BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Satuan satuan Dalam teknik penerangan terdapat satuan-satuan yang biasa digunakan, antara lain: a. Satuan untuk intensitas cahaya (I v ) adalah kandela (cd) Intensitas cahaya adalah jumlah energy radiasi yang dipancarkan sebagai cahaya kesuatu jurusan tertentu. Menurut sejarah, sumber cahaya buatan adalah lilin (candela).candela dengan singkatan cd ini merupakan satuan Intensitas Cahaya (I v ) dari sebuah sumber yang memancarkan energi cahaya ke segala arah. b. Satuan untuk Flux Cahaya () adalah lumen (lm) Flux cahaya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya ialah seluruh jumlah cahaya yang dipancarkan dalam satuan detik. c. Satuan untuk Intensitas penerangan atau iluminasi (E) adalah lux (lx) Intensitas penerangan atau iluminansi di suatu bidang ialah flux cahaya yang jatuh pada 1 m 2 pada suatu bidang Iluminasi. Berikut adalah tabel besaran cahaya :

2 Tabel 2.1 : Besaran Cahaya 2.2. Standard dan kebutuhan pencahayaan Jenis keluarga lampu Selama ini jenis lampu menurut keluarga besarnya, dibagi menjadi 2 (dua) kelompok besar, yaitu Lampu Pijar (GLS) dan Lampu Pelepas Gas (LPG). Beberapa lampu inovasi baru seperti lampu logam halida (metal halide) juga termasuk dalam keluarga LPG. Upaya manusia untuk menghemat energy

3 lampu, menghasilkan jenis varian baru lampu LED. Lampu LED adalah lampu yang menyala akibat diode yang dialiri listrik. Aplikasi lampu LED sekarang telah merambah hampir mampu mengganti lampu GLS dan LPG. Penghematan yang didapatkan sangat signifikan rata-rata bisa lebih besar dari 40%. Cahaya yang dihasilkan pun lebih nyaman dan enak diterima mata, karena energi radiasi UV, infrared, dan panas sudah ditiadakan. Gambar di bawah ini menggambarkan keluarga lampu dari sejak ditemukan Thomas A. Edisson. Gambar 2.1 : Alur keluarga lampu Sedangkan karakteristik pada lampu dapat dikelompokan menjadi beberapa bagian besar diantaranya :

4 Tabel 2.2 : Karakteristik jenis lampu Lumen / Watt Indeks Jenis Lampu Penerapan Kisaran Rata-rata Perubahan cahaya Rumah, Restoran, Penerangan umum Lampu Pijar Baik sekali, Penerangan darurat Lapisan w.r.t Kantor, Pertokoan, Rumah sakit, Lampu Neon yang baik Rumah Lampu Neon Kompak (CFL) Sangat baik Hotel, Pertokoan, Rumah, Kantor Penerangan umum di pabrik, Garasi, Merkuri Tekanan Tinggi Cukup Tempat parker mobil, Penerangan (HPMV) berlebihan / sangat terang Peraga, Penerangan berlebihan, Lampu Halogen Baik sekali Area pameran, Area konstruksi Sodium Tekanan Tinggi Penerangan umum di pabrik, Cukup (HPSV) SON Gudang, Penerangan jalan Sodium Tekanan Rendah Jalan raya, Terowongan, Kanal, Buruk (HPSV) SOX Penerangan jalan Umur (jam) s.d s.d s.d s.d 12000

5 Pemilihan Lampu Lampu Flouresen dan lampu pelepasan gas lainnya yang mempunyai efikasi lebih tinggi, harus lebih banyak digunakan. Lampu pijar memiliki efikasi yang rendah sehingga penggunaannya dibatasi. Lampu Flouresen menurut jenis temperature warnanya serta cara pemakaiannya dijelaskan sebagai berikut : Warm White (Warna putih kekuning-kuningan) dengan temperature warna 3300 K Cool White (warna putih netral ) dengan temperature warna antara 3300K sampai dengan 5300K Daylight (warna putih) dengan temperature warna 5300K Dalam standar SNI, penggunaan temperature warna dari lampu Flouresen yang dianjurkan untuk Fungsi/jenis ruangan yang ada di perkantoran dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2.3 : Temperetur warna yang direkomendasikan untuk Perkantoran Fungsi / Jenis Ruangan Temperatur Warna Warm White Cool White Day Light Ruang Direktur Ruang Kerja Ruang Komputer Ruang Rapat Ruang Gambar

6 Tabel 2.4 : Fluks cahaya dan Efikasi lampu Flouresen No Type dan Daya Lampu (W) Fluks Cahaya (Lumen) Efikasi (lumen/watt) Tanpa rugi-rugi balast Efikasi (lumen/watt) dengan rugi-rugi ballast (konvensional) I Flouresen a Tabung Flouresen Warna Standar: Warna a Super (CRI 85) b Kompak Flouresen 2 pin 2 tabung: Tabung PL C

7 Tabel 2.4 : Fluks cahaya dan Efikasi lampu Flouresen (lanjutan) No Type dan Daya Lampu (W) Fluks Cahaya (Lumen) Efikasi (lumen/watt) Tanpa rugi-rugi balast Efikasi (lumen/watt) dengan rugi-rugi ballast (konvensional) c 2 Tabung/Flouresen kompak Komponen pencahayaan. a. Armature / Reflektor Elemen yang paling penting dalam perlengkapan cahaya, selain dari lampu, adalah reflector. Reflektor berdampak pada banyaknya cahaya lampu mencapai area yang diterangi dan juga pola distribusi cahayanya. Reflektor biasanya menyebar (dilapisi cat atau bubuk putih sebagai penutup) atau specular (dilapis atau seperti kaca). Tingkat pemantulan bahan reflektor dan bentuk reflektor berpengaruh langsung terhadap efektivitas dan efisiensi fitting. Reflektor konvensional yang menyebar memiliki tingkat pemantulan 70-80% apabila baru. Bahan yang lebih baru dengan daya pemantulan yang lebih tinggi atau semidifusi

8 memiliki daya pemantulan sebesar 85%. Pendifusi/Diffuser konvensional menyerap cahaya lebih banyak dan menyebarkannya daripada memantulkannya ke area yang dikehendaki. Lama kelamaan nilai daya pantul dapat berkurang disebabkan penumpukan debu dan kotoran dan perubahan warna menjadi kuning disebabkan oleh sinar UV. Reflektor specular lebih efektif dimana pemantul ini memaksimalkan optik dan daya pantul specular sehingga membiarkan pengontrolan cahaya yang lebih seksama dan jalan pintas yang lebih tajam. Dalam kondisi baru, lampu ini memiliki nilai pantul sekitar 85-96%. Nilai tersebut tidak berkurang seperti pada reflektor konvensional yang berkurang karena usia. Bahan yang umum digunakan adalah alumunium yang diberi perlakuan anoda (nilai pantul 85-90%) dan lapisan perak yang dilaminasikan ke bahan logam (nilai pantul 91-95%). Menambah (atau melapisi) alumunium dilakukan untuk mencapai nilai pantul lebih kurang 88-96%. Lampu harus tetap bersih agar efektif, reflektor optik kaca tidak boleh digunakan dalam peralatan yang terbuka di industri dimana peralatan tersebut mungkin akan terkena debu. b. Gear / Komponen pendukung Komponen pendukung yang digunakan dalam peralatan pencahayaan adalah sebagai berikut:

9 Balast Gambar 2.2 : Ballast Lampu Ballast pada dasarnya merupakan kumparan hambat (choke coil) yang berinti besi. Ballast pada lampu TL berfungsi: Memberikan pemasangan awal pada elektroda guna menyediakan elektron bebas dalam jumlah yang banyak Memberikan gelombang potensial yang cukup besar untuk mengadakan bunga api antara kedua elektrodanya Mencagah terjadinya peningkatan arus bunga api yang melebihi batas tertentu bagi setiap ukuran lampu. Disamping itu ballast berfungsi untuk mengurangi pengaruh perubahan gerakan sinar yang mengganggu (stroboscopic) dan mengurangi kerugian sampingan (auxiliary losses). Oleh karena itu setiap lampu TL selalu memiliki sebuah ballast yang direncanakan untuk daya, tegangan, dan frekuensi yang disesuaikan dengan lampu TLnya masing-masing. Jenis ballast terdiri dari :

10 1) Balast resistor. Pada kondisi kerja yang stabil, balast ini memerlukan pasokan tegangan dua kali lebih besar dari kebutuhan tegangan lampu. Hal ini berarti 50% daya listrik diboroskan oleh balast dan akhirnya penggunaannya menjadi tidak ekonomis. 2) Balast induktif atau choke. Balast induktif (choke) terdiri dari sejumlah lilitan kawat tembaga pada inti besi yang dilaminasi, bekerjanya dengan prinsip induktansi sendiri. Impedansi balast harus dipilih sesuai pasokan tegangan listrik, frekuensi, jenis dan tegangan lampu, agar arus lampu berada pada nilai yang tepat. Dengan kata lain, setiap jenis lampu mensyaratkan tegangan pada chokenya sendiri untuk memperoleh impedansi balast yang diinginkan. Keuntungan pemakaian balast ini sebagai berikut : Rugi daya cukup rendah dibandingkan jenis balast resistor. Sirkit lebih sederhana dimana balast dihubungkan seri dengan lampu. Kerugian pemakaian balast ini : Adanya ketinggalan fasa dari arus terhadap tegangan, sehingga diperlukan koreksi faktor daya. Arus awal cukup tinggi yaitu 1,5 kali lebih besar dari arus pengenal.

11 Peka terhadap fluktuasi tegangan (tegangan listrik naik turun, menyebabkan arus masuk ke lampu juga bervariasi). 3) Balast elektronik Balast ini bekerja pada sistem frekuensi tinggi (High Frequency = HF). Sistem balast elektronik terintegrasi dalam suatu kotak, dimana di dalamnya terdapat komponen - komponen elektronik yang terdiri dari beberapa blok, yaitu low pass filter, konverter AC/DC, generator HF dan pengendali lampu. Low pass filter, mempunyai 4 (empat) fungsi : Membatasi distorsi harmonik. Membatasi radio harmonik. Memproteksi komponen elektronik terhadap tegangan listrik yang tinggi. Membatasi arus "inrush". Konverter AC/DC, terdiri dari jembatan dioda yang berfungsi mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Konverter juga berisi buffer capacitor yang diperlukan oleh tegangan DC. Buffer capacitor menentukan bentuk arus lampu dan arus listrik. Generator HF, berfungsi menguatkan tegangan DC menjadi tegangan HF. Modulasi dalam suatu frekuensi tinggi dapat mengganggu kendali jarak jauh infra merah (remote control infra red) yang digunakan pada TV, Video, Audio, sistem transmisi dan komunikasi data. Oleh karena itu frekuensi operasi untuk lampu fluoresen HF tidak boleh lebih kecil

12 dari 18 khz dan tidak boleh lebih besar dari 36 khz. Pemilihan frekuensi kerja biasanya diambil 28 khz. Disamping standar balast HF, ada juga balast HF yang bisa diredupkan, yang kemungkinan dapat memberikan tambahan penghematan energi. Ignitors / Starter Gambar 2.3 : Starter lampu TL Starter pada lampu TL terdiri dari sebuah balon kaca kecil yang diisi dengan gas mulia. Di dalam balon terdapat dua elektroda dwi logam sebagai filamen. Jarak antara kedua elektroda tersebut diatur dengan jarak tertentu sehingga starternya akan menyala pada tegangan V. Starter berfungsi sebagai saklar penunda waktu (time delay switch) yang dihubungkan pararel dengan dua kaki lampu TL. Bila lampu TL dihubungkan pada jaringan tegangan PLN, maka dalam waktu singkat filamen starter terhubung (menyala) dan kemudian memutuskannya lagi kalau lampu TL telah menyala dengan stabil. Pada saat filamen terhubung, suatu arus besar akan mengalir dari jaringan listrik lewat ballast, kemudian ke elektroda lampu, starter dan kawat elektroda lainnya, untuk selanjutnya kembali menuju ke jaringan. Adanya

13 arus ini akan membuat elektroda-elektroda lampu berpijar dan mengeluarkan elektron-elektron. Sementara itu tegangan pada starter telah hilang, sehingga starternya padam dan menjadi dingin. Kedua elektroda dwi logam dalam starter akan lurus kembali dan memutuskan arus yang sedang mengalir. Karena adanya pemutusan tiba-tiba ini, dalam ballast akan dibangkitkan suatu gaya gerak listrik yang cukup tinggi. Tegangan kejut ini seri dengan tegangan jaringan. Bila dibangkitkan pada saat yang tepat, tegangan pada kedua filamen lampu TL akan cukup tinggi untuk menyalakan tabung dengan syarat filamen-filamennya sudah cukup panas. Pada siklus pertama tabung belum menyala maka peristiwa seperti yang diuraikan diatas akan terulang, sampai tabung menyala. Setelah lampu TL menyala, starternya akan pararel dengan lampu. Oleh karena tegangan menyala lampu lebih rendah dari pada tegangan starter, maka starternya akan tetap padam. Untuk mengurangi cetusan-cetusan pada elektroda di logam dapat dipasang sebuah kondensator kecil pararel dengan starter. Pemasangan kondensator tersebut juga dapat memperbaiki pemutusan arus dalam starter dan mengurangi timbulnya gangguan radio. Ada dua jenis Starter untuk lampu fluoresen, yaitu Glow switch starter dan Starter elektronik :

14 1) Glow Switch starter. Starter terdiri dari satu atau dua elektrode bimetal berada didalam tabung gelas yang tertutup berisi gas mulia. Starter dipasang paralel terhadap lampu sedemikian sehingga jika starter terhubung maka arus pemanas awal dapat melalui elektroda-elektroda lampu. Pada saat pembukaan kembali, arus melalui balast diinterupsi, yang menyebabkan tegangan puncak pada elektroda-elektroda cukup tinggi untuk menyalakan lampu. Tegangan puncak minimal yang dipersyaratkan adalah 800 V dan nilai rata-rata tegangan puncak antara 1000V dan 1200V. Jika elektroda lampu tidak cukup panas atau tegangan puncak tidak cukup tinggi, starter glow switch akan memulai lagi proses penyalaan sampai lampu menyala. Jika lampu tidak menyala (misalnya pada akhir umur lampu) starter akan terus berkedip sampai tegangan listrik putus atau sampai elektroda dari glow switch starter melekat bersama. Starter dilengkapi dengan kapasitor yang paralel dengan elektrode starter untuk mencegah interferensi radio. 2) Starter elektronik Bekerjanya starter elektronik sama seperti starter jenis glow switch starter. Switsing tidak berasal dari elektroda bimetal tetapi dari komponen elektronik di dalam balast. Sirkit elektronik dalam starter memberikan waktu pemanasan awal yang tepat (1,7 detik) untuk

15 elektroda lampu dan sesudah itu didapat tegangan pemanas yang tepat yang menjadikan penyalaan lampu secara optimum. Starter elektronik mempunyai sirkit integrasi yang membuat starter tidak bekerja setelah beberapa kali percobaan penyalaan yang tidak berhasil, maka hal ini disebut keadaan tanpa kedip ("Flicker free"). Starter elektronik juga mempunyai alat pendeteksi pemanasan lebih, yang memutuskan starter jika terlalu panas. Starter elektronik dapat memperpanjang umur lampu fluoresen hingga 25%. Umur dari starter fluoresen dinyatakan dalam jumlah kali penyalaan ("switches"). Pada saat ini glow switch starter mempunyai umur switches atau lebih, sedang starter elektronik mempunyai umur switches atau lebih. Kapasitor Gambar 2.4 : symbol dan macam-macam kapasitor kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari

16 muatan listrik. Pada rangkaian lampu, kapasitor digunakan untuk koreksi rugi-rugi balas. Ada dua jenis instalasi kapasitor untuk lampu fluoresen : 1) Kapasitor paralel kompensasi, digunakan untuk memperbaiki faktor daya, dan dipasang paralel terhadap jaringan listrik. Dalam hal terjadi kegagalan kapasitor yang dipasang paralel akibat sirkit terbuka atau hubung pendek, tidak mempengaruhi kinerja lampu. Pemeriksaan rutin disarankan untuk arus listrik dan faktor daya. 2) Kapasitor seri digunakan dalam rangkaian kapasitif atau sirkit ganda. Dalam hal kegagalan kapasitor yang dipasang seri, akan mempunyai pengaruh pada kinerja lampu.secara normal setiap instalasi lampu perlu di kompensasikan dengan kapasitans yang mempunyai nilai kapasitansi tertentu. Ada dua jenis kapasitor yang dipergunakan saat ini : 1) Jenis basah (wet). Kapasitor bentuk basah yang tersedia saat ini adalah jenis "Non PCB oil" yang dilengkapi dengan pemutus internal untuk menjaga bila terjadi kegagalan sehingga tidak mengakibatkan kapasitor menjadi pecah atau kebocoran minyak. 2) Jenis kering (dry). Kapasitor jenis kering yang tersedia saat ini adalah "kapasitor film metal". Kapasitor ini relatif baru digunakan dalam industri perlampuan dan belum tersedia dalam berbagai aplikasi. Kapasitor

17 Kabel kering tidak direkomendasikan pada pemakaian instalasi seri karena kerugian dayanya tinggi. Gambar 2.5 : kabel listrik Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator dan konduktor. Isolator di sini adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari bahan thermoplastik atau thermosetting, sedangkan konduktornya terbuat dari bahan tembaga ataupun aluminium. Kabel listrik berdasarkan tegangannya terdiri beberapa kategori, antara lain : Kabel listrik Tegangan Rendah, Kabel listrik Tegangan Menengah dan Kabel listrik Tegangan Tinggi. Kabel listrik terdiri dari beberapa macam, yaitu : Kabel NYA : kabel yang mempunyai isolasi berupa PVC, dengan inti tembaga tunggal yang pejal. Kabel NYA banyak digunakan dalam instalasi listrik perumahan, yang merupakan kabel udara dengan karakteristik tidak tahan terhadap panas. Untuk itu, pemasangan kabel

18 NYA harus dilindungi oleh pipa PVC atau pipa aluminium untuk mencegah terjadinya kerusakan fisik seperti keratin tikus, terbakar dan lain lain. Kabel NYM : kabel listrik tipe NYM memiliki keunggulan lebih baik daripada kabel NYA, dengan isolasi ganda dapat mencegah kerusakan dan berfungsi lebih baik. Namun harga kabel NYM cenderung lebih mahal dibanding dengan NYA. Kabel NYM berinti tembaga lebih dari satu, dapat dipasang di dalam rumah maupun diluar rumah. Kabel NYY : kabel listrik jenis NYY ini merupakan kabel luar dan juga kabel bawah tanah yang tahan terhadap air, keratin tikus dan kerusakan fisik lainnya. Dengan isolasi dari plastik yang kuat dan berwarna hitam, memiliki inti satu atau lebih. Kabel NYY sangat bagus digunakan untuk unstalasi dalam tanah Sistem pencahayaan Sistem pencahayaan dapat dikelompokkan menjadi : a. Sistem pencahayaan merata. Sistem ini memberikan tingkat pencahayaan yang merata di seluruh ruangan,digunakan jika tugas visual yang dilakukan di seluruh tempat dalam ruanganmemerlukan tingkat pencahayaan yang sama.tingkat pencahayaan yang merata diperoleh dengan memasang armatur secaramerata langsung maupun tidak langsung di seluruh langit-langit.

19 b. Sistem pencahayaan setempat. Sistem ini memberikan tingkat pencahayaan pada bidang kerja yang tidak merata.ditempat yang diperlukan untuk melakukan tugas visual yang memerlukan tingkat pencahayaan yang tinggi, diberikan cahaya yang lebih banyak dibandingkan dengansekitarnya.hal ini diperoleh dengan mengkonsentrasikan penempatan armatur padalangit-langit di atas tempat tersebut. c. Sistem pencahayaan gabungan merata dan setempat. Sistem pencahayaan gabungan didapatkan dengan menambah sistem pencahayaansetempat pada sistem pencahayaan merata, dengan armatur yang dipasang di dekattugas visual. Sistem pencahayaan gabungan dianjurkan digunakan untuk : Tugas visual yang memerlukan tingkat pencahayaan yang tinggi. Memperlihatkan bentuk dan tekstur yang memerlukan cahaya datang dari arah tertentu. Pencahayaan merata terhalang, sehingga tidak dapat sampai pada tempat yang terhalang tersebut. Tingkat pencahayaan yang lebih tinggi diperlukan untuk orang tua atau yangkemampuan penglihatannya sudah berkurang Kualitas pencahayaan Kualitas pencahayaan dapat dikelompokan menjadi beberapa bagian diantaranya:

20 a. Brightness distribution Menunjukkan jangkauan luminansi (suatu ukuran untuk terang suatu benda) dalam daerah penglihatan. Suatu ratio kontras yang tinggi diinginkan untuk penerimaan detail, tetapi penerimaan yang berlebihan dari luminansi dapat menyebabkan timbulnya masalah. Mata menerima cahaya utama yang sangat terang sehingga mata menjadi sulit untuk memeriksa dengan cermat obyekobyek yang lebih gelap dalam suatu daerah terang. b. Glare (Silau) Cahaya yang berlebihan mencapai mata akan menyebabkan silau, dalam hal ini ada dua kategori: Cahaya menyilaukan yang tidak menyenangkan (Disamfort Glare). Cahaya ini dapat meningkatkan kelelahan dan menyebabkan sakit kepala. Silau yang menggangu (Disabbility Glare) Cahaya ini menggangu penglihatan dengan adanya penghamburan cahaya dalam lensa mata c. Shadows (Bayang-bayang) Bayang bayang yang tajam adalah akibat dari sumber cahaya buatan (artificial) yang kecil atau dari cahaya langsung matahari. Keduanya dapat mengakibatkan ratio terang yang berlebihan dalam jangkauan penglihatan, detil-detil penting yang tidak begitu jelas 2.5. Dasar Instalasi Listrik Prinsip-prinsip dasar instalsi listrik yang harus menjadi pertimbangan agar instalasi yang dipasang dapat dilakukan secara optimum adalah

21 keandalan,ketercapaian, ketersediaan, keindahan, faktor keamanan dan ekonomis. a. Keandalan Andal secara mekanik dan listrik (instalasi bekerja pada nilai nominal tanpa menimbulkan kerusakan) keandalan juga menyangkut ketepatan. Ketepatan pengaman untuk menanggapi jika terjadi gangguan. Untuk pemasangan instalasi penerangan yang pada suhunya diatas suhu normal adalah lebih andal jika digunakan kabel berisolasi karet silicon dibandingkan dengan isolasi PVC b. Ketercapaian Suatu instalasi yang dipasang harus bisa dioperasikan dengan normal, pemasangan saklar diletakkan 1,2m dari lantai. Posisi panel tidak terhalagi oleh benda-benda yang mengganggu di hadapannya. c. Ketersediaan Suatu Instalasi harus siap untuk menghadapi perluasan-perluasan atau penambahan- penambahan yang sewaktu-waktu diperlukan, maka didalam instalasi (di dalam panel bagi) harus disediakan ataupun tersedia peralatan pengaman yang belum terhubung dengan beban. d. Keindahan Kerapian pemasangan instalasi listrik harus disesuaikan dengan peraturan yang berlaku. Contoh : Pemasangan beberapa pipa pada permukaan tembok tampak lebih indah jika dilakukan oleh orang-orang yang terlatih, pemasangan pipa dengan mengunakan clamp.

22 e. Faktor Keamanan Faktor keamanan adalah aman secara elektrik atau listrik untuk manusia, ternak,dan barang-barang lainnya. Contoh: Stop kontak yang dipasang yang akan dipakai anak-anak jika terpaksa dipasang 30 cm diatas lantai harus menggunakan stop kontak yang aman secara mekanis (tertutup) atau metode pengoperasian ditekan kedua-duanya dan diputar. f. Ekonomis Biaya untuk pemasangan instalasi harus sehemat mungkin karena biaya besar tidak menjamin mutu suatu instalasi. Contoh: Jika arus yang akan melalui penghantar diperkirakan 15 A, kabel yang akan dipasang adalah NYA 2.5 mm2,instalasi tersebut bisa saja dipasang penghantar NYA 6 mm2. tetapi secara ekonomis tidak menguntungkan Kriteria perancangan a. Perhitungan Tingkat Pencahayaan - Tingkat Pencahayaaan Rata-rata (E rata-rata ). Tingkat pencahayaan pada suatu ruangan pada umumnya didefinisikan sebagai tingkat pencahayaan rata-rata pada bidang kerja. Yang dimaksud dengan bidang kerja ialah bidang horisontal imajiner yang terletak 0,75 meter di atas lantai pada seluruh ruangan. Tingkat pencahayaan rata-rata E rata-rata (lux), dapat dihitung dengan persamaan :

23 E rata-rata =.. (2.1) dimana : F total = Fluks luminus total dari semua lampu yang menerangi bidang kerja (lumen) A = luas bidang kerja (m 2 ). k p = koefisien penggunaan. k d = koefisien depresiasi (penyusutan). - Koefisien Penggunaan (k p ). Sebagian dari cahaya yang dipancarkan oleh lampu diserap oleh armatur, sebagian dipancarkan ke arah atas dan sebagian lagi dipancarkan ke arah bawah. Faktor penggunaan didefinisikan sebagai perbandingan antara fluks luminus yang sampai di bidang kerja terhadap keluaran cahaya yang dipancarkan oleh semua lampu. Besarnya koefisien penggunaan dipengaruhi oleh faktor : 1. Distribusi intensitas cahaya dari armatur. 2. Perbandingan antara keluaran cahaya dari armatur dengan keluaran cahaya dari lampu di dalam armatur. 3. Reflektansi cahaya dari langit-langit, dinding dan lantai. 4. Pemasangan armatur apakah menempel atau digantung pada langit-langit, 5. Dimensi ruangan. Besarnya koefisien penggunaan untuk sebuah armatur diberikan dalam bentuk tabel yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat armatur yang berdasarkan hasil

24 pengujian dari instansi terkait. Merupakan suatu keharusa n dari pembuat armatur untuk memberikan tabel k p, karena tanpa tabel ini perancangan pencahayaan yang menggunakan armatur tersebut tidak dapat dilakukan dengan baik. - Koefisien Depresiasi (penyusutan) (k d ). Koefisien depresiasi atau sering disebut juga koefisien rugi-rugi cahaya atau koefisien pemeliharaan, didefinisikan sebagai perbandingan antara tingkat pencahayaan setelah jangka waktu tertentu dari instalasi pencahayaan digunakan terhadap tingkat pencahayaan pada waktu instalasi baru. Besarnya koefisien depresiasi dipengaruhi oleh : 1. Kebersihan dari lampu dan armatur. 2. Kebersihan dari permukaan-permukaan ruangan. 3. Penurunan keluaran cahaya lampu selama waktu penggunaan. 4. Penurunan keluaran cahaya lampu karena penurunan tegangan listrik. Besarnya koefisien depresiasi biasanya ditentukan berdasarkan estimasi. Untuk ruangan dan armatur dengan pemeliharaan yang baik pada umumnya koefisien depresiasi diambil sebesar 0,8. - Jumlah armatur yang diperlukan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan tertentu.

25 Untuk menghitung jumlah armatur, terlebih dahulu dihitung fluks luminus total yang diperlukan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan yang direncanakan, dengan menggunakan persamaan : F Total =. (2.2) Kemudian jumlah armature dihitung dengan : N Total =. (2.3) Dimana : F 1 n = Fluks luminous satu buah lampu. = Jumlah lampu dalam satu armature. - Tingkat pencahayaan oleh komponen cahaya langsung. Tingkat pencahayaan oleh komponen cahaya langsung pada suatu titik pada bidang kerja dari sebuah sumber cahaya yang dapat dianggap sebagai sumber cahaya titik, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut : Ep = (2.4)

26 Dimana : I = intensitas cahaya pada sudut (candela) h = tinggi armature diatas bidang kerja (meter) Gambar 2.6 : Titik P menerima komponen langsung dari sumber cahaya titik. Jika terdapat beberapa armatur, maka tingkat pencahayaan tersebut merupakan penjumlahan dari tingkat pencahayaan yang diakibatkan oleh masing-masing armature dan dinyatakan sebagai berikut : Etotal = Ep1+ Ep2+ Ep3+ (lux) (2.5) b. Kebutuhan Daya Daya listrik yang dibutuhkan untuk mendapatkan tingkat pencahayaan ratarata tertentu pada bidang kerja dapat dihitung mulai dengan persamaan (2.2) yang digunakan untuk menghitung armatur. Setelah itu dihitung jumlah lampu yang dibutuhkan dengan persamaan:

27 N Lampu = N Armatur x n.(2.6) Daya yang dibutuhkan untuk semua armatur dapat dihitung dengan persamaan: W Total = N Lampu x W 1. (2.7) dimana : W 1 = daya setiap lampu termasuk Balast (Watt), Dengan membagi daya total dengan luas bidang kerja, didapatkan kepadatan daya (Watt/m 2 ) yang dibutuhkan untuk sistem pencahayaan tersebut. Kepadatan daya ini kemudian dapat dibandingkan dengan kepadatan daya maksimum yang direkomendasikan dalam usaha konservasi energi, misalnya untuk ruangan kantor 15Watt/m 2. Tabel 2.5 : Daya Listrik Maksimum untuk Pencahayaan yang Diijinkan Daya Pencahayaan (Watt/m2) Jenis Ruangan Bangunan (termasuk rugi-rugi balast) Ruang kantor 15 Lobby 10 Tangga 10 Ruang parkir 5 Ruang perkumpulan 20 Industri 20

28 Untuk konsumsi daya listrik lampu jenis Flouresen dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2.6 : Konsumsi daya listrik lampu Konsumsi Daya Jenis Lampu Daya (W) Konvensional Balast (W) Low Cost Balast (W) Electronic ballast (W) Tabung Flouresen Dua tabung Flouresen kompak 2 pin/4 pin non integrated , ,

29 Tabel 2.6 : Konsumsi daya listrik lampu (lanjutan) Konsumsi Daya Jenis Lampu Daya (W) Konvensional Balast (W) Low Cost Balast (W) Electronic ballast (W) Empat tabung Flouresen kompak Electronic Integrated Dua tabung Flouresen kompak Integrated

30 2.7. Perencanaan dan perhitungan a. Prosedur perhitungan dan optimasi pemakaian daya listrik Prosedur umum perhitungan besamya pemakaian daya listrik untuk sistem pencahayaan buatan dalam rangka penghematan energi sebagai berikut : tentukan tingkat pencahayaan rata-rata (lux) sesuai dengan fungsi ruangan. tentukan sumber cahaya (jenis lampu) yang paling efisien (efikasi tinggi) sesuai dengan penggunaan termasuk renderasi warnanya. tentukan armatur yang efisien. tentukan tata letak armatur dan pemilihan jenis, bahan, dan warna permukaan ruangan (dinding, lantai, langit-langit). hitung jumlah Fluks luminus (lumen) dan jumlah lampu yang diperlukan. tentukan jenis pencahayaan, merata atau setempat. hitung jumlah daya terpasang dan periksa apakah daya terpasang per meter persegi tidak melampaui angka maksimum yang telah ditentukan. rancang sistem pengelompokan penyalaan sesuai dengan letak lubang cahaya yang dapat dimasuki cahaya alami siang hari. rancang sistem, pengendalian penyalaan yang dapat menyesuaikan atau memanfaatkan pencahayaan alami secara maksimal yang masuk ke dalam ruangan.

31 Gambar 2.7 : Prosedur perencanaan teknis sistem pencahayaan buatan

32 b. Pemeliharaan Lampu Pemeliharaan lampu bertujuan untuk : - Menjaga tingkat luminans pada atau di atas nilai yang direkomendasikan. - Mengurangi biaya modal dan operasi. - Menjamin bahwa instalasinya sendiri dan interior umumnya mempunyai penampilan yang memuaskan. Berikut contoh perhitungan perencanaan lampu : - Contoh 1 : Jenis aktivitas perkantoran ruang kerja Data : Luas area Panjang Lebar = 100 m2 = 10 m = 10 m Tinggi langit-langit = 2,8 m Bidang kerja = 0,8 m Ditentukan : Illuminans rata-rata = 350 lux Jenis luminer terbenam dengan louvre dengan lampu flouresent (TL) Jenis lampu TL 2 x 36 W Fluks luminous lampu 2 x lumen Reflektansi langit = 0,8 Reflektansi dinding = 0,5 Reflektansi lantai = 0,3

33 Dihitung : Indeks ruang = Koefisien penggunaan (K p ) = 0,67 Koefisien depresiasi (K d ) = 0,7 Jumlah luminer (N) = Konfigurasi konfigurasi = 5 x 3 Daya / m2 = Kondisi baru : K d = 1 d N = - Contoh 2: Ditentukan : Illuminans rata-rata = 350 lux Jenis lampu TL/ super Jenis lampu TL 2 x 36 W Fluks luminous lampu 2 x lumen Reflektansi langit = 0,8 Reflektansi dinding = 0,5 Reflektansi lantai = 0,3 Dihitung : Indeks ruang =

34 Koefisien penggunaan (K p ) = 0,67 Koefisien depresiasi (K d ) = 0,7 Jumlah luminer (N) = Konfigurasi konfigurasi = 4 x 3 Daya / m2 = Kondisi baru : K d = 1 d N = Daya/m2 = = - Contoh 3: Ditentukan : Illuminans rata-rata = 500 lux Jenis luminer terbenam dengan louvre dengan lampu flouresent (TL) Jenis lampu TL 2 x 36 W Fluks luminous lampu 2 x lumen Reflektansi langit = 0,8 Reflektansi dinding = 0,5 Reflektansi lantai = 0,3 Dihitung : Indeks ruang =

35 Koefisien penggunaan (K p ) = 0,67 Koefisien depresiasi (K d ) = 0,7 Jumlah luminer (N) = Konfigurasi konfigurasi = 7 x 3 Daya / m2 = Kondisi baru : K d = 1 d N = Daya / m2 = - Contoh 4: Ditentukan : Illuminans rata-rata = 500 lux Jenis luminer terbenam dengan louvre dengan lampu flouresent (TL) Jenis lampu TL 2 x 36 W - super Fluks luminous lampu 2 x 3100 lumen Reflektansi langit = 0,8 Reflektansi dinding = 0,5 Reflektansi lantai = 0,3 Dihitung : Indeks ruang =

36 Koefisien penggunaan (K p ) = 0,67 Koefisien depresiasi (K d ) = 0,7 Jumlah luminer (N) = Konfigurasi konfigurasi = 6 x 3 Daya / m2 = Kondisi baru : K d = 1 d N = Daya / m2 = 2.8. Penentuan Intensitas Penerangan Metode pengukuran Pengukuran intensitas penerangan ini memakai alat luxmeter yang hasilnya dapat langsung dibaca.alat ini mengubah energi cahaya menjadi energi listrik, kemudian energi listrik dalam bentuk arus digunakan untuk menggerakkan jarum skala.untuk alat digital, energi listrik diubah menjadi angka yang dapat dibaca pada layar monitor Penentuan titik pengukuran Penerangan setempat yaitu obyek kerja, berupa meja kerja maupun peralatan. Bila merupakan meja kerja, pengukuran dapat dilakukan di atas meja yang ada.

37 Penerangan umum yatu titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan pada setiap jarak tertentu setinggi satu meter dari lantai. Jarak tertentu tersebut dibedakan berdasarkan luas ruangan sebagai berikut: a. Luas ruangan kurang dari 10 meter persegi. titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan adalah pada jarak setiap 1(satu) meter. Contoh denah pengukuran intensitas penerangan umum untuk luas ruangan kurang dari 10 meter persegi seperti gambar berikut : Gambar 2.8 : Penentuan titik pengukuran penerangan umum dengan luas kurang dari 10 m 2 b. Luas ruangan antara 10 meter persegi sampai 100 meter persegi. titik potong garis horizontal panjang dan lebar ruangan adalah pada jarak setiap 3 (tiga) meter. Contoh denah pengukuran intensitas penerangan umum untuk luas ruangan antara 10 meter sampai 100 meter persegi seperti berikut :

38 Gambar 2.9 : Penentuan titik pengukuran penerangan umum dengan luas antara 10 m m 2 c. Luas ruangan lebih dari 100 meter persegi titik potong horizontal panjang dan lebar ruangan adalah pada jarak 6 meter.contoh denah pengukuran intensitas penerangan umum untuk ruangan dengan luas lebih dari 100 meter persegi gambar berikut : Gambar 2.10 : Penentuan titik pengukuran penerangan umum dengan luas lebih dari 100 m 2

39 Persyaratan pengukuran - Ruangan dalam keadaan sesuai dengan kondisi tempat pekerjaan dilakukan. - Lampu ruangan dalam keadaan dinyalakan sesuai dengan kondisi pekerjaan Tata cara - Hidupkan luxmeter yang telah dikalibrasi dengan membuka penutup sensor. - Bawa alat ke tempat titik pengukuran yang telah ditentukan, baik pengukuran untuk intensitas penerangan setempat atau umum. - Baca hasil pengukuran pada layar monitor setelah menunggu beberapa saat sehingga didapat nilai angka yang stabil. - Catat hasil pengukuran pada lembar hasil pencatatan untuk intensitas penerangan setempat, dan untuk intensitas penerangan umum. - Matikan luxmeter setelah selesai dilakukan pengukuran intensitas penerangan.

40