim melalui server cloud yang disebut Autodesk Climate Server. Server ini mengumpulkan data dari stasiun cuaca fisik terdekat dan dari simulasi meteorologi. Melalui  data  ini,  Autodesk  Revit  dapat  menghasilkan  simulasi  menggunakan  data  hasil  pengukuran stasiun  baik  pada  pengukuran  waktu  yang  lalu  maupun  waktu  yang  akan  datang  dengan menggunakan data perkiraan solar path dan radiasi.
Gambar 5. Model utuh bangunan FTUP (Model tipe 1)
Penelitian  ini  melakukan  simulasi  pada  satu  tahun  kedepan  untuk  mengetahui  perkiraan pergerakan  matahari  terhadap  potensi  produksi  energi  pada  bangunan  FTUP.  Proses  simulasi  ini dilakukan  untuk  mengetahui  desain  BIPV  yang  optimal  pada  masa  mendatang.  Proses  analisis dilakukan pada satu tahun penuh yaitu dari bulan Januari 2022- Januari 2023. Posisi dan arah bayangan bangunan  yang  diakibatkan  oleh  matahari  setiap  bulannya  disimulasikan.  Hasil  simulasi  kemudian dicatat  kedalam  tabel.  Hasil  sunpath  kemudian  menjadi  acuan  perhitungan  nilai  azimuth  bayangan pada  masing-masing  bulan  selama  satu  tahun  (Lihat  Tabel  2).  Hasil  nilai  minimum,  maksimum  dan rerata azimut bayangan per jam selama 12 bulan dari hasil simulasi solar path kemudian dihitung untuk mengetahui potensi kemiringan panel BIPV optimal yang dapat di desain pada fasad bangunan FTUP. Dari  hasil  simulasi  dapat  diidentifikasi  bahwa  kemungkinan  kemiringan  panel  dapat  mencakup  30 sampai dengan -24 derajat dari muka bangunan bagian depan agar dapat mencapai nilai produksi BIPV yang optimal (Tabel 2)
Januari Juli Azimut bayangan: 122 Azimut bayangan: 69 Februari Agustus Azimut bayangan: 116 Azimut bayangan: 70 Maret September
Azimut bayangan: 107
Azimut bayangan: 80
Tabel 2. Tabel nilai azimuth bayangan selama 12 bulan
Azimut bayangan Azimut bangunan Selisih kemiringan Jan 122 92 30 Feb 116 92 24 Mar 107 92 15 Apr 87 92 -5 May 73 92 -19 Jun 68 92 -24 Jul 68 92 -24 Aug 70 92 -22 Sep 80 92 -12 Oct 93 92 1 Nov 112 92 20 Dec 118 92 26

## PENUTUP

## Simpulan
Hasil  analisis  dari sunpath menunjukkan  bahwa  fasad  disarankan  memiliki  kemiringan  yang ideal, yaitu mencapai 30 sampai dengan – 24 derajat dari muka bangunan bagian depan agar dapat mencapai nilai produksi BIPV yang optimal.
Untuk atap karena bentuk posisinya Gedung FTUP ini adalah atap perisai, maka hasil sunpath tidak bisa digunakan, sebagai acuan menghitung kemiringan panel.
Adapun untuk hasil analisis solar didapat bahwa model di sekitar dapat berpengaruh namun tidak signifikan, karena bangunan sekitarnya lebih rendah dari Gedung FTUP.
Terkait halnya dengan penempatan  pepohonan di sekitar bangunan Gedung FTUP ternyata berpengaruh cukup besar terhadap produksi nilai energi, terutama di area fasadnya.
April Oktober Azimut bayangan: 87 Azimut bayangan: 93 Mei November Azimut bayangan: 73 Azimut bayangan: 112 Juni Desember
Azimut bayangan: 68
Azimut bayangan: 118

## 108 BIM Implementation for BIPV Laying and Slope Design in Energy-Efficient Building

## Saran
Pada  penelitian  ini  disimpulkan  masih  diperlukannya  permodelan  yang  lebih  mendetail  lagi terutama pemetaan area disekitar bangunan serta pepohonannya supaya bisa didapat potensi lokasi penempatan instalasi BIPV yang lebih akurat dan terukur.
Penelitian  ini  masih  terbatas  pada  mendata  kemiringan  dan  posisi  terbaik  BIPV  untuk bangunan Gedung FTUP.
Untuk penelitian berikutnya dapat mengarah pada kebutuhan listrik yang dibutuhkan dan juga untuk material PV yang akan digunakan. Juga dapat pula dilanjut dengan bangunan-bangunan lainnya di Universitas Pancasila.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdelhafez, M. H. (2021, Februari 8). Integrating Solar Photovoltaics in Residential Buildings: Towards Zero  Energy  Buildings  in  Hail  City,  KSA .  MDPI.  Retrieved  March  22,  2024,  from https://www.mdpi.com/2071-1050/13/4/1845
Biyik, E. (2017). A key review of building integrated photovoltaic (BIPV) systems. Engineering Science and Technology, an International Journal , 20 , 833-858. Engineering Science and Technology, an International Journal
Eastman, C., Teicholz, P., Sacks, R., & Liston, K. (2008). BIM Handbook, A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers, and Contractors . ohn Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey.
https://www.academia.edu/27485924/BIM_handbook_A_guide_to_building_information_M_ pdf?uc-g-sw=3183272
Febru, M. A., & Hanifah, Y. (2023). Optimasi Desain BIPV (Building Integrated Photovoic) berdasarkan pembayangan  antar bangunan pada  middle-rise  di  iklim  tropis  lembap.  studi  kasus:  gedung fakultas teknik universitas pancasila. Hibah Penelitian Muda (HPMu).
Hamilton, I. (2020, September 3). 2020 GLOBAL STATUS REPORT FOR BUILDINGS AND CONSTRUCTION 2020GLOBAL STATUS REPORT FOR BUILDINGS AND CONSTRUCTION . Globalabc. Retrieved March 22, 2024, from
https://globalabc.org/sites/default/files/inline- files/2020%20Buildings%20GSR_FULL%20REPORT.pdf
Jelle, B. P. (2012, Mei). Building integrated photovoltaic products: A state-of-the-art review and future research opportunities . Solar Energy Materials and Solar Cells, 100, 69-96. Retrieved March 22, 2024, from https://doi.org/10.1016/j.solmat.2011.12.016
Okakpu, A. (2018, September 19).  A proposed framework to investigate effective BIM adoption for refurbishment  of  building  projects. Architectural  Science  Review .  Retrieved  March  22,  2024, fromhttps://www.researchgate.net/publication/327756410_A_proposed_framework_to_inve stigate_effective_BIM_adoption_for_refurbishment_of_building_projects
Shi, L. (2012, Januari). A review on sustainable design of renewable energy systems. Renewable and Sustainable  Energy  Reviews,  16(1), 192-207.  Retrieved  March  22,  2024,  from https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032111003947?via%3Dihub
Santiago, F. J. M. (2020, Juli 16). Sustainability. Sustainability and Energy Efficiency: BIM 6D. Study of the BIM Methodology Applied to Hospital Buildings. Value of Interior Lighting and Daylight in Energy Simulation , 12 (14) , 1-29. DOI: 10.3390/su12145731
Santos, R. (2019, Juli). Informetric analysis and review of literature on the role of BIM in sustainable construction. Automation  in  Construction,  103, 221-234.  Retrieved  March  22,  2024,  from https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.02.022