TEMPO.CO, Jakarta - Dinding dengan kontur zigzag bisa menurunkan panas suhu udara 3 derajat Celsius lebih dingin dibandingkan dinding umumnya tanpa input energi apapun. Pendekatan ini dapat mereduksi energi yang digunakan untuk kebutuhan mendinginkan sistem, dan karenanya membantu membatasi laju pemanasan global.

"Dengan desain semacam ini, kita bisa memiliki bangunan atau gedung yang lebih dingin," kata Qilong Cheng dari Departemen Fisika dan Matematika Terapan di Columbia University, New York, AS. “Jadi kita dapat menurunkan konsumsi energi untuk pendinginan," katanya lagi

Tingkat ketergantungan kepada mesin-mesin penyejuk udara meningkat seiring Bumi yang memanas dan jumlah orang yang mampu mengakomodasi kebutuhan ini bertambah. Emisi gas rumah kaca dari kebutuhan pendinginan ini diperhitungkan bisa berlipat lebih dari tiga kali pada 2050.

Dampaknya, banyak tim peneliti mencoba mengembangkan solusi pendinginan pasif yang tidak membutuhkan energi. Misalnya, dengan cukup membuat atap berwarna putih yang dapat memantulkan cahaya matahari yang datang sehingga dapat menjaga suhu udara di gedung-gedung dan bahkan kota lebih dingin.

Pendekatan itu bisa lebih efektif lagi apabila atap putih dilapisi material yang tidak hanya merefleksikan sebagian besar gelombang dalam sinar matahari. Tapi, juga memancarkan radiasi inframerah dalam spektrum panjang gelombang yang membuatnya tidak dapat diserap molekul-molekul di atmosfer seperti karbon dioksida.

“Radiasi inframerah dalam rentang panjang gelombang itu bisa menembus melewati atmosfer dan langsung mencapai luar angkasa," kata Cheng.

Tapi, sementara material seperti itu punya efek mendinginkan yang signifikan ketika menghadap langsung ke langit, mereka tidak sama efektifnya sebagai dinding yang vertikal. Masalahnya adalah material yang baik dalam memancarkan inframerah juga baik dalam hal menyerapnya, dan permukaan dekat dinding, seperti beton, bisa meradiasikan sejumlah besar inframerah.

Solusi dari Cheng dan timnya adalah menyediakan dinding-dinding dengan kontur yang berbaris paralel ke tanah dengan pola zigzag ketika dilihat dari samping. Untuk menggambarkan dinding emisif/reflektif zigzag ini, bayangkan kumpulan tangga yang ditegakkan dari sudut 45 menjadi 90 derajat.

Penting sekali, zigzag yang menghadap ke atas mempunyai permukaan yang memancarkan banyak panas ke atmosfer. Sedangkan yang menghadap bawah mempunyai permukaan yang lebih bersifat memantulkan panas dan inframerah ketimbang menyerapnya.

Penelitian perfoma pendinginan suhu udara oleh dinding emisif/reflektif zigzag. (Journal Nexus, The Hong Kong Polytechnic University).

Untuk menguji pemikiran itu, Cheng dkk membangun sebuah model bangunan setinggi satu meter dengan dua macam permukaan dinding, zigzag dan rata. Ketika diletakkan di luar ruang di New Jersey saat musim panas, bangunan dengan dinding yang permukaannya zigzag terukur 2 derajat lebih dingin secara rata-rata selama 24 jam dibandingkan yang dinding rata. Perbedaan bahkan bisa sampai 3 derajat lebih dingin antara pukul 13 dan 14.

"Ada banyak material murah tersedia dengan sifat-sifat yang dibutuhkan," kata Cheng.

Bangunan atau gedung-gedung yang ada, menurutnya, bisa disesuaikan (retrofit) dengan menambahkan panel-panel zigzag yang paralel di atas. Efek pendinginan interiornya memang akan bervariasi bergantung pada faktor-faktor lain seperti ukuran jendela yang ada. "Tapi, dari simulasi, efeknya bisa sampai 2 derajat, mengurangi kebutuhan energi untuk pendinginan sampai seperempatnya."

Dinding zigzag, Cheng dan timnya menambahkan, hanya akan cocok untuk mendinginkan ruangan untuk iklim yang lebih panas. Pada musim dingin di area yang lebih dingin, dinding zigzag malah akan meningkatkan kebutuhan energi untuk pemanasan.

Tapi, Cheng dan koleganya telah pula mengusulkan sebuah desain 'sirip-sirip' menggantung yang bisa dikembangkan saat musim dingin untuk meningkatkan penyerapan panas dan menurunkannya saat musim panas.

Laporan penelitian tentang dinding yang mendinginkan bangunan atau gedung ini telah dipublikasi Jurnal Nexus daring 9 Agustus 2024.

NEW SCIENTIST, CELL

Pilihan Editor: Prediksi Cuaca Sepekan ke Depan, Potensi Hujan Lebat Disebut BMKG Masih di Indonesia Tengah dan Timur