Ditulis oleh Nabila Arqis Risqiya

Dalam era perubahan iklim dan peningkatan populasi global, kebutuhan akan bangunan cerdas (smart building) yang ramah lingkungan semakin mendesak. Bangunan cerdas modern dirancang untuk mengurangi konsumsi energi melalui integrasi teknologi terbaru, seperti sensor, Internet of Things (IoT), dan energi terbarukan. Teknologi ini tak hanya mengurangi biaya energi, tetapi juga mengurangi jejak karbon dan meningkatkan kualitas hidup penghuninya (Berawi et al., 2023). Menurut Badan Energi Internasional (IEA), sektor bangunan berkontribusi hampir 40% terhadap emisi karbon global, yang menunjukkan pentingnya inovasi dalam pengelolaan energi di sektor ini (International Energy Agency (IEA), 2019).

Seiring perkembangan teknologi, banyak konsep dan teknologi baru muncul untuk memenuhi kebutuhan efisiensi energi, seperti panel mikroalga, lantai penghasil energi, dan self-healing concrete yang dapat memperbaiki kerusakan sendiri. Teknologi ini berpotensi mengurangi ketergantungan pada energi konvensional sekaligus menciptakan ekosistem bangunan yang lebih berkelanjutan (Pramanik et al., 2021). Berdasarkan penelitian dari Journal of Green Building, bangunan dengan teknologi cerdas dapat menghemat energi hingga 30% dibandingkan bangunan konvensional dengan kapasitas yang sama (Dutta Pramanik et al., 2021). Hal ini membuktikan bahwa perkembangan teknologi dapat menjadi salah satu solusi dalam menghadapi tantangan lingkungan modern.

Tulisan ini bertujuan untuk mengulas teknologi-teknologi inovatif dalam bangunan cerdas yang belum sepenuhnya diterapkan, tetapi memiliki potensi besar dalam mengurangi konsumsi energi. Dengan mengeksplorasi teknologi-teknologi seperti dinding penyerap energi, panel mikroalga, dan perabot cerdas, esai ini akan menunjukkan bagaimana inovasi-inovasi ini dapat memainkan peran penting dalam mewujudkan bangunan masa depan yang lebih hemat energi, berkelanjutan, dan ramah lingkungan.

Terdapat beberapa strategi yang telah diterapkan seperti yang tercantum pada (Hauashdh et al., 2024), antara lain:

• Sistem Otomatisasi Bangunan (Building Automation System/BAS)
• Penggunaan AI untuk Prediksi dan Optimalisasi Energi
• Sistem Pencahayaan Berbasis Sensor dan IoT
• Teknologi Smart Glass atau Kaca Pintar
• Panel Surya Terintegrasi dan Sistem Energi Terbarukan
• Pompa Panas Geotermal
• Sistem HVAC dengan Variable Refrigerant Flow (VRF)
• Energy Recovery Ventilation (ERV)
• Sistem Pengumpulan Air Hujan
• Sensor dan Analitik Big Data untuk Pengelolaan Energi

Namun, beberapa hal tersebut belum bisa dikatakan maksimal dalam penerapananya, sehingga penulis mengusulkan beberapa konsep inovasi untuk bangunan cerdas. Berikut beberapa konsep dan ide teknologi terbaru untuk bangunan cerdas yang berpotensi dikembangkan. Teknologi ini dirancang untuk mengatasi tantangan masa depan dan meningkatkan efisiensi energi serta keberlanjutan:

1. Dinding dan Atap yang Dapat Menyerap dan Menyimpan Energi

Konsep: Menggunakan lapisan dinding dan atap yang bisa menyerap panas matahari dan menyimpannya untuk digunakan kembali sebagai pemanas atau energi listrik pada malam hari. Teknologi ini memanfaatkan bahan phase-change material (PCM) yang menyerap dan menyimpan energi panas ketika suhu naik, lalu melepaskannya kembali saat suhu menurun.

Keunggulan: Mengurangi kebutuhan pemanas dan pendingin buatan. Teknologi ini sangat cocok untuk gedung di area dengan perbedaan suhu siang dan malam yang signifikan.

2. Sistem Energi dari Mikroalga pada Dinding Gedung

Konsep: Menggunakan panel transparan berisi mikroalga di fasad gedung yang menyerap CO₂ dan menghasilkan oksigen serta biomassa sebagai energi terbarukan. Panel ini memungkinkan mikroalga untuk berfotosintesis, mengurangi emisi karbon dan menghasilkan bioenergi yang dapat disalurkan ke sistem energi bangunan.

Keunggulan: Selain menghasilkan energi, teknologi ini dapat berfungsi sebagai penyaring polusi udara dan berkontribusi pada kualitas udara yang lebih baik di sekitar gedung..

3. Teknologi Pemurnian Udara dengan Photocatalytic Walls

Konsep: Dinding-dinding bangunan yang dilapisi dengan bahan fotokatalitik (seperti titanium dioksida) yang, ketika terkena sinar matahari, dapat memecah polutan udara menjadi partikel yang tidak berbahaya. Teknologi ini akan membuat gedung “menyaring” udara di sekitarnya secara pasif.

Keunggulan: Gedung-gedung di area perkotaan dapat membantu membersihkan udara secara mandiri dan mengurangi polusi udara tanpa membutuhkan perangkat atau sumber energi tambahan.

4. Pembangkit Energi Kinetik dari Lantai Berjalan

Konsep: Lantai bangunan yang dapat menghasilkan energi dari langkah kaki penghuni gedung atau aktivitas di dalamnya. Dengan menggunakan bahan piezoelektrik, setiap langkah menghasilkan energi yang dapat dikonversi menjadi listrik dan digunakan untuk kebutuhan energi skala kecil, seperti penerangan.

Keunggulan: Bangunan dengan aktivitas tinggi, seperti pusat perbelanjaan atau gedung perkantoran, dapat menghasilkan listrik tambahan dengan memanfaatkan energi dari pergerakan manusia.

5. Quantum Dot Windows untuk Pengoptimalan Pencahayaan

Konsep: Jendela yang dilapisi dengan lapisan quantum dots, partikel nano yang dapat menyaring sinar matahari dan mengubahnya menjadi cahaya yang optimal untuk ruangan. Quantum dots ini bisa menghasilkan cahaya putih alami dengan spektrum yang baik untuk mata manusia sekaligus menghalau panas berlebih.

Keunggulan: Mengurangi kebutuhan energi untuk pencahayaan buatan dan pendingin udara. Teknologi ini dapat digunakan di gedung-gedung dengan jendela besar atau area yang banyak terkena sinar matahari langsung.

6. Dinding dan Struktur Berbasis Self-Healing Concrete

Konsep: Beton cerdas yang dapat memperbaiki sendiri ketika retak, dengan mikroorganisme atau bahan kimia khusus yang diaktifkan saat terkena air. Teknologi ini memungkinkan dinding, atap, atau lantai beton untuk memperbaiki kerusakan kecil secara otomatis, mengurangi biaya perawatan dan meningkatkan usia struktur bangunan.

Keunggulan: Teknologi ini dapat sangat mengurangi biaya pemeliharaan jangka panjang dan memastikan bangunan tetap kuat dalam jangka waktu yang lama, terutama di area dengan iklim ekstrem.

7. Pengendali Energi Berbasis Blockchain untuk Bangunan Cerdas

Konsep: Menggunakan blockchain untuk mengelola dan memonitor penggunaan energi di gedung-gedung yang terhubung ke jaringan listrik lokal. Teknologi ini memungkinkan pemilik gedung untuk mengontrol aliran energi, mengatur harga, dan menjual energi surplus secara langsung ke gedung lain atau ke jaringan listrik.

Keunggulan: Transparansi penggunaan energi yang lebih baik, memungkinkan pengguna menghemat biaya energi. Selain itu, teknologi ini memungkinkan distribusi energi secara lebih adil, khususnya untuk gedung yang menghasilkan energi terbarukan sendiri.

8. Sistem Kontrol Iklim Berbasis Nanotechnology untuk Isolasi Panas

Konsep: Menggunakan lapisan nano-isolasi yang disematkan pada dinding, lantai, atau jendela untuk menjaga suhu dalam ruangan tetap stabil. Lapisan ini akan berubah transparansi atau menjadi reflektif tergantung suhu luar, membantu menjaga suhu dalam ruangan tanpa menggunakan sistem HVAC secara berlebihan.

Keunggulan: Mengurangi konsumsi energi secara signifikan dengan menciptakan lingkungan yang stabil secara suhu, bahkan tanpa pendingin atau pemanas tambahan.

9.Penggunaan Teknologi Biomimetic untuk Pengaturan Kelembaban

Konsep: Sistem berbasis biomimetic (teknologi yang meniru alam) untuk mengatur kelembaban udara dalam ruangan. Misalnya, dinding bangunan yang bisa menyerap kelembapan dari udara atau melepasnya ketika udara terlalu kering, meniru cara tumbuhan atau kulit hewan beradaptasi.

Keunggulan: Teknologi ini tidak memerlukan banyak energi untuk bekerja, tetapi membantu menjaga kelembapan optimal dalam bangunan sehingga menciptakan kenyamanan bagi penghuni tanpa beban energi tinggi.

10. Smart Furniture yang Dapat Menyimpan Energi

Konsep: Perabotan yang dilengkapi dengan sensor atau bahan penyimpan energi yang bisa menyerap panas atau energi kinetik dan menyimpannya. Misalnya, meja yang memiliki panel surya kecil untuk menyerap sinar matahari dari jendela atau kursi yang menyerap energi dari panas tubuh dan kemudian menggunakannya untuk mengisi daya perangkat elektronik.

Keunggulan: Bangunan dapat mengurangi konsumsi listrik karena banyak perabotan akan dapat memenuhi kebutuhan energi sendiri, sekaligus mengurangi ketergantungan pada listrik bangunan.

Meskipun beberapa teknologi ini masih berada dalam tahap pengembangan atau prototipe, masing-masing menawarkan solusi baru yang inovatif untuk tantangan lingkungan dan efisiensi energi di masa depan. Kombinasi dari berbagai konsep ini bisa menciptakan bangunan yang jauh lebih cerdas, berkelanjutan, dan hemat energi.

DAFTAR PUSTAKA

Berawi, M. A., Yatmo, Y. A., Sari, M., Larasati, S. P., & Roberts, E. (2023). Nusantara ’ s Smart Building Guideline. 104. https://www.ikn.go.id/storage/thd/smart-building-books/smart-building-guideline-eng-b5-200923.pdf

Dutta Pramanik, P., Mukherjee, B., Pal, S., Pal, T., & Singh, S. P. (2021). Green Smart Building: Requisites, Architecture, Challenges, and Use Cases (pp. 25–72). https://doi.org/10.4018/978-1-7998-9032-4.ch002

Hauashdh, A., Nagapan, S., Jailani, J., & Gamil, Y. (2024). An integrated framework for sustainable and efficient building maintenance operations aligning with climate change, SDGs, and emerging technology. Results in Engineering, 21(August 2023), 101822. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.101822

International Energy Agency (IEA). (2019). Buildings – Analysis. https://www.iea.org/reports/buildings

Pramanik, P. K. D., Mukherjee, B., Pal, S., Pal, T., & Singh, S. P. (2021). Green smart building: Requisites, architecture, challenges, and use cases. In Research Anthology on Environmental and Societal Well-Being Considerations in Buildings and Architecture (Issue July). https://doi.org/10.4018/978-1-7998-9032-4.ch002

.