Manusia terus mencari cara agar bangunan menjadi lebih nyaman tanpa menghabiskan energi dalam jumlah besar. Salah satu tantangan terbesar berasal dari jendela. Cahaya matahari memang membuat ruangan terasa terang dan menyenangkan, tetapi panas yang ikut masuk sering kali memaksa pendingin udara bekerja lebih keras. Di sisi lain, ketika cuaca dingin datang, bangunan justru membutuhkan panas matahari agar ruangan tetap hangat. Kondisi inilah yang mendorong para ilmuwan mengembangkan generasi baru jendela pintar yang mampu mengatur cahaya dan panas secara lebih cerdas.

Sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan dalam jurnal Advanced Materials pada tahun 2026 memperkenalkan teknologi jendela pintar multimodal yang mampu mengendalikan tiga jenis radiasi matahari secara terpisah. Teknologi ini menjadi langkah penting dalam pengembangan smart building dan green building karena mampu meningkatkan kenyamanan penghuni sekaligus menurunkan konsumsi energi bangunan secara signifikan.

Baca juga artikel tentang: Arsitektur Di Era AI: Bagaimana Teknologi Membentuk Kota Yang Lebih Hijau Dan Efisien

Selama bertahun tahun, berbagai jenis smart window telah dikembangkan. Sebagian menggunakan material elektrokromik yang dapat berubah warna ketika dialiri listrik. Ada pula yang memanfaatkan material termokromik yang berubah sifat ketika suhu meningkat. Teknologi tersebut memang mampu mengurangi panas matahari, tetapi masih memiliki kelemahan. Pengaturan cahaya dan panas sering kali saling berkaitan sehingga ketika panas berhasil dikurangi, cahaya alami juga ikut berkurang. Akibatnya, penghuni tetap harus menyalakan lampu pada siang hari sehingga penghematan energi tidak berlangsung secara optimal.

Penelitian terbaru mencoba memecahkan masalah tersebut melalui pendekatan yang jauh lebih canggih. Para peneliti mengembangkan sebuah perangkat yang dinamakan Lighting Heating Emitting Electro Modulation Device atau LHE ED. Perangkat ini memungkinkan jendela mengendalikan cahaya tampak, panas dari inframerah dekat, dan pelepasan panas melalui inframerah gelombang panjang secara independen.

Untuk memahami keunggulan teknologi ini, kita perlu mengenal terlebih dahulu tiga jenis radiasi tersebut. Cahaya tampak merupakan bagian spektrum matahari yang dapat dilihat oleh mata manusia. Cahaya inilah yang membuat ruangan menjadi terang. Inframerah dekat membawa sebagian besar energi panas dari matahari sehingga menjadi penyebab utama meningkatnya suhu di dalam bangunan. Sementara itu, inframerah gelombang panjang berhubungan dengan kemampuan suatu permukaan melepaskan panas ke lingkungan sekitar.

Teknologi smart window sebelumnya umumnya hanya mampu mengendalikan satu atau dua jenis radiasi tersebut. Penelitian terbaru berhasil menggabungkan ketiganya dalam satu sistem sehingga jendela dapat menyesuaikan perilakunya sesuai kondisi cuaca maupun kebutuhan penghuni.

Bayangkan sebuah gedung perkantoran pada siang hari di kota tropis. Matahari bersinar sangat terang dan suhu udara mencapai lebih dari tiga puluh derajat Celsius. Pada kondisi seperti ini, penghuni tentu menginginkan ruangan tetap terang tanpa membiarkan panas matahari masuk secara berlebihan. Jendela pintar multimodal mampu mengurangi masuknya panas inframerah sambil tetap mempertahankan sebagian besar cahaya tampak sehingga ruangan tetap nyaman tanpa harus bergantung sepenuhnya pada pendingin udara.

Ketika malam tiba atau cuaca berubah menjadi lebih dingin, kebutuhan bangunan berubah. Bangunan memerlukan kemampuan untuk mempertahankan panas di dalam ruangan agar penghuni tetap merasa nyaman. Pada kondisi tersebut, jendela dapat mengubah karakteristik pelepasan panasnya sehingga energi panas tidak mudah keluar menuju lingkungan luar. Fleksibilitas inilah yang menjadikan teknologi ini cocok digunakan sepanjang tahun pada berbagai kondisi iklim.

Keunggulan lain dari penelitian ini adalah hadirnya enam mode operasi yang dapat dipilih sesuai kebutuhan. Pengguna dapat mengatur tingkat pencahayaan, mengurangi silau akibat sinar matahari, meningkatkan privasi, mengendalikan masuknya panas, hingga mengatur pelepasan panas keluar bangunan. Semua pengaturan tersebut dilakukan menggunakan tegangan listrik yang sangat kecil sehingga konsumsi energi sistem tetap rendah.

Konsep dan kinerja smart window multimodal dengan modulasi elektro-optik pada spektrum cahaya tampak, inframerah dekat (NIR), dan inframerah gelombang panjang (LWIR), sehingga mampu mengatur transmisi cahaya dan emisi panas secara dinamis untuk meningkatkan efisiensi energi bangunan (Zeng, dkk. 2026).

Hasil pengujian laboratorium menunjukkan performa yang sangat menjanjikan. Jendela mampu mengubah transmisi cahaya tampak hingga sekitar 41 persen. Pengendalian panas inframerah dekat mencapai lebih dari 53 persen. Selain itu, kemampuan mengatur pelepasan panas melalui inframerah gelombang panjang memberikan fleksibilitas yang sebelumnya sulit dicapai oleh teknologi smart window konvensional.

Karakterisasi elektroda elektro-kromik PET/ITO/Prussian Blue/Pt-NPs yang mampu memodulasi transmitansi cahaya tampak dan inframerah dekat (NIR) melalui mekanisme elektrokimia, disertai analisis sifat optik, struktur mikro, dan distribusi unsur penyusunnya (Zeng, dkk. 2026).

Para peneliti kemudian melakukan simulasi penggunaan pada berbagai zona iklim di dunia. Mereka membandingkan performa jendela baru ini dengan kaca low emissivity atau low E yang selama ini menjadi standar bangunan hemat energi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa jendela pintar multimodal mampu menurunkan konsumsi energi sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara hingga sekitar 34 persen setiap tahun. Penurunan konsumsi energi sebesar itu tentu memberikan dampak ekonomi yang sangat besar bagi pemilik bangunan.

Tidak hanya menghemat listrik, teknologi ini juga membantu mengurangi emisi karbon. Simulasi memperlihatkan bahwa penggunaan jendela pintar tersebut mampu menurunkan emisi karbon dioksida hingga sekitar 34 kilogram per meter persegi setiap tahun. Jika teknologi ini diterapkan pada ribuan gedung di berbagai kota besar, total pengurangan emisi karbon akan menjadi sangat signifikan.

Indonesia menjadi salah satu negara yang berpotensi memperoleh manfaat besar dari inovasi ini. Sebagai negara tropis, Indonesia menerima paparan sinar matahari hampir sepanjang tahun. Banyak gedung perkantoran, pusat perbelanjaan, hotel, dan apartemen menggunakan pendingin udara sepanjang hari karena panas matahari masuk melalui permukaan kaca yang luas. Kehadiran smart window yang mampu menyaring panas tetapi tetap membiarkan cahaya alami masuk akan membantu mengurangi kebutuhan listrik tanpa mengurangi kenyamanan penghuni.

Teknologi ini juga sejalan dengan konsep smart building. Pada masa depan, jendela tidak lagi bekerja secara pasif. Sensor cahaya, sensor suhu, prakiraan cuaca, dan sistem kecerdasan buatan dapat saling terhubung untuk menentukan kondisi jendela secara otomatis. Ketika matahari mulai terik, kaca akan mengurangi masuknya panas. Saat langit mendung, kaca kembali menjadi lebih transparan agar cahaya alami tetap masuk ke dalam ruangan. Semua perubahan tersebut berlangsung secara otomatis tanpa perlu diatur oleh penghuni.

Bahkan bukan tidak mungkin teknologi ini nantinya terintegrasi dengan panel surya, sistem penyimpanan energi, serta sistem manajemen bangunan. Bangunan akan mampu mengatur cahaya, panas, ventilasi, dan konsumsi listrik secara bersamaan sehingga setiap komponen bekerja secara optimal. Pendekatan seperti inilah yang menjadi fondasi utama pembangunan kota cerdas yang berkelanjutan.

Penelitian ini menunjukkan bahwa jendela telah berevolusi menjadi perangkat teknologi berperforma tinggi. Fungsinya tidak lagi sekadar menjadi pembatas antara ruang dalam dan luar, melainkan menjadi pengatur energi yang aktif. Dengan kemampuan mengendalikan cahaya tampak, panas matahari, dan pelepasan panas secara independen, jendela pintar multimodal menawarkan solusi nyata terhadap tantangan efisiensi energi pada bangunan modern.

Apabila teknologi ini berhasil diproduksi secara massal dengan biaya yang semakin terjangkau, masyarakat akan menikmati bangunan yang lebih nyaman, lebih hemat energi, dan lebih ramah lingkungan. Inovasi ini membuktikan bahwa masa depan smart building tidak hanya bergantung pada kecerdasan buatan atau sensor digital, tetapi juga pada material cerdas yang mampu beradaptasi dengan lingkungan di sekitarnya. Setiap lembar kaca berpotensi menjadi pengelola energi yang bekerja tanpa henti demi menciptakan bangunan yang lebih efisien dan masa depan yang lebih berkelanjutan.

Baca juga artikel tentang: Arsitektur Front End Cerdas Untuk Aplikasi Cepat, Aman, Dan Siap Masa Depan

REFERENSI:

Zeng, Yu dkk. 2026. A Multimodal Smart Window With Visible‐NIR‐LWIR Electro‐Modulation for all Weather. Advanced Materials 38 (1), e12029.