Besaran Cahaya dan Penerangan Buatan (Bag.2)

Sumber Cahaya Penerangan Buatan 

Dalam bangunan digunakan berbagai macam lampu. Secara umum lampu lampu digolongkan atas lampu pijar, lampu fluoresen(Lampu Neon), lampu metal halida, lampu merkuri dan lampu sodium. 

Lampu lampu tersebut dibedakan atas :

1. Konstruksi dan cara bekerjanya.
2. Persyaratan untuk mengoperasikanya.
3. Mutu cahaya yang dihasilkan oleh lampu, termasuk warna cahaya.
4. Effisiensi, yang umumnya dinyatakan dalam perbandingan antara lumen dan watt.
5. Life time lampu.
6. Depresiasi cahaya yang dipancarkan sesuai dengan usia penggunaan.
7. Ragam daya lampu(watt) dan konfigurasinya pada penggunaan.

1. Lampu Pijar 

Lampu pijar mempunyai efficiency yang rendah, sehingga biayanya menjadi tinggi. Namun dari segi arsitektural, lampu pijar dapat menonjolkan unsur dekoratif sehingga sering digunakan sebagai lampu sorot.

Gambar 01. Lampu pijar

Lampu pijar mempunyai banyak ragam, antara lain : lampu pijar standart, lampu halogen(MR), dan lampu reflector dan mempunyai rentang daya 5 – 500 watt. 

Pada lampu pijar, cahaya dihasilkan akibat panas yang dihasilkan oleh filament. Makin panas filament, makin efisiensilah lampu pijar tesebut. Namun bila menimbulkan panas yang berlebih, maka akan mengurangi life time lampu tersebut. 

Ada beberapa hal yang mengurangi efisiensi pengkonversian energy listrik menjadi cahaya; dari 100% daya yang diterima oleh filament : 

• 72% menjadi panas yang diakibatkan oleh sinar infra merah.
• 18% menjadi radiasi panas
• 6% - 12% menjadi cahaya 

Suhu lampu berkisar antara 37o – 260o C dan biasanya menghasilkan suhu cahaya sekitar 2700o – 3200o K. 

Kemudian lampu jenis lainya yang sering digunakan adalah lampu gas, yaitu lampu yang dapat diisi dengan bermacam macam gas sehingga menimbulkan efek warna : 

• Gas neon menimbulkan warna jingga atau merah 
• Gas helium menimbulkan warna putih.
• Gas natrium menimbulkan warna putih.
• Gas xenon menyamai cahaya matahari.
• Campuran gas neon, argon, dan uap air raksa menimbulkan warna biru.

2. Lampu Fluorescen

Lampu Fluorescen (Lampu Tubular/tube Lamp(TL)/TLD,Power Light(PL),Soft Light(SL))mempunyai effisiensi tinggi, sehingga biaya rendah. Disamping itu, lampu ini memberikan suasana sejuk dan dapat memantulkan warna benda seperti aslinya.

Oleh karenanya, lampu jenis ini baik digunakan untuk penerangan umum. Penggunaan lampu TL lebih disukai dibandingkan lampu pijar, karena : 

• Menghasilkan 3 - 5 lumen perwatt.
• Usia lampu 7 – 20 kali lampu pijar
• Menghasilkan panas yang lebih kecil
• Dapat tetap beroperasi pada suhu rendah sampai -28⁰C
• Suhu lampu maksimal 40⁰C 

Lampu TL mempunyai daya antara 10 – 60 watt, lampu PL mempunyai daya anatara 5 – 36 Watt, Lampu SL mempunyai daya 9, 13, 18 dan 25 watt. Lampu fluoresen mempunyai banyak ragam seperti gambar dibawah ini. 

Gambar 02. Jenis Jenis Lampu Fluorescen

Distribusi energy yang dihasilkan oleh lampu fluorescen kira - kira : 

• 20% menjadi radiasi ultra ungu 
• 30% menjadi panas infra merah 
• 40% menjadi radiasi panas 
• 5% menjadi cahaya

3. Lampu Metal Halida, Merkuri, dan Sodium

Lampu jenis ini cocok untuk penerangan di luar bangunan. Banyak digunakan untuk penerangan jalan, tempat parkir, dan penerangan tempat olahraga. 

Lampu metal halide mempunyai daya antara 250 – 2000 watt, lampu merkuri mempunyai daya antara 50 - 1000 watt, lampu sodium tekanan rendah mempunyai daya antara 18 – 180 watt dan sodium tekanan tinggi 35 – 1000 watt. Lampu sodium tekanan tinggi sendiri terdapat dua jenis yaitu lampu sodium dengan tabung baur dengan kode SON dan SON-H dan lampu sodium dengan tabung jernih dengan kode SON-T.

Gambar 03. Lampu Metal Halida dan Sodium

Karakteristik dari berbagai jenis lampu dapat dilihat pada table dibawah ini :

Tabel 01. Karakteristik Lampu

Distribusi cahaya

Distribusi cahaya terdiri dari cahaya langsung, tidak langsung dan baur atau menyebar(diffuse). 

Distribusi cahaya langsung( direct lighting ) bila 100% cahaya mengarah ke bawah, dan sebaliknya disebut tidak langsung( indirect lighting ) jika 100% cahaya mengarah ke atas. Distribusi diantara 100% mengarah ke atas dan 100% mengarah ke bawah disebut cahaya baur/menyebar. 

Distribusi cahaya sebagian tidak langsung( semidirect lighting) sekitar 60 - 90% cahaya mengarah ke atas dan hanya sekitar 10 – 40% cahaya yang mengarah ke bawah. Pada distribusi cahaya langsung tidak langsung( direct indirect lighting ) cahaya yang mengarah ke atas dan keawah berimbang ( sekitar 50% mengarah keatas dan 50% kebawah). 

Warna langit langit dan dinding akan mempengaruhi pantulan cahaya :

• Warna putih dan mengkilap akan memantulkan cahaya sekitar 80%
• Warna hitam(tidak mengkilap) tidak memantilkan cahaya
• Warna antara hitam dan putih akan memantulkan cahaya sesuai tingkat kecerahan dan kondisi tekstur permukaan bahan. 

Tabel 02.Jenis lampu berdasarkan peruntukan

Penempatan lampu dengan berbagai jenis reflektor akan menyebabkan perbedaan arah cahaya yang dihasilkan, demikian pula halnya dengan penggunaan kisi kisi(diffuser) dan kap lampu. 

Semoga bermanfaat.

Sumber :

1. Google.com
2. PANDUAN SISTEM BANGUNAN TINGGI, Ir, MSAE, Juwana S., Jimmy.

Description: Besaran Cahaya dan Penerangan Buatan (Bag.2) Rating: 4.5 Reviewer: Priyo - ItemReviewed: Besaran Cahaya dan Penerangan Buatan (Bag.2)

Read more »»  

Besaran Cahaya dan Penerangan Buatan(Bag. 1)

Besaran Cahaya

Cahaya adalah energi yang berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang sekitar 380–750 Nanometer(nm). Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak. Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi tersebut merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme gelombang-partikel"( Wikipedia.com ).

Gambar 01. Cahaya

Dalam dunia Teknik elektro, cahaya merupakan materi ilmu pengetahuan yang dipelajari dalam hal rekayasa teknik untuk sistem penerangan, dalam hal ini ialah konversi energy listrik menjadi energy cahaya, kemudian system perancangan, disain dan implementasinya untuk penerangan bangunan, jalan raya dan lain sebagainya.

Berbicara mengenai besaran cahaya dan penerangan buatan, adalah perlu membahas terlebih dahulu aspek aspek pendukungnya seperti arus cahaya, kuat cahaya dan lain sebagainya.

Arus cahaya (Luminous Flux) yang dinyatakan dalam F atau f adalah banyaknya cahaya tampak yang dipancarkan oleh sumber cahaya dalam setiap detik. Arus cahaya dinyatakan dalam satuan Lumen, dimana 1 lumen = 1/680 Watt cahaya( Light Watt) atau 1 watt cahaya = 680 Lumen.

Jika didefinisikan, maka watt cahaya merupakan banyaknya energy cahaya yang dapat terlihat, yang dipancarkan pada gelombang 555 nm( 555x10-9meter). Sedangkan Lumen adalah banyaknya energy cahaya yang diterima oleh permukaan lengkung/bola seluas 1ft2 dengan radius 1 ft dari sumber cahaya sebesar 1 lilin( candela) yang berada di titik pusat bola( Gambar.01 ).

Gambar 02. Korelasi antara Lumen/Flux dan Kuat Cahaya

Ilnuminasi atau kuat cahaya( Illuminasi atau illuminance), yang biasanya dituliskan dalam notasi “E”, adalah banyaknya arus cahaya yang menerpa permukaan bidang lengkung persatuan luas( lux/m2 ) atau footcandle – lumen/ft2). 

Luminasi atau kecemerlangan (Luminance atau brightness) adalah terang permukaan yang ditimbulkan dari itensitas cahaya terhadap luas permukaan. Pengertian lain menyebutkan sebagai kuat cahaya yang dipantulkan dan dilihat oleh mata manusia. Notasi yang digunakan adalah “L” atau “B” dengan satuan cd/m2 atau cd/cm2 (Stilb) atau cd/ft2 (foot lambert), dimana 1 foot lambert = 10,764 cd/m².

Gambar 03. Hub. antar besaran cahaya

Dari definisi tersebut diatas, kita memperoleh hubungan antar besaran cahaya( Gambar. 03) sebagai berikut : 

E = I/R2
Dimana :

E = Kuat Cahaya (lux) 

I = Intensitas Cahya(lilin atau Candella) 

R = Jarak dari suber Cahaya ke permukaan(meter)

ERata-rata = Ф/A
Dimana : 

Ф = Arus Cahaya (Lumen)
A = Luas permukaan (m2)

I = Ф/ω
Dimana : 

I = Intensitas Cahaya(Candella)

Ф = Arus cahaya (Lumen)

ω = Sudut Ruang(Radial)

L = I/Aa
Dimana : 

L = Luminasi (cd/m2)

I = Intensitas cahaya (cd/m2)

Aa = Bidang yang diterangi (m2)

L = ( E x ρ )/phi
Dimana: 

E = Kuat cahaya (Lux)

ρ = Faktor refleksi permukaaan

ρ = 0,70 untuk warna putih terang

ρ = 0,50 untuk warna terang

ρ = 0,10 untuk warna gelap

phi = 3,14..

Penerangan Buatan

Cahaya yang paling umum digunakan untuk merancang penerangan buatan adalah menentukan tata letak lampu yang dapat memberikan kuat cahaya pada bidang datar yang letaknya berada disebelah bawah dari letak sumber cahaya.

Metode ini membutuhkan arus cahaya ( dalam lumen ) yang akan digunakan untuk menetukan kuat cahaya tertentu :

E = (Ф. N. U . M)/A
Dimana :
Ф = Arus cahaya (Lumen )
N = Jumlah lampu yang dipasang
U = Faktor Utilitas
        U = 0,45 untuk distribusi cahaya langsung
        U = 0,20 untuk distribusi cahaya tidak langsung
        U = 0,30 untuk distribusi cahaya diffuse
M = Faktor perawatan
        M = 0,9 untuk ruang dengan system tata udara
        M = 0,8 untuk ruang standar
        M = 0,5 untuk ruang yang selalu kotor( industry)
A = Luas bidang datar (m2)

Untuk memperoleh tingkat kenyamanan dan kelancaran operasional bagi penghuni/ pengguna bangunan dalam melakukan aktifitasnya, maka setiap kegiatan atau fungsi ruang mempunyai kuat penerangan yang berbeda.( Tabel 01 dan 02).


Tabel 01. Rekomendasi untuk penerangan umum



Tabel 02. Rekomendasi Untuk penerangan rumah sakit

TO BE CONTINUED

Description: Besaran Cahaya dan Penerangan Buatan(Bag. 1) Rating: 4.5 Reviewer: Priyo - ItemReviewed: Besaran Cahaya dan Penerangan Buatan(Bag. 1)

Read more »»  

Diameter Pipa Air Bersih Untuk Bangunan

Dalam merancang kebutuhan air bersih khususnya dalam bangunan bangunan besar, yang membutuhkan banyak percabangan dalam pembagian jalur distribusinya, adalah sangat perlu dihitung terlebih dahulu besaran dari diameter pipa yang akan digunakan, sehingga kapasitas aliran air dapat merata dan sesuai dengan kebutuhan aliran masing masing unit alat plumbing yang digunakan.

Dasar perhitung adalah dengan menggunakan standar acuan American National Standards Institute (ANSI), dimana satuan unit alat plumbing menggunanakan satuan WSFU (The Water Supply Fixture Units), yaitu satuan suplai air berdasarkan jenis alat plumbing yang digunakan. Satuan WSFU ini merupakan kode umum yang digunakan untuk alat alat plumbing, dimana 1 WSFU = 1 GPM = 3.79 liter/minute.

Berikut ini tabel Water Supply Fixture Units (WSFU) yang didefinisikan oleh the Uniform Plumbing Code (UPC).

                Tabel 01.A WSFU


                   Tabel 01B. WSFU


 Tabel 02. Unit Peralatan Plumbing

Setelah kita memahami Tabel diatas, barulah kita mulai mencari diameter pipa yang akan kita gunakan.

Gambar 01. Layout dan Isometric Plumbing Kamar Hotel 

Diameter Pipa 

Penentuan diameter pipa yang akan digunakan untuk distribusi air bersih ditinjau satu persatu dimulai dari alat plambing yang terjauh dari setiap lantai dan selanjutnya diteruskan mencari diameter pipa yang dibutuhkan dan mengalirkan air yang cukup untuk suatu alat plambing sesuai dengan ketentuan masing-masing alat. 

Diameter pipa untuk distribusi air bersih dapat dihitung berdasarkan kecepatan aliran air dengan rumus utama :

Q = V. A
dimana :
Q = Laju aliran air yang dibutuhkan (m3/s)
V = Kecepatan aliran air yang melalui pipa (m/s)
A = Luas penampang pipa (m2) 

Perhitungan teknik Nielsen, untuk semua alat plambing kecepatan air dibatasi tidak melebihi 2,4 m/s. Apabila kecepatan air lebih dari 2,4 m/s maka akan timbul suara pluit dan suara berisik pada sambungan pipa, interval kecepatan air (1,8 sd 2,4)m/s. 

Menentukan ukuran pipa kita tetapkan suatu kecepatan asumsi yaitu 2 m/s, setelah itu didapatkan diameter yang dikehendaki berdasarkan gambar 01. barulah didapat kecepatan aliran air yang sesungguhnya. Kecepatan aliran air ini tidak boleh melebihi dari batas yang telah ditentukan yaitu 2,4 m/s. 

Menentukan ukuran pipa kita tetapkan suatu kecepatan asumsi yaitu 2 m/s, setelah itu didapatkan diameter yang dikehendaki berdasarkan gambar 01. barulah didapat kecepatan aliran air yang sesungguhnya. Kecepatan aliran air ini tidak boleh melebihi dari batas yang telah ditentukan yaitu 2,4 m/s. 

Adapun langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut: 

Contoh pada titik 1–3 untuk diameter pipa air bersih pada gambar 01 : 

Lihat jenis alat plambing yang akan dilalui oleh air yang melewati diameter pipa yang akan dicari. Pada titik 1 terdapat Water Closed (WC ). 

Tentukan nilai unit alat plambing dari tabel 02 : 

Dari tabel tersebut didapat untuk mempunyai unit beban alat plambing sebesar 3 WSFU ( Water Supply Fixture Units ). 

Tentukan laju aliran air dari tabel 02 : 

Dari tabel tersebut didapat laju aliran air sebesar 0,41 L/s. 

Cari diameter pipa dari gambar 01. dengan asumsi kecepatan aliran air tersebut 2 m/s. 

Dari tabel tersebut diameter yang mendekati adalah 15 mm. 

Perhitungan : 

Kemudian secara berturut turut dihitung berdasarkan lokasi alat plambing dan titik titik persimpangan daerah perpipaan. 

Adapun hasilnya adalah sesuai dengan table berikut : 

Tabel 03. Hasil perhitungan Diameter Pipa Air bersih

Gbr.02. Penempatan Pipa pada shaft

Sumber : 

1. Panduan Sistem Bangunan Tinggi; Jimmy S. juwana,Ir,MSAE. 
2. SISTEM MEKANIKAL GEDUNG; Pusat Bahan Ajar UMB; Yuriadi Kusuma\
3. www.iapmo.org
4. www.google.com 

Description: Diameter Pipa Air Bersih Untuk Bangunan Rating: 4.5 Reviewer: Priyo - ItemReviewed: Diameter Pipa Air Bersih Untuk Bangunan

Read more »»