Tugas Mata Kuliah Kenyamanan Termal Kota

Desain Selubung Bangunan Dan Kenyamanan Termal Di Indonesia
Bahana Adiputra Siregar
(14/372784/PTK/9878)

Mahasiswa, Program S2 Arsitektur, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada

Abstrak
Tulisan ini membahas mengenai bagaimana desain selubung bangunan mempengaruhi tingkat
kenyamanan termal dalam bangunan pada iklim tropis lembab di Indonesia. Pembahasan mencakup
prinsip-prinsip desain arsitektural terhadap selubung bangunan seperti sun shading, ventilasi dan bukaan,
fasad ganda, dan material bangunan. Prinsip tersebut kemudian dikaitkan dengan pengaruhnya terhadap
kenyamanan termal. Kesimpulan menyatakan bahwa pendekatan terhadap prinsip desain selubung bangunan
dapat mempengaruhi tingkat kenyamanan termal secara signifikan. Dengan penerapan passive design yang
baik maka dapat meminimalkan penggunaan active design yang menjadi isu dalam krisis energi di dunia.
Kata Kunci: geometrical space, acoustic quality, concert hall, gamelan

1.

Latar Belakang
Upaya untuk mewujudkan kenyamanan termal
dapat dilakukan dengan dua hal, yaitu dengan

perancangan active design dan passive design.
Perancangan passive design sebaiknya didahulukan
karena akan mempengaruhi optimasi keseluruhan
performa bangunan dan energi yang dibutuhkan dalam
active design setelahnya dapat diminimalisir.
Menurut Fanger (1970), kondisi kenyamanan
termal dipengaruhi oleh faktor iklim dan faktor
individu atau faktor personal. Faktor iklim yang
mempengaruhi terdiri dari: suhu udara, suhu radiasi
rata-rata, kelembaban udara relatif, dan kecepatan
angin. Sedangkan faktor individu yang menentukan
keadaan suhu nyaman adalah jenis aktivitas serta jenis
pakaian yang digunakan.
Salah satu faktor yang mempengaruhi kenyamanan
termal dalam sebuah bangunan adalah selubung
bangunan (building envelope). Selubung bangunan
berfungsi untuk meminimalisir efek dari iklim dari
luar bangunan sehingga kondisi di dalam bangunan
menjadi nyaman. Semakin besar perbedaan suasana di
luar bangunan dengan di dalam bangunan, maka

semakin banyak dan luas perlakuan teknis yang
dibutuhkan.
Indonesia merupakan negara yang memiliki iklim
tropis lembab dengan kelembaban mencapai 80% dan
suhu udara dapat mencapai 35 derajat Celcius, serta
radiasi matahari yang menyengat serta mengganggu
(Rahim, 2012). Tulisan ini akan membahas mengenai
prinsip-prinsip desain selubung bangunan yang dapat
menciptakan kenyamanan termal di dalam bangunan
di Indonesia.
2.
Pembahasan
2.1. Kenyaman Termal Dalam Berbagai Teori
Teori Fanger, Standar Amerika (ANSI/ASHRAE
55-1992)
dan
Standar
Internasional
untuk

kenyamanan termis (ISO 7730:1994) juga menyatakan
hal yang sama bahwa kenyamanan termis yang dapat
dirasakan manusia merupakan fungsi dari faktor iklim
serta dua faktor individu yaitu jenis aktifitas yang
berkaitan dengan tingkat metabolisme tubuh serta
jenis pakaian yang digunakan. Menurut teori ini,
kenyamanan suhu tidak secara nyata dipengaruhi oleh
perbedaan jenis kelamin, tingkat kegemukan, faktor
usia, suku bangsa, tempat tinggal geografis, adaptasi,
faktor kepadatan, faktor warna dan sebagainya.
Kenyamanan termal dapat didefinisikan sebagai
suatu kondisi pikiran yang mengekspresikan kepuasan
dengan lingkungan termal (Nugroho, 2006). Definisi
yang lain menyebutkan sebagai lingkungan indoor dan
faktor pribadi yang akan menghasilkan kondisi
lingkungan termal yang dapat diterima sampai 80%
atau lebih dari penghuni dalam sebuah ruang, namun
tidak pernah tepat didefinisikan oleh standar, secara
umum disepakati dalam komunitas riset kenyamanan
termal yang diterima adalah identik dengan 'Kepuasan',

dan kepuasan dikaitkan dengan sensasi panas 'sedikit
hangat',' netral', dan 'Sedikit dingin'.

Gambar 1. Kenyamanan Termal Dalam Psychometric Chart
(sumber: http://web.membangunbersama.com/uploads/
BCvjJRsSS.png. Diakses: 24 November 2015).

Tugas Mata Kuliah Kenyamanan Termal Kota 2015

1

Pemaknaan
berdasarkan
pada
pendekatan
psikologis lebih banyak digunakan oleh para pakar
pada bidang termal. ASHRAE (American Society of
Heating Refrigating Air Conditioning Engineer)
memberikan definisi kenyamanan thermal sebagai
kondisi pikir yang meng ekspresikan tingkat kepuasan

seseorang terhadap lingkungan termalnya. Dengan
pemaknaan kenyamanan thermal sebagai kondisi pikir
yang mengekspresikan tingkat kepuasan seseorang
terhadap lingkungan termalnya maka berarti
kenyamanan thermal akan melibatkan tiga aspek yang
meliputi fisik, fisiologis dan psikologis, sehingga
pemaknaan
kenyamanan
termal
berdasarkan
pendekatan psikologis adalah pemaknaan yang paling
lengkap
2.2. Kenyamanan Termal Daerah Tropis Lembab
Menurut penelitian Lippsmeier, batas-batas
kenyamanan manusia untuk daerah khatulistiwa
adalah 19°C TE (batas bawah) – 26°C TE (batas atas).
Pada temperatur 26°C TE umumnya manusia sudah
mulai berkeringat. Daya tahan dan kemampuan kerja
manusia mulai menurun pada temperatur 26°C TE –
30°C TE. Kondisi lingkungan yang sukar mulai

dirasakan pada suhu 33,5°C TE– 35,5 °C TE, dan
pada suhu 35°C TE – 36°C TE kondisi lingkungan
tidak dapat ditolerir lagi. Produktifitas manusia
cenderung menurun atau rendah pada kondisi udara
yang tidak nyaman seperti halnya terlalu dingin atau
terlalu panas (Idealistina, 1991).
Wilayah yang mempunyai iklim tropis lembab
umumnya ditandai dengan suhu udara dan
kelembaban udara yang tinggi. Diantara wilayah
dengan iklim tropis lembab tersebut adalah wilayah
negara-negara Asia Tenggara yang posisinya
berdekatan atau bahkan dilalui katulistiwa.
Negara-negara ini mempunyai iklim yang sama,
namun pada daerah tertentu mempunyai kekhususan
karena letak geografinya, (Pulau Penang – Malaysia,
misalnya) memiliki iklim hujan tropis yang hangat
dan cerah selama musim kering/panas, hujan deras
terjadi selama musim barat dari bulan April sampai
September (Roonak, Kamaruzzaman dan Jalil, 2009).

Gambar 2. Peta Iklim Dunia

2

Indonesia, Malaysia dan Singapura merupakan
bagian negara yang beriklim tropis lembab, dengan
posisi antara 1 sampai 11º Lintang Utara. Suhu
rata-rata tahunan mencapai 26 - 27º C dan suhu siang
hari tertinggi mencapai 34º C sedangkan kelembaban
relatif antara 70 – 90 % (Sabarinah dan Ahmad, 2006).
Sementara itu di Indonesia pada daerahdaerah tertentu
(Surabaya-Indonesia misalnya) suhu udara maksimal
dapat mencapai 36,4º C dengan kelembaban mencapai
85 % (Wijaya, 2007)
2.3. Selubung Bangunan
Selubung bangunan (building envelope) memiliki
peran penting dalam menjawab masalah iklim dan
penghematan energi, seperti radiasi matahari, hujan,
kecepatan angin, tingginya kelembaban serta
pemanfaatan potensi alam antara lain dengan

memanfaatakan cahaya alami untuk penerangan ruang
serta penghawaan alami baik melalui dinding maupun
atap, serta memilih material yang memiliki
perambatan panas relatif kecil Faktor panas yang
berasal dari luar bangunan akan masuk kedalam ruang
melalui selubung bangunan, baik melalui dinding
maupun atap yang merupakan beban pendingin yang
harus dinetralisir oleh sistem pendingin (AC) dengan
menggunakan energi.
Untuk itu dalam rangka pemikiran penghematan
energi, maka perolehan panas tersebut harus dibatasi.
Perambatan panas (Heat Transfer) adalah proses
perpindahan kalor dari benda yang lebih panas ke
benda yang kurang panas. Terdapat tiga cara
perambatan panas: (Sukawi, 2010)
 Perambatan Panas konduktif : perpindahan panas
dari benda yang lebih panas ke benda yang kurang
panas melalui kontak (sentuhan).
 Perambatan panas konvektif : perpindahan panas
dari benda yang lebih panas ke benda yang kurang

panas melalui aliran angin (atau zat alir lainnya)
 Perambatan panas radiatif: perpindahan panas dari
benda yang lebih panas ke benda yang kurang
panas dengna cara pancaran.

Gambar 3. Ilustrasi Perambatan Panas Dalam Bangunan

(sumber: https://s-media-cache-ak0.pinimg.com/originals/

(sumber: https://www.e-education.psu.edu/egee102/files/

f2/a3/f2a3f95abe161f70889.jpg. Diakses: 24 November 2015).

egee102/images/L7_HeatTransfer.gif. Diakses: 24 November 2015).

Bahana Adiputra Siregar

2.3. Elemen Selubung Bangunan
2.3.1. Sun Shading
Apabila posisi bangunan pada arah Timur dan

Barat tidak dapat dihindari, maka pandangan bebas
melalui jendela pada sisi ini harus dihindari karena
radiasi panas yang langsung masuk ke dalam
bangunan (melalui bukaan/kaca) akan memanaskan
ruang dan menaikkan suhu/temperatur udara dalam
ruang. Di samping itu efek silau yang muncul pada
saat sudut matahari rendah juga sangat mengganggu.
Gambar di bawah adalah elemen arsitektur yang
sering digunakan sebagai pelindung terhadap radiasi
matahari (solar shading devices).

Gambar 5. Shading Coefficient untuk Elemen Sun Shading
dalam Selubung Bangunan
(sumber: Egan, 1975).

2.3.2. Ventilasi
Ventilasi alami terjadi karena adanya perbedaan
tekanan di luar suatu bangunan gedung yang
disebabkan oleh angin dan adanya perbedaan
temperatur, sehingga terdapat gas-gas panas yang naik

di dalam saluran ventilasi (SNI 03-6572-2001).
Ventilasi alami yang disediakan harus terdiri atas
bukaan permanen, jendela, pintu, atau sarana lain
yang dapat dibuka, dengan : (SNI 03-6572-2001)
1. Jumlah bukaan ventilasi tidak kurang dari 5%
terhadap luas lantai ruangan yang membutuhkan
ventilasi,
2. Arah yang menghadap ke :
a. Halaman berdinding dengan ukuran yang
sesuai atau daerah yang terbuka ke atas,
b. Teras terbuka pelataran parkir,
c. Ruang yang bersebelahan

Gambar 4. Elemen Sun Shading dalam Selubung Bangunan
(sumber: Egan, 1975 dalam Talarosha, 2005).

Efektifitas pelindung matahari dinilai dengan
angka shading coefficient (S.C) yang menunjukkan
besar energi matahari yang ditransmisikan ke dalam
bangunan. Secara teori angka yang ditunjukkan berada
pada angka 1,0 (seluruh energi matahari
ditransmisikan, misalnya: penggunaan kaca jendela
tanpa pelindung) sampai 0 (tidak ada energi matahari
yang ditranmisikan). Di samping jenis pelindung yang
digunakan (lihat Gambar 3 dan Tabel 3), material serta
warna yang digunakan (Tabel 4), juga berperan dalam
menentukan angka shading coefficient (S.C). Egan
menunjukkan angka shading coefficient berdasarkan
jenis pelindung sebagai berikut: (Talarosha, 2005)

Gambar 6. Ventilasi Alami Dalam Rumah Trdisional
(sumber: http://image.slidesharecdn.com/tropicalarchitecture
-architecture.1396573444.jgp. Diakses 25 November 2015).

Berkaitan dengan ventilasi silang, dari berbagai
percobaan tentang ventilasi / pengaliran udara,
disimpulkan bahwa : (SNI 03-6572-2001)
1. Tak ada arus karena tidak ada jalan keluar.
2. Lubang keluar sama luasnya dengan lubang masuk.
Arus ventilasi yang paling baik adalah daerah
kedudukan manusia dalam ruangan.
3. Lubang masuk yang lebih tinggi dengan lubang
keluar yang rendah ternyata tidak baik karena
menimbulkan daerah udara mati di bawah lubang

Bahana Adiputra Siregar

3

masuk.
4. Lubang ventilasi yang luas, aliran udara lebih baik.
5. Penambahan lubang keluar memperbaiki kondisi
udara.

menggunakan dua kombinasi mekanisme tekanan
angin dan perbedaan temperatur (stack effect). Pada
saat tekanan angin berada pada kondisi tenang di
iklim tropis lembab, dimana kondisi ini sangat sering
terjadi, mekanisme stack effect diduga akan mampu
berperan dalam mengkondisikan penghawaan ke
dalam bangunan.

Gambar 7. Ilustrasi Cross Ventilation Dalam Bangunan
(sumber: sustainabilityworkshop.autodesk.com. diakses 25
November 2015).

Gambar 9. Ilustrasi Stack Effect Dalam Fasad Ganda
(sumber: https://817fa722b9ce856fbc47cc.googledrive.com

2.3.3. Fasad Ganda
Fasad selubung ganda adalah suatu sistem
konstruksi fasade bangunan yang terdiri atas dua
selubung (selubung luar dan dalam). Diantara kedua
selubung tersebut terdapat rongga yang berisi udara
dan dapat ditambahkan elemen peneduh berupa
horizontal-blind. Di bagian atas dan bawah dari
konstruksi fasad tersebut terdapat bukaan (inlet and
out-let) sebagai wadah pertukaran udara dari luar ke
dalam selubung dan sebaliknya. Dengan konstruksi
selubung seperti ini, akan terjadi proses pertukaran
udara di dalam selubung yang akan mengalirkan panas
dari dalam selubung sehingga menyebabkan beban
panas permukaan selubung bagian dalam akan
berkurang (Mulyadi, 2012).

/host/0B2z. Diakses 25 November 2015).

2.4. Material Selubung Bangunan
Panas masuk ke dalam bangunan melalui proses
konduksi (lewat dinding, atap, jendela kaca) dan radiasi
matahari yang ditransmisikan melalui jendela/kaca.
Radiasi matahari memancarkan sinar ultra violet (6%),
cahaya tampak (48%) dan sinar infra merah yang
memberikan efek panas sangat besar (46%). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa radiasi matahari adalah
penyumbang jumlah panas terbesar yang masuk ke
dalam bangunan. Besar radiasi matahari yang
ditransmisikan melalui selubung bangunan dipengaruhi
oleh fasade bangunan yaitu perbandingan luas kaca dan
luas dinding bangunan keseluruhan (window to wall
ratio), serta jenis dan tebal kaca yang digunakan
(Talarosha, 2005).

Gambar 8. Penggunaan Fasad Ganda Dalam Bangunan Kantor
(sumber: http://en.low-e.com.cn/imageRepository/
-210638a704bf.jpg. Diakses 25 November 2015).

Penerapan teknologi fasad selubung ganda pada
bangunan perkantoran bertingkat dalam beberapa
penelitian terdahulu telah terbukti menghasilkan
efektivitas dalam penghawaan alami dengan
4

Gambar 10. Window to Wall Ratio Dalam Bangunan
(sumber: http://image.slidesharecdn.com/first-green-12-728.jpg?cb=1333946764. Diakses 25 November 2015).
Bahana Adiputra Siregar

Radiasi matahari yang jatuh pada selubung bangunan
dipantulkan kembali dan sebagian diserap. Panas yang
terserap akan dikumpulkan dan diteruskan ke bagian sisi
yang dingin (sisi dalam bangunan). Masing-masing
bahan bangunan mempunyai angka koefisien serapan
kalor (%).

memenuhi persyaratan kenyamanan termal dengan
menekankan pada desain selubung bangunan. Tujuan
yang ingin dicapai dalam desain yang berkelanjutan
adalah untuk meminimalisasi penggunaan active
design yang memakan banyak energi sehingga
menjawab isu krisis energi yang marak belakangan
ini.
Referensi

Gambar 11. Tabel Nilai Absorbtansi Radiasi Matahari Untuk
Dinding Luar Dan Atap Tak Tembus Cahaya
(sumber: SNI 03-6389-2000).

Warna juga berpengaruh terhadap angka serapan
kalor. Warna-warna muda memiliki angka serapan kalor
yang lebih sedikit dari pada warna tua. Warna putih
memiliki angka serapan kalor paling sedikit (10%-15%),
sebaliknya warna hitam dengan permukaan tekstur kasar
dapat menyerap kalor sampai 95%.

Gambar 12. Tabel Nilai Absorbtansi Radiasi Matahari Untuk
Cat Permukaan Dinding Luar
(sumber: SNI 03-6389-2000).

3. Kesimpulan
Prinsip-prinsip pasive design terhadap selubung
bangunan berpengaruh besar terhadap tingkat
kenyamanan di dalam bangunan. Bukan tidak
mungkin untuk membuat sebuah rancangan yang

1) SNI 03-6389-2000. Konservasi nergi Selubung Bangunan Pada
Bangunan Gedung.
2) SNI 03-6572-2001. Tata Cara Perancangan Sistem Ventilasi Dan
Pengkondisian Udara.
3) ISO 7730: 1994. Moderate Thermal Environment.
4) Talarosha, B., (2005). Menciptakan Kenyamanan Thermal Dalam
Bangunan. Jurnal Sistem Teknik Industri Volume 6, No. 3 Juli
2005.
5) Simonella, A., et. al., (2010). How to Design a Building Envelope
to Provide Thermal Comfort and Efficiency Considering Climate
Change. Proceedings of Conference : Adapting to Change: New
Thinking on Comfort.
6) Lippsmeier, G., (1994). Tropenbau Building in The Tropics,
Bangunan Tropis. Erlangga. Jakarta.
7) Egan, D., (1975). Concept in Thermal Comfort. Prentice-Hall
International. London.
8) Santoso, E., (2012). Kenyamanan Termal Indoor Pada Bangunan
Di Daerah Beriklim Tropis Lembab. Indonesian Green Technology
Journal 2012.
9) Fanger, O., (1982). Thermal Comfort, Analysis and Aplications in
Environmental Enginering, Robert E. Krieger Publishing Company,
Malabar.
10) ASHRAE, (1992). Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy. Standard 55-1992. American Society of Heating,
Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, USA.
11) Ariestadi, D., et. al., (2014). Kriteria Kinerja Energi Untuk
Kenyamanan Termal Pada Bangunan Fasilitas Pendidikan Tinggi
Di Indonesia. Jurnal RUAS, Volume 12 No 1, Juni 2014.
12) Szokolay, S., (1987). Thermal Design of Buildings, Canberra,
RAIA Education Division
13) Toisi, N., et. al., (2009). Pengaruh Luas Bukaan Ventilasi Terhadap
Penghawaan Alami dan Kenyamanan Thermal Pada Rumah
Tinggal Hasil Modifikasi Dari Rumah Tradisional Minahasa.
Unsrat.
14) Mulyadi, R., (2014). Efektifitas Fasad Selubung Ganda Dalam
Mengurangi Beban Panas Pada Dinding Luar Bangunan. Temu
Ilmiah IPLBI.
15) Cahyani, S., (2014). Pengaruh Posisi Dan Orientasi Bukaan Untuk
Efektivitas Penghawaan Alami Pada Ruang Kantor Bertingkat
Menengah Dengan Fasad Selubung Ganda. Paper and Presentation
of Architecture, ITS.
16) Madina, R., (2013). Pengaruh Desain Fasade Bangunan Terhadap
Kondisi Pencahayaan Alami dan Kenyaman Termal, Studi Kasus:
Campus Center Barat ITB. Temu Ilmiah IPLBI 2013.
17) Karyono, Tri Harso. (2001). Teori dan Acuan Kenyamanan Termal
dalam Arsitektur. Jakarta: PT. Catur Libra Optima.
18) Prakoso, N., (2014). Kajian Penerapan Material pada Selubung
Bangunan yang Mempengaruhi Kenyamanan Termal dan Visual.
Jurnal Online Institut Teknologi Nasional.
19) Yeang, K., (1995). Designing with Nature. McGraw-Hill. NYC.
20) Prianto, E., (2012). Strategi Desain Fasad Rumah TInggal Hemat
Energi. Riptek Vol. 6, No.1, tahun 2012.
21) Sukawi (2010). Kaitan Desain Selubung Bangunan terhadap
Pemakaian Energi dalam Bangunan. Seminar Nasional Universitas
Wahid Hasyim Semarang.
22) Frick, H dan Suskiyatno, B., 2007, Dasar-Dasar Arsitektur
Ekologis, Yogyakarta : Kanisius

Bahana Adiputra Siregar

5