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.