Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Teknologi struktur bangunan dengan elemen energi-aktif terintegrasi (Building Structures with Integrated Energy-Active Elements, BSIEAE) menawarkan alternatif yang progresif dalam konstruksi modern, di mana elemen bangunan tidak hanya berfungsi secara struktural, tetapi juga berkontribusi pada fungsi energi multifungsi. Konsep ini mengintegrasikan elemen pemanasan dan pendinginan ke dalam struktur bangunan, sehingga menciptakan sistem yang lebih efisien dalam hal konsumsi energi. Sebagai dosen di bidang sistem termal dan energi terbarukan, teknologi ini sangat relevan dalam konteks bangunan hemat energi dan ramah lingkungan.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi energi dari selubung bangunan dengan elemen energi-aktif yang berfungsi untuk pemanasan langsung, semi-akumulasi, dan akumulasi pemanasan radiasi area luas. Metode yang digunakan melibatkan model matematika-fisik yang menyederhanakan proses perpindahan panas dan massa dalam pemanasan radiasi. Ini memungkinkan evaluasi potensi energi berdasarkan berbagai solusi teknis yang diterapkan pada struktur bangunan, sehingga memberikan wawasan mengenai efisiensi setiap varian yang dikaji.
Dari hasil penelitian, ditemukan bahwa perbedaan kehilangan panas antara varian yang memiliki tabung pemanas lebih dekat ke bagian eksterior bangunan relatif kecil. Pada Varian II (pemanasan semi-akumulasi) dan Varian III (pemanasan akumulasi), kehilangan panas hanya sekitar 1% dari total fluks panas yang dikirim, dibandingkan dengan Varian I (pemanasan langsung). Ini menunjukkan bahwa pemanasan semi-akumulasi dan akumulasi menawarkan potensi penghematan energi yang signifikan tanpa mengorbankan efisiensi pemanasan ruangan.
Untuk Varian I, sekitar 89,17% dari total fluks panas langsung masuk ke ruangan yang dipanaskan, sementara Varian II dan III masing-masing sebesar 73,36% dan 58,46%. Dalam Varian II dan III, sebagian besar panas disimpan untuk pemanasan lanjutan, masing-masing sebesar 14,84% dan 29,86% dari total fluks panas. Data ini menunjukkan bahwa varian pemanasan semi-akumulasi dan akumulasi menawarkan keunggulan dalam hal penyimpanan energi panas, yang memungkinkan pengaturan suhu yang lebih stabil dan pengurangan konsumsi energi jangka panjang.
Keunggulan utama dari sistem ini adalah kemampuan akumulasi panas, yang memungkinkan pemanasan bertahap dan penggunaan energi yang lebih efisien. Dalam konteks energi terbarukan, ini dapat diterapkan pada bangunan rendah energi atau bangunan pasif yang mengutamakan pengurangan jejak karbon dan konsumsi energi. Dengan penurunan kebutuhan energi hingga 10% dibandingkan dinding dengan inersia rendah, sistem ini sangat cocok untuk bangunan hemat energi.
Penelitian lebih lanjut berencana mengembangkan studi parametrik ini dengan simulasi komputer dinamis untuk mengoptimalkan desain dan komposisi panel dengan elemen energi-aktif terintegrasi. Ini merupakan langkah penting untuk memastikan bahwa desain akhir memenuhi kebutuhan efisiensi energi yang semakin meningkat, baik dalam konteks pemanasan maupun pendinginan ruangan. Pengembangan teknologi ini akan memberikan kontribusi signifikan dalam upaya mencapai bangunan berkelanjutan dan efisien energi di masa depan.
Secara keseluruhan, teknologi BSIEAE menawarkan peluang besar dalam mendukung transisi menuju bangunan yang lebih hemat energi dan berkelanjutan. Dengan memanfaatkan potensi akumulasi panas dan efisiensi distribusi energi, sistem ini dapat menjadi landasan dalam pengembangan struktur bangunan masa depan yang ramah lingkungan dan ekonomis.
