-
RESUME ARTIFICIAL LIGHTING karya Dr. Habil. Andrs Majoros
oleh: A. Hardiyansah S. (D51109278)
A. PENCAHAYAAN DAN LINGKUNGAN VISUALTujuan dari pencahayaan
adalah membuat lingkungan dapat terlihat, sehingga lingkungan
visual adalah lingkungan yang dapat terlihat (ditangkap oleh
mata). Pencahayaan bertujuan untuk menciptakan lingkungan visual
yang memadai.
Komponen Lingkungan VisualLingkungan visual yang bersifat
internal berupa sebuah ruangan yang disinari cahaya, sehingga
terdapat dua komponen dalam lingkungan visual, yakni;1.
Cahaya
Cahaya merupakan bagian yang dapat terlihat dari sebuah spektrum
elektromagnetik dengan panjang gelombang 380-780 nm. Cahaya diberi
simbol e dengan unit Watt (W). Setiap panjang gelombang diwakili
oleh warna sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar berikut.
Kualitas cahaya dapat dikategorikan dengan bantuan temperatur
warna. Temperatur warna yang lebih rendah menunjukkan cahaya yang
lebih hangat, sebaliknya temperatur warna yang lebih tinggi
menunjukkan cahaya yang lebih dingin. Kualitas cahaya juga dapat
ditentukan berdasarkan perbandingan dengan kualitas cahaya natural
(matahari).
2. Kualitas Permukaan BidangTingkat reflektan permukaan bidang
dapat dikategorikan berdasarkan faktor reflektan (). Permukaan
bidang dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok:a. Permukaan yang
tidak berwarna, memantulkan porsi cahaya yang kurang lebih sama
pada setiap panjang gelombang cahaya, sebagaimana berikut:
-
b. Permukaan berwarna, memantulkan porsi cahaya yang sangat
bervariasi pada masing-masing panjang gelombang.
Karakteristik Lingkungan VisualKita dapat melihat bahwa elemen
yang terdapat pada lingkungan visual memiliki sejumlah
warna dan tingkat kecerahan. Tingkat kecerahan permukaan disebut
luminans (L). Semakin besar tingkat refleksi () dan pencahayaan (E)
pada sebuah permukaan, maka semakin cerah permukaan tersebut,
dengan kata lain,
L = * E
Lingkungan visual merupakan hasil produk dari lingkungan yang
bersifat pasif dan pencahayaan yang bersifat aktif. Kedua hal ini
secara tidak terpisahkan mempengaruhi hasil produk tersebut.
Permukaan yang lebih gelap dengan pencahayaan yang lebih baik
mungkin saja menghasilkan tingkat kecerahan yang sama terhadap
permukaan yang lebih cerah dengan pencahayaan yang lebih redup.
Karakteristik Penglihatan Lingkungan visual diciptakan untuk
manusia, sehingga karakteristik mereka harus dijadikan
pertimbangan dalam menyusun lingkungan tersebut. Dari sudut
pandang pencahayaan, kualitas penglihatan manusia berikut harus
dijadikan pertimbangan:1. Mata manusia dapat melihat hampir
setengah lingkaran, tapi hanya relatif sebagian kecil dari
itu yang terlihat dengan jelas.
-
2. Manusia hanya dapat melihat warna melalui cahaya. Dalam
keadaan gelap, manusia hanya melihat lingkungan dalam
hitam-putih.
3. Sensitifitas mata manusia bergantung pada panjang gelombang
dari cahaya yang dirasakan.4. Sensitifitas mata manusia dapat
beradaptasi dengan kondisi cahaya.5. Manusia dapat melihat objek
pada berbagai macam jarak.6. Manusia merasakan rasio kecerahan
secara logaritma.
B. SUMBER CAHAYASumber cahaya merupakan instrumen yang
menghasilkan cahaya, yakni alat teknis yang
mengubah energi listrik menjadi radiasi (cahaya). Berdasarkan
cara kerjanya, sumber cahaya dapat dibagi menjadi dua jenis, yakni
lampu incandescent dan lampu luminescent.
Lampu IncandescentCahaya dihasilkan oleh radiasi filamen pada
temperatur yang tinggi. Spektrum cahaya yang
dihasilkan melalui cara ini mengandung radiasi pada setiap
panjang gelombang dan spektrum ini bersifat monoton. Panas dalam
jumlah cukup banyak juga timbul disamping cahaya yang dihasilkan.
Beberapa contoh lampu incandescent sebagai berikut;
1. Lampu Filamen Incandescent (Standar)Cahaya lampu dihasilkan
dari filamen logam tungsten yang dipanaskan oleh aliran listrik.
Filamen yang terbakar tersebut (sekitar 2800 K) berada di dalam
bola lampu yang berisi gas mulia. Lampu ini hanya mengkonversi
sekitar 1/10 dari input listrik menjadi cahaya.
-
2. Lampu HalogenDesain lampu ini berbeda dengan jenis lampu
incandescent standar. Sumber cahaya tersusun linear, tabung terbuat
dari kaca quartz, dan berisi gas halogen. Dasar diletakkan pada
tiap ujung tabung. Beroperasi sama dengan jenis lampu incandescent
standar. Menghasilkan kualitas cahaya yang sama dengan jenis
standar, namun memiliki efisiensi yang lebih baik.
3. Lampu Halogen bertegangan rendahPada jenis lampu ini, sumber
cahaya berukuran kecil dirakit bersama dengan lampu kaca.
Beroperasi sama dengan jenis standar. Kualitas cahaya yang
dihasilkan juga sama, tetapi menghasilkan radiasi panas yang lebih
rendah.
Lampu LuminescentCahaya dihasilkan oleh gerakan elektron.
Pancaran listrik kemudian menghasilkan cahaya
melalui permukaan tabung. Spektrum cahaya yang dihasilkan tidak
perlu kontinu, radiasinya lebih besar pada bagian sempit dibanding
lainnya, spektrum juga tidak monoton. Lampu luminescent sebagai
berikut;
1. Lampu FluorescentCahaya dihasilkan dari bubuk fluorescent
yang melapisi dinding bagian dalam dari tabung. Bubuk tersebut
mengubah radiasi UV dari pengaliran pada gas menjadi cahaya yang
terlihat. Lampu fluorescent hanya dapat beroperasi dengan alat
bantu (semisal starter, ballast, kapasitor) yang memastikan
pengaliran pada gas secara kontinu. Lampu fluorescent mengkonversi
sekitar 1/4 dari input listrik menjadi cahaya
-
2. Lampu Fluorescent KompakLampu fluorescent kompak berukuran
relatif kecil, dan sudah dirakit bersama alat bantu berupa ballast
dan/atau starter. Beroperasi sama dengan jenis standar.
-
3. Lampu MerkuriLampu merkuri termasuk dalam kelompok HID (high
intensity discharge). Lampu ini memiliki dua selubung. Bagian dalam
berupa tabung quartz. Pengaliran pada gas dimulai dengan elektroda.
Radiasi yang timbul dari aliran listrik melalui merkuri,
ditransformasikan menjadi cahaya oleh bubuk fluorescent pada
permukaan dalam selubung luar. Lampu merkuri juga membutuhkan alat
bantu untuk beroperasi. Lampu merkuri mengkonversi hanya sekitar
1/6 dari input listrik menjadi cahaya.
4. Lampu Merkuri CampuranLampu jenis ini memiliki ballast berupa
filamen tungsten yang terletak di antara dua selubung. Filamen
tungsten tersebut bertindak sebagai lampu incandescent, sehingga
tidak dibutuhkan alat bantu bagi lampu ini untuk beroperasi.
-
5. Lampu Metal HalideLampu metal halide juga termasuk lampu HID,
memiliki dua selubung. Selubung dalam berupa tabung quartz yang
mengandung metal halide lainnya sebagai tambahan bagi merkuri.
Cahaya timbul dengan alat bantu elektroda atau starter. Selubung
luar dapat dilapisi bubuk fluorescent atau tidak. Lampu ini
mengkonversikan sekitar 1/4 dari input listrik menjadi cahaya.
6. Lampu Sodium Bertekanan TinggiTerdiri dari dua selubung,
cahaya dihasilkan dari aliran listrik yang melalui sodium
bertekanan tinggi pada tabung, yang dibuat dari aluminium oksida.
Cahaya umumnya dihasilkan dengan bantuan impul tegangan tinggi.
Lampu ini mengkonversi sekitar 1/3 dari input listrik menjadi
cahaya.
-
C. DISTRIBUSI CAHAYACahaya dari sumber cahaya mencapai permukaan
ruang melalui lumair. Terdapat beragam cara
bagaimana cahaya dari sumber cahaya dapat mencapai permukaan
ruang yang diinginkan. Berbagai cara tersebut, sebagaimana kualitas
dan kuantitas dari aliran lumen, beragam bergantung pada luminair
dan permukaan ruang. Sehingga untuk merencanakan pencahayaan pada
ruang, kita harus memperhatikan efek berantai dari hal yang telah
disebutkan di atas.
Sumber cahaya senantiasa dibuat dalam bentuk luminair yang
memiliki fungsi teknis seperti suplai tenaga serta perlindungan
lampu dan lingkungan. Luminair bekerja sebagai berikut. Lampu
memancarkan hanya sebagian dari aliran lumen pada ruang, dan
menyerap selainnya. Kefektifan dari luminair dalam hal ini disebut
efisiensi luminair. Efisiensi luminair merupakan rasio dari aliran
lumen yang dipancarkan luminair terhadap aliran lumen yang
dihasilkan oleh lampu.
-
Luminair diklasifikasikan berdasarkan distribusi cahayanya;
yakni rasio aliran lumen yang dipancarkan ke atas dan ke bawah
terhadap garis maya yang melintasi luminair.
-
D. PERSYARATAN PADA PENCAHAYAANSecara teori, pencahayaan harus
memenuhi persyaratan sebagai berikut:
1. Tingkat cahaya yang dibutuhkan terhadap jenis
pekerjaan/kegiatan.
2. Keakuratan pandangan, berdasarkan detail objek beserta warna
dan lokasi spasialnya, yang dapat dipenuhi dengan mengatur
karakteristik cahaya sebagai berikut:a. Pencahayaan pada bidang
yang bersangkutan.b. Visual warnac. Efek bayangan
3. Ketidaknyamanan visual yang dapat dihasilkan oleh
pencahayaan. Hal ini dapat diminimalisir dengan mengatur
karakteristik cahaya sebagai berikut:a. Warna cahayab. Efek silauc.
Rasio Lumen
4. Efisiensi pencahayaan, yang berkaitan dengan:a. Kebutuhan
(cost) pada saat instalasi dan pengoperasianb. Proses persepsi
visual
E. MENDESAIN PENCAHAYAANBerikut langkah dalam merancang
pencahayaan buatan:
1. Pemilihan LampuPemilihan lampu didasarkan pada jenis kegiatan
dengan pertimbangan warna cahaya, sebagaimana terlihat pada tabel
berikut.
Pertimbangan lainnya didasarkan pada dimensi ruang dan efisiensi
energi.
-
2. Pemilihan LuminairLuminair dipilih berdasarkan pertimbangan
bagaimana distribusi cahaya mempengaruhi karakteristik cahaya
seperti; pencahayaan seragam, efek bayangan, kemungkinan silau,
rasio pencahayaan, dan efisiensi energi.
3. Menghitung Luminaira. Menghitung aliran cahaya yang
dibutuhkan untuk menerangi bidang kerja
u = En * * Ar = koefisien agingAr = luas bidang kerja
b. Menentukan aliran cahaya yang akan dibuat
i = efisiensi pencahayaan
c. Menentukan jumlah luminair, berapa banyak lampu dan jumlah
watt yang digunakan.
L = ns * sns = jumlah lampu dalam luminairs = aliran cahaya dari
sumber cahaya
d. Jarak luminair dari lantai
-
e. Lay-out luminair
4. Pengontrolan terhadap SilauSistem pencahayaan harus memenuhi
standar derajat terhadap silau untuk aktifitas dalam ruang, yang
mengatur tipe luminair dan lokasinya pada ruang.