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

Bookmark and Share it: