Hubungan Bentuk Bangunan dan Pemanasan Ruangan

Bentuk bangunan mempunyai potensi dalam mengendalikan penerimaan panas terhadap permukaan selubung bangunan. Secara teori dengan meminimalkan permukaan yang berhadapan dengan jatuhnya radiasi langsung maka proses hantaran panas yang terjadi secara kuantitas juga menurun. Secara khusus beberapa sumber ilmiah membahas secara analisis mengenai fenomena tersebut. Markus & Morris (1980) mengungkap masalah fenomena Thermal Cube dalam proses optimasi fabric heat loss pada bangunan iklim dingin.
Tujuan dari optimasi bentuk bangunan adalah meminimumkan fabric heat loss.(Morris&Markus, 1980). Dengan analiasis terhadap Fabric loss per degree , dengan asumsi bahwa semua dinding mempunyai U-value yang sama, bangunan tersebut mempunyai denah kotak dan perbedaan pada masing-masing permukaan adalah sama, maka dalam perhitungan menunjukkan bahwa bentuk bentuk “cube” mempunyai rasio ‘surface/volume’ yang paling kecil (Morris&Markus, 1980).






Dalam menerima radiasi, bangunan mempunyai 3 (tiga ) elemen pokok yaitu dinding, jendela, dan atap. Bidang-bidang yang menerima radiasi dalam suatu bentuk bangunan ada 5 (lima) bagian ( 4 merupakan bagian dinding dan 1 bagian atap). Bagian-bagian tersebut yang mempengaruhi dan menyebabkan rasio minimum dari surface/volume seperti terlihat dalam tabel.






Olgyay (1992) melakukan studi tentang bentuk optimum dengan membandingkan rasio bentuk mulai dari 5 : 1 , 4 : 1, 3 : 1, 2 : 1, 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3, 1 : 4, 1 : 5, dengan parameter ukuran jumlah heat gains dan heat losses dalam beberapa jenis tipe iklim. Dari riset tersebut dihasilkan garis optimal terhadap masing-masing tipe iklim dalam masalah rasio bentuk bangunan. Dari observasi yang dilakukan tersebut didapat sebuah gambaran sebagai berikut :
1. Bentuk kotak tidak selalu optimal terhadap semua tempat atau lokasi
2. Semua bentuk yang diperpanjang pada sisi Utara-Selatan , selama musim dingin atau panas kurang efisien daripada bentuk kotak.
3. Kondisi optimum dalam setiap kasus dicapai dengan memanjangkan pada sumbu arah Timur-Barat.
Khusus untuk daerah Hot-Humid digambarkan pencapaian kondisi optimum dicapai dengan membentangkan rasio bentuk memanjang kearah Timur –Barat dengan nilai perbandingan 1 : 1,7. Hal tersebut yang paling mendekati dengan kenyataan dilapangan (untuk bangunan pendidikan tinggi) adalah rasio 1 : 3 dan 1 : 4 . kondisi optimum tersebut diatas dicapai dengan arah hadap yang tegak lurus atau satu sumbu dengan arah mata angin. Terdapat potensi masalah yang berbeda jika orientasi dari bangunan tidak searah sumbu Utara-Selatan.
Jika dilihat dari grafik pengamatan observasi Olgyay (1992), semakin panjang rasio kearah Timur-Barat, semakin besar nilai heat losses sedangkan nilai heat gains cenderung stabil. Hal tersebut mengisyaratkan bentuk yang lebih memanjang sebenarnya sangat menguntungkan dari aspek penghilangan panas bangunan. Bagaimanapun hal tersebut perlu dibuktikan dalam riset ini, mengingat observasi tersebut diatas dilakukan bukan pada daerah panas lembab yang mempunyai kondisi lebih spesifik