Perhitungan Jumlah Lampu Berdasarkan Kebutuhan Intensitas Penerangan Pada Suatu Ruangan,

⇰  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 :  F_o                                                    

Karena fluxi yang mencapai bidang kerja adalah F = E x A, 

maka rumus diatas dapat ditulis menjadi:

ŋ =   ( E x A ) :  F_o                                                                                            

F_o   = ( 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:
F_o = (E x A)  : ŋ         
Maka untuk keadaan baru, berlaku rumus: 
F_o = (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 = F_o  : F lampu 
N = (E x A)  : (F lampu x ŋ x d), 
atau
N =  F_o   : 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:

r_p = 0,5                  r_w = 0,3            dan r_m = 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, r_p, r_w dan r_m. 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:

     F_o = (E x A)  : ŋ    (untuk keadaan baru)

     atau

     F_o = (E x A)  : (ŋ x d)  untuk keadaan terpakai

    Jumlah lampu atau armatur n yang diperlukan dapat juga ditentukan langsung dari:

 N = F_o   : F lampu 

 N = (E x A) : (F lampu x ŋ x d)   

atau

 N =  F_o  : 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.  

 

5. 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  r_p = 0, 7 r_w = 0,5 dan r_m = 0,1 serta depresiasinya 0,8. Tentukan jumlah lampu yang diperlukan?