CAHAYA ALAMI DAN PERHITUNGAN BAB IV
Februari 2013
1
SUMBER CAHAYA ALAMI •
•
•
•
Pencahayaan alam merupakan sumber cahaya yang unik karena perubahan speKtrum dan distribusi cahayanya. Pencahayaannya Pencahayaannya dapat memberikan memberikan kepuasan bagi mahluk yang diteranginya. Saat ini sangat penting untuk memasukkan cahaya alami dalam setiap ruang karena dampak positif bagi ruang yang dimasuki cahaya matahari, meskipun tidak direncanakan sebagai sumber cahaya. Sumber-sumber cahaya alami antara lain: Matahari, Langit, Tanah, dan lainnya Februari 2013
2
SUMBER CAHAYA ALAMI •
•
•
•
Pencahayaan alam merupakan sumber cahaya yang unik karena perubahan speKtrum dan distribusi cahayanya. Pencahayaannya Pencahayaannya dapat memberikan memberikan kepuasan bagi mahluk yang diteranginya. Saat ini sangat penting untuk memasukkan cahaya alami dalam setiap ruang karena dampak positif bagi ruang yang dimasuki cahaya matahari, meskipun tidak direncanakan sebagai sumber cahaya. Sumber-sumber cahaya alami antara lain: Matahari, Langit, Tanah, dan lainnya Februari 2013
2
•
•
•
•
•
Cahaya matahari adalah elemen yang sangat kritikal terhadap segala bentuk kehidupan. Lampu dengan spektrum luas merupakan perkiraan/contoh terdekat dari ketersediaan matahari. Lampu dengan spektrum yang luas dan cahaya matahari menghasilkan panjang gelombang yang dapat mematikan sejumlah bakteri, jamur, yeasts, yeasts, dan virus. Cahaya matahari alami membuat orang-orang merasa lebih baik dari pada yang dirasakan dengan lampu buatan. Semakin banyak cahaya alami diterima, semakin baik dan menyenangkan kinerja seseorang. Februari 2013
3
•
•
•
Terdapat perbedaan statistik yang besar pada sejumlah orang di sebuah ruang yang disinari oleh lampu fluorescent cool white dibandingkan dengan ruang yang disinari dengan lampu dengan spectrum luas. Orang-orang tersebut yang dibawa dari luar ruang ke dalam ruang dengan pencahayaan cool white cenderung menjadi kurang hidup atau lesu. Mereka tidak memperlihatkan perubahan ketika dibawa dari luar ruang ke dalam ruang dengan pencahayaan ber-spektrum luas. Ketepatan visual dan kewaspadaan lebih baik di dalam ruang dengan pencahayaan berspektrum luas dari pada ruang dengan pencahayaan cool white. Februari 2013
4
Penggunaan Cahaya Alami Penggunaan cahaya alami merupakan elemen penting dalam desain (bangunan) berkelanjutan, dengan beberapa alasan: Estetika: cahaya alam dapat memberikan kenyamanan visual dan memberikan karakteristik yang dinamis . Kualitas warna (cahaya): mempunyai renderasi warna yang sangat baik Hemat energi: melepaskan ketergantungan pada tenaga listrik Manfaat bagi penghuni bangunan /gedung dalam hal: kesehatan, kinerja, dan lain-lain. •
•
•
•
Februari 2013
5
Februari 2013
6
Keuntungan Penggunaan Cahaya Alami Pencahayaan alami bila didesain dengan tepat akan memberikan manfaat yang sangat besar, seperti: peningkatan lingkungan visual, o potensi peningkatan kepuasan dan o produktivitas pekerja, kemungkinan peningkatan kualitas irama o jantung karena paparan tingkat luminansi yang lebih tinggi, dan penghematan energi o
Februari 2013
7
•
Cahaya alami yang masuk ke dalam ruang dan digunakan sebagai sumber cahaya dalam ruangan tersebut tergantung pada: Disain bukaan dari bangunan (jendela, o skylight, clerestory ), dan mekanisme kontrol masuknya cahaya alami (louver, kaca yang menyerap cahaya, blinds, dsb), o Perlakuan permukaan ruang dan unsurunsur lain (other features) di dalam ruang.
Februari 2013
8
Skylight Jendela
Light selves
Roof monitor
Clerestory
Februari 2013
9
SISTEM PENGENDALI CAHAYA Material dan system penghalang (shading) yang digunakan dalam pencahayaan alami dikarakteristikkan kedalam beberapa properties a.l.: transmisi, absorbsi, refleksi, difusi,refraksi, dan biaya. Material /Bahan Transparan (Tingkat Transmisi Tinggi dan Rendah). Bahan ini meneruskan cahaya tanpa merubah arah dan warnanya, Bahan Difusi. Jumlah difusi dalam material /bahan bervariasi dalam tingkat yang luas, tergantung bahan dan perlakuan permukaannya. Biasanya tingkat transmisi dan luminansi menurun begitu tingkat difusi meningkat. Beberapa material /bahan sebagai elemen kontrol: Bahan Dengan Tingkat Refleksi Tinggi dan Tingkat Transmisi rendah, Shade dan Drapery, Louver, Landscaping, Elemen Refleksi Eksterior dan Interior, serta bahan Superglazing •
•
•
Februari 2013
10
Sistem Pengendali Cahaya Alami di Luar Ruang Overhangs
L
H *
Louver
Fins
Februari 2013
11
Sistem Pengendali Cahaya Alami di Dalam Ruang Integrasi cahaya buatan dengan cahaya alami dengan menggunakan sistem pengendali listrik atau elektronik : – Switch Manual – Dimming Manual – Sensor dengan on/off – Sensor dengan dimming
Februari 2013
12
Ketersediaan Cahaya Alami •
•
Faktor cuaca pada lokasi sangat mempengaruhi ketersediaan cahaya alami yang disebabkan oleh jumlah awan yang menutupinya, dan kondisi cuaca. Statistik cuaca telah mengidentifikasi kondisi sebagai berikut: Langit cerah (clear sky ): hanya ditutupi oleh 0 o – 30% awan. Langit berawan (overcast sky ): hampir o seluruhnya (70 – 100%) ditutup awan Langit berawan sebagian ( partly cloudy sky ): o berada diantara kedua kondisi di atas. Februari 2013
13
Februari 2013
14
Februari 2013
15
Untuk menggunakan cahaya alami sebagai sumber cahaya di dalam ruang secara efektif, perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: Factor manusia, termasuk factor fisiologi, persepsi, pengalaman, dan perilaku; Dampak cahaya matahari pada semua material, termasuk furniture, karya seni, dan tanaman; Kontrol terhadap sinar matahari langsung, dan sinar matahari yang menyebar merata (diffuse); Dampak pada lingkungan sekitar (termasuk gedung), pertamanan (landscaping); Integrasi dalam system pencahayaan di dalam gedung/bangunan, termasuk system elektrikal, bukaan, dsb. •
•
•
•
•
Februari 2013
16
Dampak Cahaya Alami pada Manusia •
•
•
•
Sangat penting untuk diperhatikan bahwa berdasarkan fungsinya, keperluan pandangan (view ) and masuknya cahaya matahari sebagai sumber cahaya adalah dua hal yang perlu dibedakan. Meskipun istilah ‘view ’ dan cahaya alami seringkali dipertukarkan, fungsi jendela sebagai tempat untuk melihat keluar sangat berbeda fungsinya dengan jendela sebagai sumber cahaya ke dalam ruang. Disarankan untuk keperluan pekerjaan, jendela hendaknya dibuat sekurang-kurangnya 20 % dari luas dinding. Penggunaan kaca buram dapat dipakai untuk mengurangi silau dan panas yang masuk dari jendela. Februari 2013
17
•
•
•
•
•
Sistem pencahayaan alami dapat menghasilkan silau yang tidak menyenangkan. Sistem pencahayaan buatan (electrical lighting system) di dalam gedung perlu ditingkatkan untuk mengimbanginya dan mengurangi silau yang dihasilkan oleh sinar matahari. Venetian blinds dan tirai merupakan alat yang selalu digunakan untuk mengatur besarnya sinar matahari yang masuk ke dalam ruang. Alat ini dapat menurunkan tingkat pencahayaan di dalam ruang secara drastis. Tirai tidak perlu terlalu sering diatur karena mereka sudah mempunyai posisi yang diinginkan yang sangat tergantung pada orientasi tampak muka bangunan dan musim yang terdapat dalam satu tahun. Februari 2013
18
Dampak Cahaya Alami pada Isi Bangunan •
•
•
Cahaya alami mempunyai peran khusus dalam hal merusak material dan karya seni karena intensitasnya yang tinggi dibanding dengan cahaya buatan. Cahaya alami dalam semua frekwensi (bukan hanya dalam spetrum UV) memberikan kontribusi terhadap memudarkan, memutihkan dan merusak material. Namun UV sangat dikenal secara aktif dalam proses perusakan tersebut. Cahaya alami yang tidak tersaring (unfiltered daylight ) mempunyai radiasi UV 10 kali lebih banyak dibandingkan dengan cahaya buatan per lumennya.
Februari 2013
19
Dampak Cahaya Alami pada Tanaman •
•
•
•
Cahaya alami menyediakan semua spectrum yang dibutuhkan oleh tanaman dalam rangka menjaga kelangsungan hidupnya. Juga menyediakan energi yang dibutuhkan tanaman dalam mengubah carbon dioksida dan zat cair (dalam tanaman) yang mengandung chlorophyl menjadi karbohidrat yang dikenal sebagai proses photosynthesis. Cahaya juga penting untuk membentuk zat warna tanaman seperti chlorophyll, carotenoids, xanthophylls, dll. Selanjutnya, cahaya sangat efektif dalam mengatur jam biologis dan memodifikasi berbagai faktor seperti: ukuran dan bentuk tanaman, daun, warna, dsb. Februari 2013
20
DESAIN GEDUNG DENGAN PENCAHAYAAN ALAMI •
•
•
•
Bukaan pada dinding untuk masuknya cahaya alami harus dipertimbangkan dalam kaitannya dengan ekonomi bangunan, komposisi arsitektur, pengaturan panas, ventilasi, akustik, dan berbagai factor disain lainnya. Walau jendela didesain semata untuk mendapatkan pencahayaan saja, dampak cahaya alami tetap harus diperhatikan dalam hal mengatasi masalah silau dan panas yang masuk. Disain pencahayaan alami yang efektif memerlukan perhatian terhadap interaksi antar system di dalam gedung/bangunan. Adalah sangat penting bahwa perubahan cahaya alami yang terus menerus menjadi pertimbangan. Tidak ada kondisi tunggal yang dapat menjadi dasar dalam mendisain pencahayaan alami dalam gedung. Februari 2013
21
INOVASI PENCAHAYAAN ALAMI •
•
•
•
•
•
Cerobong Cahaya (Shaft ). Diperlukan dinding lubang yang sangat memantul, semakin banyak dinding yang memantul, semakin banyak cahaya yang yang akan dipancarkan; Tabung Cahaya (Tubular Skylight ). Jumlah cahaya tergantung dari diameter tabung. Penyaluran Cahaya. Menggunakan cermin dan lensa untuk menyalurkan cahaya matahari melalui bangunan Serat Optik (Pipa Cahaya). Menggunakan system pemantulan internal System Prismatik. Prisma kaca ditempatkan di atas jendela untuk merefraksi cahaya ke atas plafond seperti light shelves. Lantai Kaca. Pada umumnya menggunakan glass block , dan karena sifatnya yang mudah pecah sebaiknya digunakan dalam ukuran kecil-kecil. Februari 2013
22
KONTROL SILAU •
•
•
Kontrol terhadap silau merupakan hal terpenting yang menjadi pertimbangan dalam disain pencahayaan alami, karena intensitas cahayanya (terutama pada cahaya langsung), dan karena perbedaan tingkat iluminansi dalam gedung akibat masuknya sinar. Karena intensitasnya, silau baik langsung maupun tak langsung menimbulkan masalah serius. Desain harus dikembangkan seakan-akan cahaya alami tidak diperhitungkan. Sumber yang memantulkan cahaya juga harus diidentifikasi dan dihilangkan atau sekurang-kurangnya dikurangi daya pantulnya sebanyak mungkin. Februari 2013
23
•
•
•
Silau meningkat dengan cepat akibat melihat secara langsung bagian atas dari langit. Hal ini dapat dihindari dengan membatasi tinggi jendela diatas meja kerja dengan membatasi bagian atas jendela dari pandangan, atau dengan membuat bukaan /jendela cukup tinggi dari pandangan mata normal. Silau juga dapat dikurangi dengan menggunakan warna ringan pada bidang interior, meskipun hal ini juga menjadi masalah pada area di hadapan jendela yang biasanya mempunyai tingkat luminansi lebih tinggi. Februari 2013
24
EVALUASI DESAIN Untuk mengevaluasi disain perlu diperhatikan hal-hal antara lain: Apakah cahaya alami akan jatuh pada area yang harusnya tidak mendapat cahaya alami (area yang tidak dikehendaki banyak cahaya), dan masalah ini dapat diselesaikan dengan merubah letak bukaan atau dengan menyediakan alat pengatur ; Apakah silau langit akan menjadi masalah, dan buat pengaturan dalam disain untuk mengontrol silau, atau gunakan alat pengatur; Evaluasi kinerja cahaya alami yang berkombinasi dengan cahaya buatan, termasuk pola sinar matahari yang masuk di dalam ruang. •
•
•
Februari 2013
25
KENDALA DALAM DESAIN PENCAHAYAAN ALAMI Adalah sangat penting bahwa disain di teliti pada titik kritis ketika cahaya matahari masuk secara langsung, misalnya pada ruang-ruang di area-area yang menghadap Barat dan Timur. Kendala dalam mendisain pencahayaan alami: memerlukan data cahaya dan sinar matahari; memerlukan metode integrasi cahaya alami dan cahaya buatan /listrik; memerlukan pemahaman /pengertian yang lebih baik tentang siapa yang bertanggung jawab mendisain pencahayaan alami, apakah arsitek, ahli struktur, disainer pencahayaan, konsultan, atau kombinasi semuanya. • •
•
Februari 2013
26
PERHITUNGAN PENCAHAYAAN BUATAN Perhitungan iluminansi didasarkan pada tingkat iluminansi pada suatu titik di sebuah bidang horisontal atau bidang vertical. Tingkat iluminansi rata-rata di sebuah bidang horizontal di dapat dengan menggunakan rumus: E rata-rata = total lumen x factor utilitas x factor depresiasi / luas bidang kerja •
•
•
Sedangkan tingkat iluminansi rata-rata di sebuah bidang vertical diperoleh dengan menggunakan rumus: E rata-rata = total lumen x faktor utilitas x factor depresiasi / luas area vertikal (Catatan: E = tingkat iluminansi di permukaan bidang, satuan: Lux) Februari 2013
27
Urut-urutan Perhitungan •
Yang berkaitan dengan ruang: o
o o
o •
tentukan fungsi ruang and tingkat iluminansi minimal untuk fungsi tersebut (gunakan standar) tentukan dimensi ruang tentukan bahan lantai, dinding,dan langit-langit dalam kaitannya dengan indeks pantul masing-masing bahan tentukan tinggi bidang kerja
Dari hal-hal di atas akan didapat factor utilitas ruang
Februari 2013
28
•
Yang berkaitan dengan lampu: o
o
o
•
•
tentukan jenis lampu dan luminer (armature) yang akan dipakai : watt, lumen, dan jumlah lampu dalam satu luminer tentukan sistem pemasangan lampu yang diinginkan : ditanam (recessed / in-bouw ), di langitlangit (outbouw), atau di gantung tentukan system pemeliharaan untuk mendapatkan factor depresiasi lampu
Masukkan ke dalam rumus sehingga didapatkan jumlah lampu atau luminer Terjemahkan ke dalam denah langit —langit. Februari 2013
29
