Nyaman dalam Ruang #2: Passive Cooling

Baca judul lain dari seri ini di sini:

Nyaman dalam Ruang #1: Kenapa Ruangan Terasa Panas?

Jika sebelumnya kita sudah mengetahui apa yang dapat membuat bangunan atau ruangan kita terasa panas, sekarang, kita akan mempelajari hal apa yang bisa kita lakukan untuk mencapai thermal comfort di dalam ruang. Sebagai penduduk di negara beriklim tropis khatulistiwa, kita mungkin dimudahkan dengan perbedaan temperatur sepanjang tahun yang tidak terlalu ekstrim.

Penggunaan kipas angin dan pendingin ruangan juga merupakan cara yang lumrah untuk mencapai thermal comfort dalam sebuah bangunan. Cara tersebut memang merupakan sebuah cara paling efektif dan mudah. Namun, penggunaan pendingin ruangan memiliki efek yang buruk bagi lingkungan, yaitu peningkatan konsumsi energi, penipisan ozon, pemanasan global, dan permasalahan kualitas udara di dalam ruangan.

Karena itu, artikel kali ini akan membahas mengenai cara untuk mencapai thermal comfort dengan mempertimbangkan desain dari sebuah bangunan.

Apa itu Passive Cooling?

Desain suatu bangunan dapat mempengaruhi temperatur dalam ruang pada bangunan tersebut. Beberapa faktor yang dapat menjadi pertimbangan dalam desain sebuah bangunan adalah arah muka bangunan, jumlah dan letak bukaan bangunan, hingga perlakuan terhadap ruang luar sebuah bangunan. Faktor-faktor ini bisa jadi merupakan cara untuk membuat passive cooling terjadi dalam bangunan.

Apakah passive cooling itu?

Passive cooling adalah proses menurunkan temperatur ruang dalam hingga berada dalam temperatur ideal dengan proses alami tanpa penggunaan alat elektronik. Proses ini membutuhkan energi dan biaya yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan menggunakan metode lain (misalnya penggunaan pendingin ruangan). Prinsip kerjanya juga sederhana, yaitu mengurangi panas yang terserap oleh bangunan dan menghilangkan panas berlebih yang tersimpan pada bangunan.

Mendinginkan ruang dalam bangunan dengan cara passive cooling telah terbukti dapat mengurangi beban pendinginan (cooling load) dari sebuah bangunan secara efektif. Selain itu, metode ini juga dapat menciptakan kondisi thermal comfort, meningkatkan kualitas udara di dalam ruangan, dan membutuhkan konsumsi energi yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan penggunaan pendingin ruangan.

Mendesain Bangunan untuk Memungkinkan Terjadinya Passive Cooling

Passive cooling dalam bangunan dapat terjadi dengan cara mendesain bangunan dengan baik. Beberapa desain yang dapat dilakukan untuk menciptakan proses passive cooling dalam bangunan adalah sebagai berikut:

  • Menggunakan jendela dengan shading device. Shading device yang dimaksud bisa berada di dalam ruangan (kerai, vitrase) maupun di luar ruangan (kanopi).
  • Menggunakan low-e glass atau jendela kaca berisi gas mulia. E-coated glazing meminimalisir jumlah sinar ultraviolet dan inframerah yang masuk melalui kaca. Kaca jenis ini biasanya tetap dapat meneruskan cahaya alami ke dalam ruangan. Sementara kaca berisi gas mulia merupakan dua panel (atauh lebih) kaca yang diisi dengan gas. Gas mulia (biasanya Argon atau Krypton) dapat memperlambat laju transfer panas dari luar bangunan ke dalam bangunan. Namun, kaca jenis ini biasanya jauh lebih mahal harganya daripada kaca yang hanya diisi udara.
kiri: kaca dengan low-e coating | kanan: kaca dengan gas mulia
  • Cross-ventilation dan stack ventilationPenggunaan ventilasi pada ruangan memberi jalan pada angin untuk membawa udara dengan temperatur lebih rendah dan mengeluarkan udara dengan temperatur lebih tinggi. Pada cross ventilation, ventilasi berada di dua sisi bangunan pada jalur gerak angin. Sementara pada stack ventilation, ventilasi berada di satu sisi bangunan dan jalan keluar lainnya berada di bagian atas bangunan (misalnya langit-langit atau atap). Sistem ini memanfaatkan gerak alami udara panas yang selalu naik. Udara yang lebih dingin akan masuk melalui ventilasi di sisi bawah bangunan dan menggantikan udara panas tersebut.
kiri: cross ventilation | kanan: stack ventilation

  • Evaporative coolingPeletakkan kolam atau water feature lain di bagian luar bangunan dapat membantu mendinginkan udara yang masuk ke dalam ruangan melalui bukaan. Karena itu, cara ini tergantung pada posisi water feature dan bukaan dari sebuah bangunan.
  • Memperhatikan bentuk bangunan dan posisi bukaan bangunan. Hal ini dilakukan untuk mengoptimalkan proses passive cooling suatu bangunan. Bukaan yang terletak di bagian timur dan barat bangunan akan menambah panas suatu ruangan karena letaknya sama dengan jalur matahari. Bentuk bangunan yang memanjang dari barat ke timur juga membuat paparan matahari terhadap bangunan lebih sedikit dibandingkan bangunan yang memanjang dari utara ke selatan.
  • menggunakan tipe jendela yang tepat. Desain jendela dapat menentukan arah angin dari luar ke dalam bangunan. Jendela dengan bukaan yang digeser dapat memasukkan 50% angin ke dalam ruangan, jendela dengan kisi-kisi (louver), dapat mengarahkan dan memasukkan angin sebanyak 95%, sementara jendela jungkit dapat mengarahkan angin ke dalam ruangan.
  • memperhatikan posisi pohon di sekitar bangunan. Naungan pohon dapat mengurangi paparan matahari terhadap bangunan dan mengurangi temperatur bangunan tersebut. Sebuah studi menyebutkan bahwa naungan dan proses evapotranspirasi pohon dapat menurunkan temperatur hingga 5°C.

Penerapan desain ini tentu dapat berbeda-beda tergantung pada local climate suatu daerah. Misalnya, posisi jendela yang tepat di area beriklim tropis adalah di selatan, sementara di area lainnya adalah di utara. Hal ini dipengaruhi oleh posisi matahari pada area-area tersebut.

Demikianlah pembahasan mengenai passive cooling. Semoga menambah informasi bagi makers yang masih bertanya-tanya kenapa rumahnya terasa panas, ingin mulai renovasi atau membangun rumah ya.

Sumber:

Choudhary, Satyanarayan & Singh Thakur, Manvendra & Dogne, Nitesh. (2014). PASSIVE COOLING TECHNIQUES, DESIGN CONCEPT AND VENTILATION TECHNIQUES.

Santamouris, Mat. (2005). Passive cooling of buildings. 34.

http://www.yourhome.gov.au/ passive-design/passive-cooling