TEKNIK PENERANGAN

TEKNIK PENERANGAN

1.   CAHAYA

      Cahaya adalah suatu gejala fisis. Suatu sumber cahaya memancarkan energi. Sebagian energi ini diubah menjadi cahaya tampak. Perambatan cahaya di ruang bebas dilakukan oleh gelombang-gelombang elektromagnetik. Jadi cahaya itu merupakan suatu gejala getaran

2.   SATUAN-SATUAN

a)      1 watt cahaya adalah energi yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya sebesar

      1 watt dengan panjang gelombang 555 mm.

b)      1 watt cahaya = 680 lumen

c)      Flux cahaya (lumen) adalah jumlah seluruh cahaya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya dalam satu detik. (Sebagai contoh  lihat  pada Tabel 1 dan 2).

d)     Flux cahaya spesifik = lumen/watt.

e)      Steradian. Misalkan dari permukaan sebuah bola ( Gambar 1 ) dengan jari-jari r ditentukan suatu bidang dengan luas r². Kalau ujung suatu jari-jari kemudian menjalani tepi bidang itu, maka sudut ruang yang dipotong dari bola oleh jari-jari ini disebut satu steradian. Karena luas permukaan bola sama dengan 4pr², maka di sekitar titik tengah bola dapat diletakkan 4p sudut ruang yang masing-masing sama dengan satu steradian.

f)       Intensitas cahaya (kandela) = flux cahaya persatuan sudut ruang (steradian) yang dipancarkan ke suatu arah tertentu

                  I  =   (cd)                                                                                             (1)

di mana :  I     =  Intensitas cahaya (cd)

                 f    =  Flux cahaya (Lm)

                 w   =  Sudut ruang (Steradian)

g)      Intensitas penerangan atau iluminansi (E) = flux cahaya persatuan luas permukaan A (m²)

            E_rata-rata  =    lux                                                                                  (2)

                                                        Gambar 1

                

3.      HUKUM KUADRAT

            E_p  =    lux                                                                                           (3)

di mana :  E_p  =  intensitas penerangan di suatu titik P dari bidang yang diterangi

                            (lux)

                 I     =  intensitas sumber cahaya (cd)

                 r     =  jarak dari sumber cahaya ke titik P (m)

4.   DIAGRAM POLAR INTENSITAS CAHAYA

      Diagram polar intensitas cahaya adalah suatu karakteristik untuk pembagian cahaya sebuah lampu atau armatur. Diagram ini umumnya diberikan untuk lampu 1000 lumen.

                                                                                                                                                                                                                                           

Gambar 2

     

Diagram polar intensitas cahaya digunakan untuk menghitung intensitas penerangan di suatu titik menurut rumus :

            E_p  =    lux

                                                                                          

                                         Gambar 3

Intensitas penerangan E’ di bidang a’ -  b’ tegak lurus pada arah I menurut hukum kuadrat:

            E’  =    lux                                                                                           (4)

Intensitas penerangan E di bidang horizontal a - b, ialah proyeksi dari E’ pada garis tegak lurus pada bidang a - b di titik P. Jadi :

            E  =  E’ cos a                                                                                                (5)

Dari Persamaan  (4) dan (5) diperoleh :

            E  =   cos a  lux                                                                                       (6)

Rumus ini dikenal sebagai hukum Cosinus

5.   SISTEM PENERANGAN DAN ARMATUR

      Penyebaran cahaya dari suatu sumber cahaya tergantung pada :

1.      Konstruksi sumber cahaya

2.      Konstruksi armatur yang digunakan

Konstruksi armatur yang digunakan antara lain ditentukan oleh:

a.       cara pemasangannya pada dinding atau langit-langit

b.      cara pemasangan fiting atau fiting-fiting di dalam armatur

c.       perlindungan sumber cahaya

d.      penyesuaian bentuknya dengan lingkungan

e.       penyebaran cahayanya

                          

      Berdasarkan pembagian flux cahayanya oleh sumber cahaya dan armatur yang digunakan, dapat dibedakan sistem-sistem penerangan di bawah ini.                                  

1)      Penerangan langsung: cahaya yang dipancarkan sumber cahaya seluruhnya diarahkan ke bidang yang harus diberikan penerangan, langit-langit hampir tidak berperan. Penerangan langsung terutama digunakan di ruangan-ruangan yang tinggi, misalnya di bengkel, pabrik dan untuk penerangan luar.

2)      Terutama penerangan langsung: sejumlah kecil cahaya dipancarkan ke atas. Sistem penerangan ini digunakan di gedung-gedung ibadat, untuk tangga dalam rumah, gang dan lain-lain.

3)      Penerangan baur/merata: sebagian dari cahaya sumber-sumber cahaya diarahkan ke dinding dan langit. Penerangan ini digunakan di ruangan-ruangan sekolah, ruangan kantor dan tempat-tempat kerja.

4)      Terutama penerangan tak langsung: sebagian besar dari cahaya sumber-sumber cahaya diarahkan ke atas. Karena itu langit-langit dan dinding-dinding ruangan harus diberi warna terang. Penerangan ini digunakan di rumah-rumah sakit, di ruangan baca, toko-toko, kamar tamu, dan lain-lain.

5)       Penerangan tidak langsung: cahayanya dipantulkan oleh langit-langit dan dinding-dinding. Warna dinding dan langit-langit harus terang. Penerangan ini digunakan di ruangan-ruangan untuk membaca, menulis dan untuk melakukan pekerjaan-pekerjaan halus lainnya.

Tabel 3 dan 4 memuat ikhtisar dari armatur-armatur yang dipergunakan dan sifat-sifat utamanya dan pada lampiran dapat dilihat berbagai bentuk armatur.

6.   CARA MENGHITUNG PENERANGAN DALAM

      Untuk suatu perusahaan produksi penerangan yang baik antara lain memberi keuntungan-keuntungan berikut ini:

a.       peningkatan produksi

b.      peningkatan kecermatan

c.       kesehatan yang lebih baik

d.      suasana kerja yang lebih nyaman

e.       keselamatan kerja yang lebih baik

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan sistem penerangan adalah :

a.       intensitas penerangannya di bidang kerja

b.      intensitas penerangan umumnya dalam ruangan

c.       biaya instalasinya

d.      biaya pemakaian energinya

e.       biaya pemeliharan instalasinya, antara lain biaya penggantian lampu-lampu.

Perbandingan antara intensitas penerangan minimum dan maksimum di bidang kerja sekurang-kurangnya = 0,7. Perbandingan dengan sekelilingnya sekurang-kurangnya = 0,3.

6.1.   Intensitas Penerangan

         Intensitas penerangan ditentukan oleh :

a.       tempat di mana pekerjaan akan dilakukan.

b.      sifat pekerjaan

Tabel 5 memuat intensitas penerangan berbagai sifat pekerjaan.

6.2.   Efisiensi Penerangan

         h  =                                                                                                                         (7)

di mana :

f₀   = flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya yang ada dalam ruangan

f_g   = flux cahaya berguna yang mencapai bidang kerja, langsung atau tidak langsung setelah dipantulkan oleh dinding dan langit-langit

dan   f_g   =  E  x  A                                                                                                                (8)

Dari Persamaan (7) dan (8) diperoleh rumus flux cahaya

         f₀  =    Lm                                                                                                          (9)

di mana :

         E    =  intensitas penerangan yang diperlukan di bidang kerja (lux)

         A   =  luas bidang kerja (m²)

Untuk menentukan efisiensi penerangannya harus diperhitungkan :

a)efisiensi armaturnya (n)

n        = 

b)      faktor refleksi dinding (r_w), faktor refleksi langit-langit (r_p) dan faktor refleksi           bidang pengukurannya (r_m).

Faktor-faktor refleksi ditentukan berdasarkan warna dinding dan langit-langit ruangan :

         warna putih dan warna sangat muda = 0,7

         warna muda      =  0,5

         warna sedang    =  0,3

         warna gelap      =  0,1

Khusus faktor refleksi bidang pengukuran (r_m) ditetapkan = 0,1.

c)Indeks ruangan atau indeks bentuk (k)

          k  =                                                                                                    (10)

di mana :

         p   =  panjang ruangan (m)

         l    =  lebar ruangan (m)

         h   =  tinggi sumber cahaya di atas bidang kerja (m)

Bidang kerja umumnya diambil 80 cm – 90 cm di atas lantai

        

6.3.   Faktor Depresiasi

         Faktor depresiasi (d) didefinisikan sebagai :

         d  = 

Faktor depresiasi terdiri atas 3 golongan utama :

a.       pengotoran ringan

Terjadi di toko-toko, kantor-kantor dan gedung-gedung sekolah yang berada di daerah-daerah yang hampir tidak berdebu.

b.      pengotoran berat

Terjadi di ruangan-ruangan dengan banyak debu atau pengotoran lainnya. Misalnya di pabrik-pabrik cor, pertambangan, pemintalan, dan sebagainya.

c.       pengotoran biasa

Terjadi di perusahaan-perusahaan lainnya.

Kalau tingkat pengotorannya tidak ditentukan, digunakan faktor depresiasi = 0,8.

Contoh  efisiensi penerangan beberapa lampu/armarur dapat dilihat pada Tabel  6 – 10.

6.4.   Penentuan Jumlah Lampu atau Armatur

         Jumlah lampu :

               n_L  =                                                                                   (11)

atau,

         Jumlah armatur :

               n_A  =                                                                                (12)

      di mana :

n_L   =  jumlah lampu

n_A  =  jumlah armatur

f_L   =  flux cahaya lampu

f_A  =  flux cahaya armatur

E    =  intensitas penerangan yang diperlukan

A   =  luas bidang kerja

h    =  efisiensi penerangan

d    = faktor depresiasi

CATATAN

1.      Jika data efisiensi penerangan yang dikeluarkan olek pabrik pembuat lampu/armatur tidak tersedia, maka dapat digunakan nilai pendekatan sebagai berikut.

Sistem Penerangan	Efisiensi Penerangan
Langsung	0,60
terutama langsung	0,55
menyebar/merata	0,50
terutama tidak langsung	0,45
tidak langsung	0,35

2.      Disamping dengan metoda yang telah dijelaskan di atas, metoda lain yang dapat digunakan untuk menghitung penerangan dalam adalah “Zonal Cavity Method”.

Contoh Soal

Sebuah ruangan dengan ukuran 12 m x 25 m dengan tinggi ruangan 4 m akan diberi penerangan. Intensitas penerangan yang diperlukan adalah 250 lux. Buatlah rencana penerangan untuk ruangan tersebut. Warna dinding dan langit-langit adalah putih.

Penyelesaian

Direncanakan akan menggunakan armatur tipe : GCB dengan lampu 2 x TLD – 36/95 dengan flux cahaya  = 2350 lumen pertabung.

Tinggi bidang kerja = 0,85 m  ® h = 4 – 0,85 = 3,15 m

k    =    =  2,57

}

dengan r_p  =  0,7    ;  r_w  =  0,5     ;  r_m  =  0,1,    dari Tabel 8, diperoleh :

Untuk  k = 2,57 ®  h  =  0,59 + (0,61 – 0,59)                            \   h  =  0,5982

k    =  2,5  ®  h  =  0,59

k    =  3      ®  h  =  0,61

Jumlah armatur yang diperlukan (n_A) :

      n_A  =    »  33,6

Jadi diambil n = 32 armatur

Jumlah ini dapat dibagi atas 4 deret, masing-masing dengan 8 armatur

6.5    Cara Penempatan Sumber-sumber Cahaya Dalam Ruangan

  Perhatikan Gambar 4.

a.   Jarak antara sumber cahaya (a) sedapat mungkin harus sama untuk kedua arah.

b.  Jarak antara sumber cahaya yang paling luar dan dinding = 0,5a.

c.   Sedapat mungkin :

                                     a = (1 s/d 1,5) h

                              

                                                 Gambar 4

7.      Tabel-tabel Penerangan

                            Tabel 1. Flux cahaya LampuTL 220 V

Tipe	Panjang (mm)	Warna	Flux Cahaya (lumen)
TLD – 18 W	590	/92 incandescent /93 warm white /94 white /95 daylight	615 730 940 1070
TLD – 36 W	1200	/92 incandescent /93 warm white /94 white /95 daylight	2250 2300 2350 2350
TLD – 58 W	1500	/92 incandescent /93 warm white /94 white /95 daylight	3550 3600 3700 4000

/92 digunakan antara lain di : hotel, restaurant, rumah dan reception areas.

/93 dan /94 digunakan antara lain di : boutiques, galleri, museums, showrooms.

/95 terutama digunakan di industri-industri keramik dan daerah-daerah yang memerlukan ketelitian yang tinggi

                                  Tabel 2. Flux cahaya Lampu Pijar  220 V

WATT	15	25	40	60	75	100	150
F.C (Lumen)	120	230	430	730	960	1500	2220

                        

                 Tabel 3 Armatur yang digunakan pada Ruangan Kantor dan Sekolah

                                    Tabel 4 Armatur yang digunakan Untuk Industri

                      Tabel 5  Intensitas penerangan untuk berbagai sifat pekerjaan

Sifat pekerjaan		penerangan sangat baik	penerangan baik
1.	Kantor Ruangan gambar Ruangan kantor (untuk pekerjaan, kantor biasa, pembukuan, mengetik, surat menyurat, membaca, menulis, melayani mesin-mesin kantor) Ruangan yang tidak digunakan terus-menerus untuk pekerjaan (ruangan arsip, tangga, gang, ruangan tunggu)	2000 lux 1000 lux 250 lux	1000 lux 500 lux 150 lux
2.	Ruangan Sekolah Ruangan kelas Ruangan gambar Ruangan untuk pelajaran jahit-menjahit	500 lux 1000 lux 1000 lux	250 lux 500 lux 500 lux
3.	Industri Pekerjaan sangat halus (pembuatan jam tangan, instrumen kecil dan halus, mengukir) Pekerjaan halus (pekerjaan pemasangan halus, menyetel mesin bubut otomatis, pekerjaan bubut halus, kempa halus, poles) Pekerjaan biasa (pekerjaan bor, bubut kasar, pemasangan biasa) Pekerjaan kasar (menempa dan menggiling)	5000 lux 2000 lux 1000 lux 500 lux	2500 lux 1000 lux 500 lux 250 lux
4.	Toko Ruangan jual dan pamer : toko-toko besar toko-toko lain Etalase : toko-toko besar toko-toko lain	1000 lux 500 lux 2000 lux 1000 lux	500 lux 250 lux 1000 lux 500 lux
5.	Mesjid, gereja dan sebagainya	250 lux	125 lux
6.	Rumah Tinggal Kamar tamu Penerangan setempat (bidang kerja) Penerangan umum, suasana Dapur Penerangan setempat Penerangan umum Ruangan-ruangan lain Kamar tidur, kamar mandi, kamar rias (penerangan setempat) Gang, tangga, gudang, garasi Penerangan setempat untuk pekerjaan-pekerjaan ringan (hobby dan sebagainya) Penerangan umum	1000 lux 100 lux 500 lux 250 lux 500 lux 250 lux 500 lux 250 lux	500 lux 50 lux 250 lux 125 lux 250 lux 125 lux 250 lux 125 lux