⇰ Perhitungan
Penerangan
Penyebaran cahaya dari suatu sumber cahaya perlu memperhatikan hal-hal berikut:
1.
Cara pemasangan pada dinding atau langit-langit;
2.
Cara pemasangan fitting-fitting dalam armatur;
3.
Perlindungan sumber cahaya;
4.
Penyesuaian bentuknya dengan lingkungan;
5.
Penyebaran cahayanya
⇰ Perhitungan
Penerangan Dalam Ruangan
1٠Kebutuhan
penerangan
Menurut ESI (Equal
Sphere Illumination) terdapat 5 klasifikasi sistem pancaran cahaya dari
sumber cahaya yaitu:
- Penerangan tidak langsung, yaitu cahaya yang langsung ke bidang
kerja antara 0 – 10% dan sisanya diarahkan ke langit-langit;
- Penerangan
setengah tidak langsung, sebagaian besar cahayanya diarahkan ke langit-langit
dan cahaya yang diarahkan ke bidang kerja 10 – 40%;
- Penerangan
menyebar atau disebut penerangan difus, sistem penerangan yang distribusi
cahayanya merata ke atas dan ke bawah, yaitu antara 40 - 60%;
- Penerangan
setengah langsung, sistem penerangan yang distribusi cahayanya banyak diarahkan
ke bidang kerja, antara 60 – 90% dan selebihnya diarahkan ke langit-langit; dan
- Penerangan
langsung, sistem penerangan dengan 90 – 100% cahayanya dipancarkan ke bidang
kerja.
Penerangan pada
suatu ruangan kerja, harus tidak menyebakan kelelahan pada mata . Perbandingan antara intensitas penerangan
minimum dan maxsimum di bidang kerja harus sekurangnya 0,7 dan perbandingan
dengan daerah sekelilingnya harus sekurang-kurangnya 0,3. Intensitas penerangan
yang diperlukan ditentukan oleh sifat pekerjaan dan panjang waktu kerja yang
diperlukan. Perhitungan efensiensi penerangan juga diperlukan dalam suatu
sistem penerangan.
Tabel berikut menunjukkan kebutuhan penerangan untuk bermacam jenis
pekerjaan.Kebutuhan Penerangan Berbagai Kebutuhan
|
No
|
Tempat dan
Sifat pekerjan
|
E (Lux)
|
|
A
|
Kantor
Ruangan
(pekerjaan kantor, pembukuan, pengetikan dan sejenisnya) Ruangan yang titik digunakan terus menerus (ruangan arsip dan ruang tunggu)
|
500
150
|
|
B
|
Ruangan
Sekolah
Ruangan hall
Ruangan kelas umum Ruangan
gambar dan menjahit
|
300
300
350
|
|
C
|
Industri Pekerjan
kasar (asembling mesin atau alat-alat berat, menempa, dan lainnya)
Pekerjaan
biasa (pekerjaan mesin kayu, asembling
biasa, pekerjaan bor dll.
Pekerjaan
halus (asembling halus, pekerjaan halus menggunakan mesin bor,bubut Pekerjaan
sangat halus (membuat jam tangan, periksa instrumen kecil, halus.
|
300
500
1000
3000
|
|
D
|
Toko
Supermarket,
ruangan jual dan pamer.
Ruan stok
Etalase
|
500
150
500
|
|
E
|
Tempat ibadah
|
125
|
|
F
|
Rumah sakit
Gang Ruangan bayi
|
10
50
1
|
|
G
|
Kamar operasi
Rumah tempat tinggal kamar tamu (umum)
Dapur (umum)
Kamar tidur,
kamar mandi, kamar rias(penerangan setempat)
Gang, tangga,
gudang, garasi
|
500
50
125
250
125
|
Penerangan pada suatu bidang kerja harus diusahakan cukup
dan nyaman. Skala kebutuhan itu sendiri bergantung pada:
- Sifat atau klasifikasi tempat suatu pekerjaan dilakukan.
- Jenis dan sifat pekerjaan dilakukan.
- Lama waktu kerja
dari pekerjaan yang dilakukan.
2٠Desain,
skema, dan lay-out penerangan
Dalam mendesain skema dan lay-out penerangan suatu
ruangan perlu memperhatikan hal-hal sebagai berikut:
- Penerangan harus memenuhi kebutuhan dan sesuai dengan
sifat pekerjaan;
- Menghindari silau dan bayang-bayang yang tajam;
- Distribusi cahaya merata pada bidang kerja.
3٠Efisiensi
penerangan
Efisiensi penerangan adalah perbandingan fluk cahaya yang
berguna (mencapai bidang kerja) dengan fluk cahaya (lumen) yang dipancarkan
semua sumber cahaya.
Efisiensi
penerangan ⇒ ŋ = F : Fo
Karena fluxi yang mencapai bidang kerja adalah F = E x A,
maka
rumus diatas dapat ditulis menjadi:
ŋ = ( E x A ) : Fo
Fo = ( E x A ) : ŋ
Keterangan:
F =
lumen yang mencapai bidang kerja
Fo = lumen yang dipancarkan sumber
E =
intensitas penerangan yang diperlukan pada bidang kerja
A = luas bidang kerja
ŋ = efisiensi atau rendemen
Efisiensi penerangan sangat dipengaruhi oleh faktor:
- Tipe sistem penerangan
- Efisiensi armatur
- Indek ruangan
- Faktor refleksi
- Faktor depresiasi
a. Tipe sistem penerangan
Sebagai contoh, efisiensi penerangan
pada sistem penerangan langsung berbeda dengan sistem difus dan lainnya, demikian
juga bentuk ruangan, refleksi dinding, langit-langit dan seterusnya.
b. Efisiensi armatur (V)
Efisiensi armatur
(V) adalah perbandingan fluk cahaya yang dipancarkan armatur dengan fluk cahaya
yang dipancarkan oleh sumber cahaya.
V = (F armatur : F sumber cahaya) x 100%
c. Faktor refleksi
Refleksi dalam teknik penerangan ada tiga macam, yaitu:
Refleksi dinding, Rw.
Refleksi langit-langit, dengan faktor refleksi Rp. RW dan
Rp masing-masing menyatakan bagian yang dipantulkan fluk cahaya yang diterima
oleh dinding dan langit-langit yang kemudian mencapai bidang kerja
Refleksi semu bidang kerja, RM yang ditentukan oleh
refleksi lantai dan dinding antara dinding kerja RM dan lantai, umumnya nilai
Rm 0,1.
Besar Rw dan Rp berwarna terang antara 0,5 – 0,7 dan
untuk berwarna gelap antara 0,1 – 0,2.
Warna putih dan
sangat muda 0,7
Warna muda 0,5
Warna sedang 0,3
Warna gelap 0,1
d. Indeks Ruangan atau Indeks Bentuk.
Indeks bentuk (K) meupakan perbandingan
antara ukuran-ukuran utama suatu ruangan.
K = (p x l) : h (p + l)
Keterangan:
p = panjang
ruangan (m)
l =
lebar ruangan (m)
h =
tinggisumber cahaya diatas bidang kerja
Bidang
kerja dapat berupa suatu bidang horizontal, + 0,8 m dari lantai.
e. Faktor penyusutan atau depresiasi
Faktor depresiasi
(d) dihitung menggunakan rumus:
d = E dalam keadaan dipakai : E dalam keadaan baru
Jika fluk cahaya
dihitung dengan rumus:
Fo = (E x A) : ŋ
Maka untuk keadaan baru, berlaku rumus:
Fo = (E x A) : (ŋ x d)
Ukuran lampu tergantung pada jumlah armatur yang
dipasang. Jika dikehendaki distribusi penerangan merata, maka dibutuhkan jarak
atau tinggi efektif yang tidak jauh.
Jumlah lampu atau armatur N yang diperlukan dapat
ditentukan langsung dengan rumus:
N = Fo : F lampu
N = (E x A) : (F lampu x ŋ x d),
atau
N = Fo : F armature
N = (E x A) : (F armature x ŋ x d) buah
Intensitas penerangan E dalam keadaan dipakai adalah intensitas penerangan rata-rata suatu
instalasi dengan lampu-lampu dan armatur-armatur, yang daya gunanya telah
berkurang akibat kotor, sudah lama dipakai atau karena sebab-sebab lain. Kalau
faktor depresiasinya 0,8, suatu instalasi yang dalam keadaan baru memberi 250
lux, akan memberi hanya 200 lux saja dalam keadaan sudah dipakai.
Untuk memperoleh efisiensi penerangan dalam keadaan
dipakai, nilai rendemen yang didapat dari tabel masih harus dikalikan dengan
faktor depresiasinya. Faktor depresiasi dikelompokkan menjadi tiga golongan,
yaitu:
- pengotoran ringan,
- pengotoran biasa, dan
- pengotoran berat.
Masing-masing golongan utama ini dibagi lagi tiga
kelompok, bergantung pada masa pemeliharaan lampu dan
armaturnya, yaitu 1, 2, atau 3 tahun. Pengotoran
ringan terjadi pada toko-toko, kantor-kantor, dan gedung-gedung sekolah yang
berada di daerah-daerah yang hampir tidak berdebu. Pengotoran berat terjadi di
ruangan dengan banyak debu atau pengotoran lain, misalnya di perusahan cor,
pertambangan, pemintalan dan sebagainya. Pengotoran biasa terjadi pada
perusahaan-perusahaan lainnya, kalau tingkat pengotorannya tidak diketahui,
maka digunakan 0,8 sebagai faktor depresiasi.
Efesiensi penerangan juga dipengaruhi oleh cara
penempatan sumber-sumber cahayanya dalam ruangan. Jarak a antara sumber
cahaya sedapat mungkin harus sama untuk kedua arah. Jarak antara sumber cahaya
yang paling luar dan dinding harus 0,5 a, dan a harus sama dengan tinggi
(h) sumber cahaya pada bidang kerja.
Jika lebih kecil daripada h, misalnya kalau ruangannya
kecil, maka untuk penerangan umum yang baik biasanya digunakan empat armatur. Selain
karena pengotoran, faktor depresiasi juga dipengaruhi oleh usia lampu. Pengaruh
usia lampu bergantung dari lama nyala lampu itu, jika lampu TL diperhitungkan
1500 jam nyala per tahun, dan lampu pijar 500 jam nyala per tahun. Angka-angka
itu sesuai dengan angka rata-rata ditentukan perusahaan.
Jika intensitas penerangan menurun sampai 20% di bawah
seharusnya, maka lampu harus diganti atau dibersihkan. Sebaiknya pengantian
lampu dilakukan secara berkelompok, agar tidak terlalu menganggu kegiatan
perusahaan.
Pada perhitungan penerangan dalam ruangan diperlukan data
armatur, efisiensi, serta faktor depresiasi yang disebabkan oleh masa pemakaian
lampu seperti ditunjukkan pada Tabel 9.5.
4٠ Cara
menghitung penerangan
Misalnya suatu
ruang gambar ukuran 8 x 16 m dan tinggi 3,20 m, harus diberi penerangan. Berapa
jumlah lampu yang dibutuhkan untuk penerangan ruang gambar tersebut.
Penyelesaian:
a . Menentukan
jenis lampu dan armatur yang digunakan. Pada contoh ini dipilih armatur 4xTL40W dengan flux cahaya 4 x 3000 lumen setiap armatur.
b. Menentukan
faktor refleksia berdasarkan warna dinding dan langit-langit ruangan, yaitu: warna putih dan warna sangat muda : 0,7
warna
muda :
0,5
warna
sedang :
0,3
warna
gelap :
0,1
Untuk menentukan
faktor refleksi warna, dalam praktiknya digunakan kipas warna dengan faktor
refleksinya. Pada
contoh ini ditentukan:
rp = 0,5 rw = 0,3 dan rm = 0,1
c. Menentukan
indeks bentuk.
Karena lampu dipasang pada langit-langit dan bidang
kerjanya kira-kira 0,90 m di atas lantai, maka h = 2,30 m.
Jadi:
K = (p x l) : h (p x l) =
= (16 x 8) : 2,30 (16 x 8) = 2,3
d. Menentukan
efisiensi penerangan
Berdasarkan Tabel dengan nilai k, rp, rw
dan rm. diperoleh:
Untuk k = 2 : Efisiensi = 0,57 dan
Untuk k = 2,5 : Efisiensi = 0,60.
Efisiensi
penerangan untuk k = 2,3 ditentukan dengan interpolasi:
ŋ = 0,57 + {(2,3-2) : (2,5-2)} x (0,60 – 0,57) =
0,59
Dengan efisiensi 0,59, berdasarkan Tabel efisiensi armatur 72%, nilai ini juga belaku
untuk armatur yang digunakan isini. Jadi efisiensi penerangan tetap 0,59. Jika
armatur yang digunakan memiliki efesiensi lain, misal 55% maka efisiensi
penerangannya menjadi:
(55 : 72) x 0,59 = 0,45
e. Intensitas
penerangan yang diperlukan, ditentukan berdasarkan Tabel kebutuhan penerangan, untuk ruang gambar 1250 lux.
f. Flux
cahaya yang diperlukan:
Fo = (E x A) : ŋ (untuk keadaan baru)
atau
Fo = (E x A) : (ŋ x d) untuk keadaan
terpakai
Jumlah lampu atau armatur n yang diperlukan dapat juga
ditentukan langsung dari:
N = Fo : F lampu
N = (E x A) : (F lampu x ŋ x d)
atau
N = Fo : F armature
N = (E x A) : (F armature x ŋ x d)
Flux cahaya lampu atau armatur dapat dilihat dari buku
katalog.
Pada contoh ini F
lampu = 4x3000 = 12000 lumen.
Jumlah armatur yang diperlukan dapat dihitung setelah
ditentukan faktor depresiasinya. Pada contoh diperkirakan hanya terjadi
pengotoran ringan. Jika lampu diperbaruhi setiap 2 tahun, d = 0,8, sehingga:
E = 1250 lux
A = 8 x 16 = 128 m2
d = 0,8
F armatur =
12000 lumen
ŋ = 0,59
N = 1250 x 128 : (12000 x 0,59 x 0,8) = 28,2.
Jumlah ini dapat dibagi menjadi atas 4 deret,
masing-masing dengan 7 armatur atau 3 deret dari 9 armatur. Cara penempatan
armatur tergantung pada kontruksi langit-langit ruang dan penempatan meja-meja
gambar. Luas A selalu dihitung dari ukuran bujur sangkar, termasuk jika
sebagaian dari ruangan digunakan untuk keperluan lain. Jika ruangan digunakan
keperluan lain dan tidak dapat diberi armatur maka armatur ditempat itu
ditiadakan.
Pada keadaan baru, intensitas penerangan di ruangan lebih tinggi, sekitar
1250/0,8 = 1562,5 lux. Hal ini berlaku, jika setiap tabung TL menghasilkan 3000
lumen dan flux cahaya yang dihasilkan sebuah tabung TL 40 W selama 100 jam nyala
pertama lebih besar dari 3000
lumen.
- Soal
latihan
a. Suatu ruangan dengan luas lantai 48m2 diberi
penerangan dengan 24 lampu TL 40 W. Masing-masing
lampu menghasilkan 2800 lumen. Efisiensi penerangannya 40% dan faktor
depresiasinya 0,7. Tentukan intensitas penerangan pada ruangan tersebut?
b. Ruangan kelas harus diberi penerangan dengan intensitas
penerangan 250 lux. Panjang ruangan 9 m, dan lebarnya 8 m dan tingginya 3,85 m.
Untuk penerangan digunakan armatur lampu TL2x40 W dengan flux cahaya spesifik
65 lumen/watt. Efisiensi penerangannya 50% dan faktor depresiasi 0,7. Tentukan
jumlah armatur yang diperlukan?
c. Sebuah ruangan gambar berukuran 15 x 6 x 3 m. Untuk
penerangannya digunakan lampu TL 2 x 65
W, masing-masing tabung TL memberi 3000 lumen dengan rp = 0, 7 rw = 0,5 dan
rm = 0,1 serta depresiasinya 0,8. Tentukan jumlah lampu yang
diperlukan?
