Makalah Penerangan.docx

DASAR TEORI Sistem pencahayaan yang baik, akan menempatkan sejumlah cahaya yang cukup dengan jenis yang sesuai pada tempat yang tepat. Jumlah cahaya yang diperlukan, tergantung pada jenis aktivitas yang akan dilakukan, cahaya yang dibutuhkan diruang pemulihan, dan cahaya diruang operasi, akan sangat berbeda, baik intensitas maupun jenisnya. Pencahayaan yang baik, sangat penting bagi kesehatan kita, kenyamanan, dan keamanan. 

Konsep Dasar Cahaya

Cahaya adalah adalah suatu bentuk energi, yaitu energi radiasi yang dapat dilihat mata. Cahaya yang dapat dilihat, bervariasi dalam warna, warna ini tergantung pada panjang gelombang dari cahaya.

Kita dapat melihat suatu benda, karena adanya cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut. Efektivitas cahaya, adalah jumlah cahaya yang diterima pada suatu permukaan, per satuan daya input, yang dikendalikan oleh beberapa variabel. Beberapa variabel yang mempengaruhi efektivitas cahaya, antara lain:  Jenis sumber cahaya (seperti lampu pijar, fluorescent, dan HID).  Lingkungan yang memantulkan dan menyebarkan cahaya.’  Jarak dari lampu

Ada dua jenis ukuran/satuan yang saling berhubungan, yang bekaitan dengan cahaya, yaitu:  Lux (lx), merupakan satuan intensitas cahaya pada suatu titik.  Lumen (lm), merupakan satuan jumlah keluaran cahaya, dari suatu sumber cahaya. Berdasarkan definisi, jika suatu sumber cahaya dengan kekuatan sebesar 1 lumen, berada pada suatu ruang dengan radius 1 meter, maka setiap titik pada radius tersebut diterangi oleh cahaya sebesar 1 lux. Untuk menyatakan jumlah cahaya yang diperlukan untuk menerangi suatu area tertentu dipakai satuan lumen (lm). Satu lumen adalah sejumlah cahaya yang diperlukan untuk menerangi area 1 meter persegi, dengan cahaya sebesar 1 lux (lx).

Saat kita merencanakan sistem cahaya, penting untuk dimengerti, pengaruh jarak terhadap intensitas cahaya. Intensitas cahaya akan bervariasi, sesuai dengan kuadrat jaraknya dari sumber cahaya. Hubungannya dinyatakan sebagai hukum kuadrat terbalik yaitu: Cahaya

=

levelsumber kuadratjarak

Bila pancaran cahaya mengenai suatu permukaan, dengan membentuk sudut, maka akan melingkupi area yang lebih besar, dibanding dengan pancaran yang tegak lurus pada permukaan. Intensitas cahaya akan mengikuti hukum cosinus yaitu:

Cahaya

=

levelsumber kuadratjarak

X

cosinus sudut pancaran.

Hubungan diatas menunjukkan penurunan level cahaya pada suatu titik, yang disebabkan oleh peningkatan cakupan luasan yang harus disinari. 

Jenis Sumber Cahaya (lampu) Jenis sumber cahaya/lampu yang umum digunakan pada lingkungan bangunan umumnya

ada 3 jenis, yaitu lampu pijar, lampu fluorescen, dan lampu HID. Berikut ini akan dibahas karakteristik umum dari masing-masing jenis lampu tersebut. 1. Lampu Pijar. Jenis lampu pijar dikatakan sebagai jenis lampu incandscent, yang artinya menyala/berpijar disebabkan oleh panas. Saat arus listrik mengalir pada filamen dari lampu pijar, filamen akan memanas, karena adanya “heating effect”. Jika arus yang mengalir cukup besar, maka filamen akan berpijar, menghasilkan cahaya. Hanya sekitar 6 sampai 12 % pancaran energi lampu pijar berupa cahaya tampak, sebagian besar radiasi berada pada daerah infra merah. Lampu pijar saat ini memiliki efisiensi sekitar 20 lumen per watt, dengan bola lampu yang besar l;ebih efisien dibanding yang kecil. Seiring dengan bertambahnya waktu pakai lampu pijar, permukaan dalam lampu akan menghitam, yang disebabkan oleh endapan bahan filamen, dan terjadi penurunan lumen. Hal ini dinyatakan dengan faktor depresiasi lumen lampu (“LLD”, lamp lumen depreciation factor).

Perkalian antara LLD dengan nilai lumen awal, menghasilkan keluaran berupa nilai lumen yang diharapkan pada 70 % usia pakai lampu yang umum dipakai sebagai acuan dalam perencanaan nilai lumen. LLD X nilai lumen awal = lumen pada 70 % usia pakai . Variasi penggunaan tegangan listrik, akan mempengaruhi nilai lumen dan usia pakai lampu pijar, seperti ditunjukkan tabel berikut ini.

Grafik Hubungan Antara Tegangan Listrik Dengan Nilai Lumen Dan Usia Pakai Lampu Pijar. (IES. Lighting Hand Book, 1984). 2. Lampu Fluorescent. Lampu fluorescent mempunyai beberapa keunggulan, dibanding dengan lampu pijar, antara lain: 

Efisiensi lumen, dua sampai tiga kali lipat dibandingkan dengan lampu pijar, hal ini berarti biaya untuk energi lebih hemat 50 % dari lampu pijar.



Panas yang dihasilkan per lumen lebih rendah.



Cahaya yang dihasilkan tidak terlalu silau dibanding cahaya lampu pijar.



Pada penggunaan yang umum, usia pakai lebih dari 5 kali usia pakai lampu pijar.

Beberapa kekurangan lampu fluorescent adalah: 

Sangat sensitif untuk dioperasikan pada suhu rendah (<100C).



Diperlukan kotak pelindung, pada daerah yang lembab.



Usia pakai akan berkurang, dengan seringnya frequensi nyala dan matinya lampu.



Biaya awal lebih mahal. Tabel 2.2. Karakteristik Lampu Fluorescent DAYA (W) 20

LUMEN (lm) 1270

LLD (%) 85

USIA PAKAI (JAM) 9000

30

2200

79

7500

40

3150

82

20000

90

6400

85

9000

IES. Hand Book, 1984. 3. Lampu HID. Jenis lampu HID (High Intensity Discharge), adalah lampu yang mempunyai efisiensi lumen per watt yang paling tinggi. Yang termasuk golongan lampu ini adalah lampu merkuri (30-65 lm/watt), metal halide (60-80 lh/watt), dan high pressure sodium (60-140 lm/watt). Kekurangan dari jenis lampu ini adalah membutuhkan waktu yang cukup lama sebelum cahaya optimum dihasilkan. diperlukan waktu start sekitar 10 menit, setiap kali dinyalakan, dan biaya awal yang cukup tinggi. Tabel 2.3. Karakteristik Lampu HID DAYA LUMEN (W) (lm) Lampu Merkuri 40 1140 75 2800 100 4400 175 5800 250 11850 400 21000 High Pressure Sodium 50 3800

LLD (%)

USIA PAKAI (JAM)

80 86 81 84 89 90

16000 24000 24000 24000 24000 24000

90

24000

70 100 150 250 400 Metal Halide 75 150 175 250 400

5800 8800 15000 27500 47500

24000 24000 24000 24000 24000

86 90 90 90 90

5000 11250 14000 19500 32000

15000 15000 10000 10000 20000

80 80 75 72 71 IES. Hand Book, 1984

Setiap ruang pada bangunan rumah, kantor, apartement, gudang, pabrik, dan lainnya pasti membutuhkan penerangan. Intensitas penerangan merupakan aspek penting di tempat-tempat tersebut karena berbagai masalah akan timbul ketikakualitas intensitas penerangan di tempat tersebut tidak memenuhi standard yang perlu diterapkan.

Perencanaan

penerangan

suatu

tempat

harus

mempertimbangkan

beberapafaktor antara lain intensitas penerangan saat digunakan untuk bekerja, intensitaspenerangan ruang pada umumnya, biaya instalasi, biaya pemakaian energi dan biayapemeliharaannya.

Perlu diperhatikan, perbedaan intensitas penerangan yang terlalu besar antara bidang kerja dan sekitarnya harus dihindari karena mata kita akan memerlukan daya yang besar untuk beradaptasi dengan kondisi tersebut yang menyebabkan mata mudah lelah.

U n t u k m e n d a p a t k a n h a s i l penerangan / pencahayaan y a n g b a i k d a n m e r a t a , kita

harus

dipertimbangkan

iluminasi

(kuat

penerangan,

sudut

penyinaran

lampu, jenis dan jarak penempatan lampu yang diperlukan sesuai dengan kegiatan yang adadalam suatu ruangan atau fungsi ruang tersebut.

Pada dasarnya dalam perhitungan jumlah titik lampu pada suatu ruang dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain : dimensi ruang, kegunaan / fungsi ruang, warna dinding, type armature yang akan digunakan, dan masih banyak lagi. 



Daya Pencahayaan Maksimum Menurut SNI : Untuk ruang kantor/industri

= 15 watt/m2

Untuk rumah tidak melebihi

= 10 watt/ m2

Untuk toko

= 20 – 40 watt/ m2

Untuk hotel

= 10 – 30 watt/ m2

Untuk sekolah

= 15 – 30 watt/ m2

Untuk Rumah Sakit

= 10 – 30 watt/ m2

Tabel tingkat pencahayaan yang direkomendasikan Tingkat

Kelompok

Pencahayaan

renderasi

(lux)

warna

60

1 atau 2

Ruang tamu

120~250

1 atau 2

Ruang makan

120~250

1 atau 2

Ruang kerja

120~250

1

Kamar tidur

120~250

1 atau 2

Kamar mandi

250

1 atau 2

Dapur

250

1 atau 2

Garasi

60

3 atau 4

Ruang Direktur

350

1 atau 2

Ruang kerja

350

1 atau 2

Fungsi ruangan

Rumah Tinggal : Teras

Perkantoran :

Keterangan

Ruang komputer

350

1 atau 2

Ruang rapat

300

1 atau 2

750

1 atau 2

Gudang arsip

150

3 atau 4

Ruang arsip aktif.

300

1 atau 2

Ruang kelas

250

1 atau 2

Perpustakaan

300

1 atau 2

Laboratorium

500

1

750

1 atau 2

200

1

Ruang gambar Gunakan pencahayaan setempat pada meja gambar.

Lembaga Pendidikan :

Ruang gambar

Kantin

Gunakan pencahayaan setempat pada meja gambar.

Hotel dan Restauran :

Lobby, koridor

100

1

Pencahayaan pada bidang vertikal sangat penting untuk menciptakan suasana/kesan ruang yang baik. Sistem pencahayaan harus di rancang untuk menciptakan suasana yang sesuai. Sistem pengendalian “switching” dan “dimming” dapat digunakan untuk memperoleh berbagai efek pencahayaan.

Ballroom/ruang sidang.

200

1

Ruang makan.

250

1

Cafetaria.

250

1

Kamar tidur.

150

1 atau 2

Diperlukan lampu tambahan pada bagian

kepala tempat tidur dan cermin. Dapur.

300

1

250

1 atau 2

Rumah Sakit/ Balai pengobatan: Ruang rawat inap.

Ruang operasi, ruang bersalin.

300

1

Laboratorium

500

1 atau 2

Ruang rekreasi dan rehabilitasi.

250

1

Gunakan pencahayaan setempat pada tempat yang diperlukan.

Pertokoan/ Ruang pamer:

Ruang pamer dengan obyek berukuran besar (misalnya mobil).

500

1

Toko kue dan makanan.

250

1

Toko buku dan alat tulis/gambar.

300

1

Toko perhiasan, arloji.

500

1

Toko Barang kulit dan sepatu.

500

1

Toko pakaian.

500

1

Pasar Swalayan.

500

1 atau 2

Toko alat listrik (TV, Radio/tape, mesin cuci,

250

1 atau 2

Tingkat pencahayaan ini harus di-penuhi pada lantai. Untuk beberapa produk tingkat pencahayaan pada bidang vertikal juga penting.

Pencahayaan pada bidang vertical pada rak barang.

dan lain-lain).

Industri (Umum): Ruang Parkir

50

3

Gudang

100

3

Pekerjaan kasar.

100~200

2 atau 3

Pekerjaan sedang

200~500

1 atau 2

Pekerjaan halus

500~1000

1

Pekerjaan amat halus

1000~2000

1

Pemeriksaan warna.

750

1

Rumah ibadah:

Mesjid

200

1 atau 2

Gereja

200

1 atau 2

Vihara

200

1 atau 2

Untuk tempat-tempat yang mem butuhkan tingkat pencahayaan yang lebih tinggi dapat digunakan pencahayaan setempat.

Sumber : SNI Pencahayaan buatan, 2001.



Faktor-faktor refleksi berdasarkan warna dinding dan langit-langit ruangan, yaitu untuk : Warna putih dan warna sangat muda : 0,7 Warna muda

: 0,5

Warna sedang

: 0,3

Warna Gelap

: 0,1



Jumlah lampu pada suatu ruang dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut : N =  

E x A 𝝓 𝒍𝒂𝒎𝒑 x 𝑪𝑼 x LLF x n

N E L W 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 𝐿𝐿𝐹 𝐶𝑈 𝑛

= jumlah titik lampu = kuat penerangan /target kuat penerangan yang akan dicapai (lux) = Panjang ruangan (meter) = Lebar ruangan (meter) = total lumen lampu/Lamp Luminous Flux = Light Lost Factor/faktor rugi cahaya ( 0,7- 0,8 ) = Coeffesien Of Utilization/faktor pemanfaatan (50-65 %) = jumlah lampu dalam 1 titik

TABEL PERBANDINGAN LAMPU

FLUORESCENTS LIGHT

INCANDESCENTS

LED LIGHT

LIGHT

(LAMPU LED)

(LAMPU PIJAR)

LIGHT OUTPUT

450 Lumens

9 – 13 watts

40 watts

4 – 5 watts

800 Lumens

13 – 15 watts

60 watts

6 – 8 watts

1.100 Lumens

18 – 25 watts

75 watts

9 – 13 watts

1.600 Lumens

23 – 30 watts

100 watts

16 – 20 watts

2.100 Lumens

30 – 37 watts

150 watts

25 – 28 watts

3.100 Lumens

37 - 56 watts

200 watts

28 – 37 watts

4.000 Lumens

60 – 72 watts

280 watts

45 – 48 watts



Perhitungan Titik Lampu Perencanaan perhitungan pada Ruang Rapat dengan panjang 10 m, lebar 8 m, dan tinggi 3,20 m.

1. Jika digunakan lampu fluorescents 9 watt atau lampu pijar 40 watt atau lampu LED 5 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 450 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 450 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 189 126,98 ~ 127 titik lampu ( jumlah yang terlalu banyak )

=

2. Jika digunakan lampu fluorescents 15 watt atau lampu pijar 60 watt atau lampu LED 8 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 800 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 800 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 336 71,42 ~ 72 titik lampu ( jumlah yang masih terlalu banyak )

=

3. Jika digunakan lampu fluorescents 20 watt atau lampu pijar 75 watt atau lampu LED 13 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 1.100 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 1100 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 462 51,94 ~ 52 titik lampu ( jumlah masih terlalu banyak )

=

4. Jika digunakan lampu fluorescents 30 watt atau lampu pijar 100 watt atau lampu LED 20 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 1600 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 1600 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 672 35,71 ~ 36 titik lampu ( jumlah masih terlalu banyak )

=

5. Jika digunakan lampu fluorescents 37 watt atau lampu pijar 150 watt atau lampu LED 25 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 2100 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 2100 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 882 27,21 ~ 28 titik lampu

=

6. Jika digunakan lampu fluorescents 40 watt atau lampu pijar 200 watt atau lampu LED 37 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 3100 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 3100 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 1302 18,43 ~ 19 titik lampu

=

7. Jika digunakan lampu fluorescents 72 watt atau lampu pijar 280 watt atau lampu LED 48 watt maka diperlukan titik lampu sebanyak : Diketahui : E

= 300 lux

L

= 10 m

W

=8m

𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 = 4000 lumen 𝐿𝐿𝐹

= 0,7

𝐶𝑈

= 60 %

𝑛

=1

𝑚𝑎𝑘𝑎 N

=

E x A 𝜙 𝑙𝑎𝑚𝑝 x 𝐶𝑈 x LLF x n

=

300 x 10 x 8 4000 x 0,6 x 0,7 x 1

=

24000 1680

=

14,28 ~ 15 titik lampu