BAB V TEKNIK PENERANGAN 5.1 Pengantar
Suatu penerangan diperlukan oleh manusia untuk mengenali suatu objek secara visual. Organ tubuh yang mempengaruhi penglihatan, yaitu mata, syaraf dan pusat syarat penglihatan di otak. Pada banyak industri, penerangan mempunyai pengaruh terhadap kualitas produk. Kuat penerangan baik yang tinggi,rendah, maupun yang menyilaukan berpengaruh terhadap kelelahan mata maupun ketegangan syaraf. Untuk memperoleh kualitas kualitas penerangan penerangan yang optimal IS (Illuminat (Illumination ion Engineering Engineering Society) menetapkan standar kuat penerangan untuk ruangan. Silau disebabkan cahaya berlebihan baik yang langsung dari sumber cahaya atau hasi hasill pant pantul ulan an kear kearah ah mata mata peng pengam amat at.. Sila Silau u berp berpen engar garuh uh terh terhad adap ap mata mata,, yait yaitu u ket ketidak idakma mam mpuan puan mata ata
mer merespo espon n
caha cahaya ya deng dengan an bai baik (disabili (disability ty
glare), glare), atau
menyeb menyebabka abkan n perasa perasaan an tidak tidak nyaman nyaman !discomfort discomfort glare) glare) karena karena manik mata harus memicing disebabkan kontras yang berlebihan. Ketidakmampuan sesaat mata merespon cahaya dapat terjadi terjadi pada perubahan perubahan luminansi menyolok, misalnya" misalnya" dari keadaan gelap kemu kemudi dian an menda mendada dak k tera terang, ng, soro sorott lamp lampu u mobi mobill yang yang seda sedang ng mela melaju ju.. Perub Perubaha ahan n mendadak mendadak kuat penerangan semacam ini memerlukan memerlukan adaptasi mata beberapa beberapa #aktu dinamakan silau adaptif (adaptive glare). glare). 5.2 Sifat Sifat Alam Alamii Cahaya Cahaya
$ahaya $ahaya adalah adalah suatu suatu gejala gejala fisis fisis.. Suatu Suatu sumber sumber cahaya cahaya memanca memancarka rkan n energ energi. i. Sebagaian dari energi ini diubah menjadi cahaya tampak.
IS mendefinisikan cahaya sebagai pancaran energi yang dapat dievaluasi secara visual. Secara sederhana, cahaya adalah bentuk energi yang memungkinkan makhluk hidup dapat mengenali sekelilingnya dengan mata. Pera Peramb mbat atan an cahay cahayaa di ruan ruang g beba bebass dila dilaku kukan kan oleh oleh gelom gelomba bang% ng%ge gelo lomb mbang ang elektromagnetik. &adi cahaya itu suatu gejala getaran. 'ejala%gejala getaran yang sejenis dengan cahaya ialah gelombang%gelombang panas, radio, televisi, radar dan sebagainya. 'elombang%gelombang ini hanya berbeda frekuensinya saja. Kecepatan rambat v gelombang%gelombang elektromagnetik di ruang bebas sama dengan (. )*+ km per per deti detik. k. Kala Kalau u frek frekue uens nsin inya ya sama sama deng dengan an f
dan panjang panjang
gelombangnya (lambda, maka berlaku" - V/f Karena sangat kecil, panjang gelombang gelombang cahya dinyatakan dalam satuan micron micron atau milimikron. Panjang Panjang gelomb gelombang ang cahaya cahaya tampak tampak berkis berkisar ar antara antara (*% /* milimi milimikro kron. n. Ini dibagi lagi atas beberapa daerah panjang gelombang. Setiap daerah memiliki suatu #arna tertentu. 0abel ). Spektrum 1arna N
) 4 ( 3 + 8
!eni" #arna
Ungu 5iru 7ijau Kuning &ingga 9erah
Pan$ang Gelm%ang &'ili 'i(r) (* 2 34* 34* 2 36+ 36+ 2 +88 +88 2 +6 +6 2 84/ 84/ 2 /*
IS mendefinisikan cahaya sebagai pancaran energi yang dapat dievaluasi secara visual. Secara sederhana, cahaya adalah bentuk energi yang memungkinkan makhluk hidup dapat mengenali sekelilingnya dengan mata. Pera Peramb mbat atan an cahay cahayaa di ruan ruang g beba bebass dila dilaku kukan kan oleh oleh gelom gelomba bang% ng%ge gelo lomb mbang ang elektromagnetik. &adi cahaya itu suatu gejala getaran. 'ejala%gejala getaran yang sejenis dengan cahaya ialah gelombang%gelombang panas, radio, televisi, radar dan sebagainya. 'elombang%gelombang ini hanya berbeda frekuensinya saja. Kecepatan rambat v gelombang%gelombang elektromagnetik di ruang bebas sama dengan (. )*+ km per per deti detik. k. Kala Kalau u frek frekue uens nsin inya ya sama sama deng dengan an f
dan panjang panjang
gelombangnya (lambda, maka berlaku" - V/f Karena sangat kecil, panjang gelombang gelombang cahya dinyatakan dalam satuan micron micron atau milimikron. Panjang Panjang gelomb gelombang ang cahaya cahaya tampak tampak berkis berkisar ar antara antara (*% /* milimi milimikro kron. n. Ini dibagi lagi atas beberapa daerah panjang gelombang. Setiap daerah memiliki suatu #arna tertentu. 0abel ). Spektrum 1arna N
) 4 ( 3 + 8
!eni" #arna
Ungu 5iru 7ijau Kuning &ingga 9erah
Pan$ang Gelm%ang &'ili 'i(r) (* 2 34* 34* 2 36+ 36+ 2 +88 +88 2 +6 +6 2 84/ 84/ 2 /*
$ahaya putih putih dapat diuraikan diuraikan dengan dengan menggunakan menggunakan prisma prisma kaca kaca !lihat !lihat gambar gambar +.) sinar 2sinarnya dibiaskan demikian rupa sehingga terjadi suatu spectrum. 1arna% #arna spectrum ini dinamakan cahaya satu #arna atau cahaya monokrom. 1arna% #arna tersebut juga tampak pada pelangi, yang terjadi karena pembiasan cahaya..
'ambar +.) 1arna%#arna spectrum.
Selain memiliki #arna tertentu setiap panjang gelombang juga memberi kesan intensita intensitass tertentu. tertentu. 9ata manusia manusia paling peka akan cahaya dengan panjang gelombang +++ milimikro. :aitu cahaya #arna kuning % hijau. 1arna%#arna lainnya tampak kurang terang, seperti dapat dilihat dari grafik kepekaan mata gambar +.4
'ambar +.4 'rafik kepekaan mata
Kalau intensitas suatu energi radiasi tertentu dengan panjang gelombang +++ milimikro, dinilai )**, maka energi radiasi yang sama tetapi dengan panjang gelombang 8** milimikro, akan memberi kesan intensitas 8(. &adi factor kepekaan mata untuk 8** milimkiro sama dengan *,8(. 9ata manusia seolah%olah disetel pada panjang gelombang +++ milimikro. Karena kepekaan mata orang tidak sama, maka ditentukan suatu ukuran standar. &ika suatu sumber cahaya memancarkan energi ) 1 dengan panjang gelombang +++ milimikro, maka sumber cahaya dinilai sama dengan "at* +att,ahaya . 5erarti energi ) #att dengan panjang gelombang 8** milimikro akan memberi *,8( #attcahaya. ;alam praktek, flu< cahaya dinyatakan dalam satuan lumen, disingkat lm. Satu #attcahaya kira%kira sama dengan 8* lumen. =ngka perbandingan ini dinamakan ekivalen pancaran fotometris. ¨ah lumen per #att !lm/watt disebut flu< cahaya spesifik. &adi flu< cahaya spesifik sebuah lampu )** 1att dengan )+(* lumen adalah )+(*>)** atau sama dengan )+,( lm>1att.
5.- Sat*an "at*an Penerangan
Pembahasan lebih jauh tentang perhitungan penerangan diperlukan pemahaman terhadap defenisi%defenisi yang relevan meliputi sudut ruang !
, energi cahaya !
,
arus cahaya !, intensitas cahaya !I, kuat penerangan !E, ?uminansi !0, dan beberapa faktor. Konsep dasar besaran pokok penerangan dapat diamati pada gambar +.( !gambar konsep dasar penerangan .
'ambar +.( Konsep dasar besaran penerangan Satuan%satuan penting yang digunakan dalam teknik penerangan ialah"
Satuan untuk intensitas cahaya
" candela !cd
Satuan untuk fluks cahaya
" lumen !lm
Satuan untuk intensitas penerangan atau iluminansi
" lu< !l<
Satuan untuk sudut ruang
" steradian !sr
5.-.1 S**t R*ang
Karena pancaran cahaya di udara bebas sifatnya meruang seperti bola, maka #alaupun sudut ruang bukan termasuk besaran penerangan perlu dibahas. Sudut bidang adalah sebuah titik potong 4 buah garis lurus. 5esar sudut bidang dinyatakan dengan derajad !o atau radian !rad. Karena keliling lingkaran sama dengan 4 < jari%jarinya, maka" ) radian - (8*o>4 - +/,( o. Sudut @uang adalah sudut pada ruang yang dibatasi oleh permukaan bola dengan titik sudutnya. 5esarnya sudut ruang dinyatakan den gan steradian !sr.
;efenisi" ) steradian adalah besarnya sudut yang terpancang pada titik pusat bola oleh permukaan bola seluas kuadrat jari%jari bola. 5erdasrkan defenisi di atas maka suatu bola jika dilihat dengan sudut ruang adalah" 0*a" K*lit %la 3. K*arat!ari4$ari
.R2 R 2
3.
Steraian
'ambar +. 3 Sudut @uang steradian
5.-.2 Ar*" Cahaya / l*(" Cahaya
=liran rata%rata energi cahaya adalah arus cahaya atau fluks cahaya !A. Ar*" ,ahaya didefenisikan sebagai jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sumber
cahaya setiap detik. 5esarnya arus cahaya dengan satuan lumen !lm dinyatakan dengan persamaan berikut ini.
;engan "
/t !lm energi cahaya lm.dt #aktu !detik
Setiap lampu listrik memiliki efikesi yaitu besarnya lumen yang dihasilkan suatu lampu setiap #att !lm>1. Sebuah lampu pijar 3* 1 yang mempunyai efikesi )3 lm> #att memancarkan arus cahaya sebesar +8* lm. 5eberapa contoh besarnya arus cahaya yang dihasilkan suatu sumber cahaya dapat dilihat pada tabel +.4.
0abel +.4 =rus $ahaya 5eberapa Sumber !B N
) 4 ( 3 + 8 /
S*m%er Cahaya
Ar*" Cahaya &lm)
?ampu sepeda ( 1 ?ampu pijar 8* 1 ?ampu fluoresen ) 1 ?ampu merkuri tekanan tinggi +* 1 ?ampu Catrium tekanan tinggi +* 1 ?ampu Catrium tekanan rendah ++ 1 ?ampu 9etal 7alida 4*** 1
(* /(* 6** )** (+** *** )6****
!B 5esarnya arus cahaya tergantung kualitas sumber cahaya
nergi cahaya atau kuantitas cahaya !
merupakan produk radiasi visual !arus
cahaya pada selang #aktu tertentu, dinyatakan dengan lumen. ;etik !lm.dt
dt
Energi cahaya ini penting dinyatakan untuk menentukan banyaknya energi listrik yang digunakan pada suatu inst alasi penerangan.
5.-.- Inten"ita" Cahaya Inten"ita" Cahaya&I) dengan satuan candela !cd adalah arus cahaya>flu< cahaya
dalam lumen yang diemisikan>dipancarkan ke setiap sudut ruang !pada arah tertentu oleh sebuah sumber cahaya. Kata candela berasal dari candle !lilin merupakan satuan tertua pada teknik penerangan dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar. Intensitas cahaya dalam bentuk rumus"
I - / ;imana"
!cd.
I
- Intensitas cahaya !cd
- flu< cahaya !lumen - Steradian !sr
Sumber cahaya yang ditempatkan dalam bola gambar +.+ memancarkan ) cd kesetiap jurusan. &adi permukaan bolanya akan mendapat penerangan merata.
'ambar +.+ 5ola lampu Suatu sumber cahaya yang memancar sama kuat ke setiap jurusan, dinamakan sumber cahaya seragam. Kalau intensitas cahayanya ) cd, melalui sudut ruang ) sr akan mengalir fluks cahaya )>m.
5.-.3 Inte"ita" Penerangan/K*at Penerangan/Il*minan"i
Intensitas Penerangan>iluminansi di suatu bidang ialah flu< cahaya yang jatuh pada ) m4 dari bidang itu. Satuan untuk intensitas penerangan ialah lu< !l< dan lambangnya . &adi ) lu< - ) lumen per m4 . Kalau suatu bidang yang luasnya = m 4, diterangi dengan D lumen, maka intensitas penerangan rata%rata dibidang itu sama dengan" rata%rata - >A lu<. Kalau )* m4 diterangi dengan )*** lumen, didapat " rata%rata - >A )***>)* - )** lu<. Kuat penerangan >tingkat penerangan>intensitas penerangan
meruapakan
perbandingan antara intensitas cahaya !I dengan luas permukaan != yang mendapat penerangan. - I/A l< Karena arus cahaya
.I dank arena penyebaran cahaya meruang sehingga luas
daerah penerangan !merupakan kulit bola =-
. R 2.
;engan menganggap sumber penerangan sebagai titik yang jaraknya !h dari bidang penerangan maka Kuat penerangan ! dalam lu
- I/h l<. Persamaan diatas laEim disebut 7ukum Kuadrat terbalik !Inverse SFuare ?a#.
Kalau pada skema di ba#ah ini G sebagai sumber cahaya, maka besarnya pada titik P dan H "
2
Kuat Penerangan pada titik P ! p" p - I/h
Kuat Penerangan pada titik H !H" H - &I/h
) 6 "in 2
H - I/&h
7 l2)
0injauan lainnya dengan membuat acuan sudut seperti pada skema berikut ini" Sumber penerangan
) adalah kuat penerangan pada bidang yang tegak lurus PH, sesuai dengan hokum kuadrat terbalik, ) - I/r2
Kuat penerangan pada bidang horiEontal !melalui garis PH adalah " - ) $os Sehingga - !I>r 4 < cos l< 7ukum $osinus $os - h/r atau I>r - C"
/h
Subsitusi pada dua persamaan diatas didapat -I/h. C"
l<.
5.-.5 0*minan"i
?uminansi !? merupakan besaran penerangan yang kaitannya erat dengan kuat penerangan !. 0*minan"i adalah pernyataan kuantitatif jumlah cahaya yang dipantulkan oleh
permukaan pada suatu arah. ?uminansi merupakan suatu ukuran untuk terang suatu benda. ?uminansi suatu permukaan ditentukan oleh kuat penerangan dan kemampuan memantulkan cahaya oleh permukaan. Kemampuan
memantulkan cahaya oleh
permukaan disebut factor refleksi atau reflektasi!. ?uminansi didefenisikan sebagai intensitas cahaya dibagi dengan luas permukaan semu !=s bidang yang mendapatkan cahaya !cd>m4. ? - I/A" Untuk membandingkan antara kuat penerangan dengan luminansi dapat diperhatikan gambar +.8 sedangkan untuk memahami luas semu ditunjukkan pada gambar +./.
0*a" Sem* adalah proyeksi suatu permukaan !tegak lurus dengan pengamat, sebagai
contoh" ?uas semu bola dari segala arah pandang adalah sama yaitu lingkaran. Pengertian luminansi dapat dijelaskan sebagai berikut" &ika terdapat buku yang terbuka di atas meja. =rus cahaya yang sampai pada buku maupun meja adalah sama demikian pula kuat penerangannya. Camun ?uminansi !cahaya yang ditangkap mata untuk buku lebih besar daripada luminansi meja karena reflektasi buku lebih besar dibanding reflektasi meja. ;isamping luas dan intensitas cahaya !I luminansi dipengaruhi pula reflektasi ! objek yang mendapat cahaya.
'ambar +.8 Ilustrasi dan ? pada meja dan buku diatasnya.
'ambar +./ ?uas semu pada pitamida sesuai arah pandang pengamat
5.3 K*r8a Plar Inten"ita" Cahaya
Perancangan penerangan perlu mengetahui bagaimana efek pencahayaan yang dihasilkan suatu sumber cahaya. Karakteristik fotometrik dari suatu kombinasi sumber cahaya dapat dikuantifikasi berdasarkan suatu pengukuran yang dinyatakan dengan suatu kurva yaitu kurva polar. Kurva polar sering pula disebut Kurva distribusi Kandela !K;K adalah suatu kurva yang menunjukkan intensitas cahaya !I, distribusi intensitas cahaya, atau kuat penerangan suatu sumber cahaya pada semua kedudukan terhadap sumber cahaya. Produsen lampu selalu menerbitkan K;K setiap produknya untuk dijadikan acuan perancangan penerangan. Umumnya produsen lampu membuat K;K berdasarkan arus cahaya )*** lm !cd>)*** lm sehingga pada setiap K;K dicantumkan keterangan candela serta arus cahaya yang dijadikan acuan. &ika kemudian diperlukan untuk perhitungan lampu produk yang sama dengan arus cahaya )+** lm, maka nilai yang tertera pada K;K dikalik an ),+. 5erdasarkan
bentuknya
K;K
sesuai
dengan
sumber
cahayanya
dapat
dikategorikan menjadi 4 yaitu" simetri dan asimetri seperti ditunjukkan pada gambar +. !perhatikan kontur armaturnya. =rus cahaya yang dijadikan acuan pada K;K gb +. adalah )**** lm. 'ambar +.a jarak dari lampu sejauh ) m menyudut *o,(*o,6*o arus cahayanya sebesar 44+ cd, (4+ cd, * cd dengan menggunakan hokum kuadrat terbalik didapat kuat penerangan masing%masing pengamatan 44+ l<, (4+ l< dan * l<. 'ambar +.b dengan jarak pengukuran yang sama menyudut (*o ke arah kiri lampu arus cahayanya sebesar 4/+ cd sedangkan kearah kanan lampu arus cahayanya sebesar (8* cd.
'ambar +. K;K suatu lampu
$ontoh lain, jika misalanya armature gambar +.6 diberi lampu )+** lumen, maka pada sudut (*o intensitas cahayanya akan sama dengan" ),+ < )63 - 46) cd.
'ambar +.6 ;iagram>kurva polar intensitas cahaya !)*** lm dan armature.
Camun bila diperlukan K;K suatu sumber cahaya dapat dibuat sendiri dengan cara mengukur intensitas cahaya, atau kuat penerangan pada setiap titik seperti ditunjukkan pada gambar +.)* 'oniofotometer merupakan alat dilaboratorium yang digunakan untuk memetakan K;K suatu sumber penerangan. 0erdapat 3 metode teknik pengukuran yang dapat dilakukan untuk mendapatkan K;K suatu sumber penerangan, yaitu" ). sumber cahaya diputar sumbu vertical dan horiEontal sedangkan alat ukurnya dipasang pada posisi dan kedudukan yang tetap. 4. sumber cahaya pada posisi dan kedudukan tetap sedangkan alat ukurnya diubah% ubah kedudukannya !dengan jarak tetap dari sumber cahaya (. sumber cahaya diputar pada sumbu tegak sedangkan alat ukur digerakkan setengah lingkaran vertical 3. sumber cahaya bergerak bebas tetapi setiap kedudukan !dengan menggunakan sebuah kaca cahaya jatuh pada alat ukur.
'ambar +.)* berbagai metode mendapatkan K;K suatu sumber cahaya
&ika yang terbaca pada alat ukur adalah kuat penerangan, maka selanjutnya menggunakan hukum kuadrat terbalik hasil pengukuran dikonversikan dari lu< menjadi candela. 7asil yang diperoleh dari konversi tersebut digambarkan pada kertas grafik dan jika kemudian jika titik nilai hasil konversi tersebut dihubungkan satu sama lain maka didapatlah K;K lampu. Untuk sumber cahaya simetris misalnya" lampu pijar, hanya diperlukan satu kumpulan titik%titik hasil pengukuran. 0etapi jika sumber cahayanya asimetris, misalnya" 0?, kurva yang diperoleh dari beberapa bidang pengukuran yaitu bidang melintang dan sejajar lampu seperti ditunjukkan pada gambar +.))
'ambar +.)) cara mendapatkan K;K sumber cahaya asimetris
7asil 7asil pengukuran pengukuran merupakan merupakan kumpulan kumpulan nilai yang selanjutnya selanjutnya karena dilakukan dilakukan pengukuran pada ( bidang maka terdapat ( kumpulan titik%titik. Selanjutnya nilai%nilai hasil pengukuran ditentukan nilai rata%ratanya sehingga ketika digambarkan diperoleh hanya satu kurva saja.
5.5 Armat* Armat*rr an Si"tem Si"tem Penera Penerangan ngan
Penyebaran cahaya dari suatu sumber cahaya tergantung pada konstruksi sumber cahaya itu sendiri dan pada konstruksi armature yang digunakan. Konstruksi armaturnya antara lain ditentukan oleh" a. $ara $ara pemasan pemasangan gannya nya pada dindi dinding ng atau langi langit%l t%lang angit it b. $ara pemasangan fiting atau fiting%fiting di dalam armature c. Perli Perlind ndung ungan an sumb sumber er cahay cahayan anya ya d. Penyesu Penyesuaia aian n bentukny bentuknyaa dengan dengan lingk lingkunga ungan n e. Peny Penyeb ebar aran an cahay cahayan anya ya.. Sebagian besar dari cahaya yang ditangkap oleh mata, tidak langsung datang dari sumber cahaya, tetapi setelah dipantulkan oleh lingkungan. Karena besarnya luminansi sumber%sumber cahaya modern, cahaya langsung dari sumber cahaya biasanya akan menyilaukan mata. Karena itu bahan%bahan armature harus dipilih sedemikian rupa sehingga sumber cahayanya terlindung dan cahayanya terbagi secara tepat 5.5.1
A%"r%"i
Sebag Sebagia ian n dari dari cahay cahayaa yang yang menge mengena naii suat suatu u permu permuka kaan an akan akan dise disera rap p oleh oleh permukaan itu. 5agian yang diserap ini menimbulkan panas pada permukaan tersebut. Permukaan yang gelap dan buram menyerap banyak cahaya.
5agian flu< cahaya yang diserap oleh suatu permukaan ditentukan oleh factor absorbsi !a permukaan itu"
a
5.5.2
flu< cahaya yang diserap . flu< cahaya yang mengenai permukaan
Refle("i
Sebagian dari cahaya yang mengenai suatu permukaan akan dipantulkan oleh permukaan itu. ¨ah ¨ah cahaya cahaya yang yang dipant dipantulk ulkan an tidak tidak ditent ditentuka ukan n oleh oleh mengki mengkilat latnya nya suatu suatu permukaan, tetapi oleh sifat%sifat dan permukaan bahannya. Permukaan difus kadang% kada kadang ng dapat dapat mema memant ntul ulkan kan lebi lebih h bany banyak ak caha cahaya ya darip daripad adaa suat suatu u perm permuka ukaan an yang yang mengkilat. 5agian flu< cahaya yang dipantulkan ditentukan oleh factor refleksi !r suatu permukaan"
r
fl*6 ,ahaya yang i9ant*l(an . fl*6 ,ahaya yang mengenai 9erm*(aan
Aaktor refleksi *,8 atau 8* J berarti, bah#a 8*J dari flu< cahaya yang mengenai permukaan, dipantulkan. ;itinjau dari hasil refleksinya refleksi dapat dibagi menjadi"
1. Refle("i Refle("i ,ermin/r ,ermin/refle efle("i ("i terat*r terat*r
&ika sinar%sinar cahaya sejajar yang mengenai suatu permukaan, dipantulkan tetap sejaja, maka terjadi refleksi cermin atau refleksi teratur !gambar +.)4. @efleksi demikian terjadi pada cermin dan pada permukaan logam yang dipoles.
'ambar +.)4 @efleksi cermin atau refleksi teratur 2. refle refle("i ("i %a* %a*r/r r/refl efle(" e("ii if*" if*"
&ika sinar%sinarnya dipantulkan tersebar ke semua jurusan, maka terjadi refleksi baur atau refleksi difus !gambar +.)(, seperti yang terjadi pada suatu permukaan kasar, misalnya pada langit%langit yang dikapur. dikapur.
'ambar +.)( refleksi baur>difus
-. refle("i ,am9*ran
=ntara dua bentuk diatas masih dijumpai beberapa bentuk refleksi lain, misalnya refleksi campuran !gambar +.)3, yang dapat dikenali dari permukaan yang berkilat, misalnya jalan yang basah, linoleum yang baru digosok dan sebagainya.
'ambar +.)3 refleksi campuran 3. refle("i ter9en,ar
Kalau bentuk berkas cahaya yang dipantulkan agak lebih teratur, dikatakan bah#a terjadi refleksi terpencar. !gambar +.)+
'ambar +.)+ refleksi terpencar
;itinjau dari perubahan #arna cahaya hasil refleksi, maka refleksi dibagi menjadi"
1. Refle("i netral an "ele(tif
Kalau cahaya yang mengenai suatu permukaan dipantulkan tanpa perubahan #arna, maka terjadi refleksi netral Kalau disinari dengan cahaya merah, permukaan itu akan memantulkan cahaya merah juga. Kalau disinari dengan cahaya putih, akan dipantulkan cahaya putih. &adi #arna suatu permukaan ikut ditentukan oleh #arna cahaya yang menyinarinya. 1arna
suatu
permukaan
juga
ditentukan
oleh
intensitas
cahaya
yang
menyinarinya. Permukaan hitam yang diberi penerangan kuat akan tampak kelabu. Sebagai contoh misalkan papan tulis hitam dalam ruangan yang gorden%gordennya ditutup. 9elalui celah gorden, seberkas cahaya matahari jatuh diatas papan tulis itu. Kalau berkas cahayanya cukup terang, ada kemungkinan papan tulis yang diterangi itu akan tampak lebih muda #arnanya daripada #arna suatu garis yang dibuat dengan kapur tulis putih di atas papan tersebut. Kesan cahaya putih hanya relative. $ahaya putih bisa juga memberi kesan kelabu, bahkan hitam. 7al ini tergantung pada factor refleksi r permukaan yang disinari. &ika factor refleksinya melebihi /+J, permukaannya dikatakan putih. &ika r di antara +J dan /+J, permukaannya dikatakan ber#arna kelabu. &ika kurang dari +J, permukaannya dikatakan hitam gambar +.)8
'ambar +.)8 refleksi netral
2. refle("i "ele(tif
&ika permukaan ber#arna disinari dengan cahaya putih, maka cahaya yang dipantulkan akan juga ber#arna.dikatakan bah#a terjadi refleksi selektif !gambar +.)/ permukaan merah akan memantulkan terutama cahaya merah #arna%#arna lainnya akan diserap, #arna yang satu diserap lebih banyak daripada yang lain.
'ambar +.)/ refleksi selektif &adi factor refleksi suatu permukaan tidak hanya ditentukan oleh bahannya, tetapi juga oleh #arna cahaya yang menyinarinya. &ika permukaan merah disinari cahaya merah, maka hamper tidak terjadi absorbsi. &adi dalam hal ini factor refleksinya akan sangat besar jika dibandingkan dengan factor refleksi permukaan itu untuk cahaya putih. Karena itu, tabel%tabel factor refleksi selalu mencantumkan nilai%nilai kira%kira !lihat tabel berikut
0abel +.( 0abel factor refleksi beberapa permukaan untuk cahaya putih N &1) ) 4 ( 3 + 8 / 6 )* )) )4 )( )3 )+ )8 )/ ) )6 4* 4) 44 4( 43 4+ 48 4/ 4 46 (* () (4 ((
Perm*(aan %iang &2) Plesteran putih !baru,kering Plesteran putih !lama $at air putih $at minyak putih $at aluminium 5eton !baru 5eton !lama 5atu bata !baru 5atu bata !lama Papan serat kayu !kuning gading, baru Papan serat kayu !kuning gading, lama Kayu berk dan esdoorn, #arna muda Kayu eik, diberi lak #arna muda Kayu eik, diberi lak #arna gelap Kayu mahoni 'orden kuning 'orden merah 'orden biru 'orden perak%kelabu 'orden coklat tua 5eledru hitam @eflectal Perak !dipoles mail !putih Cikel !dipoles Cikel !buram =luminium !dipoles =luminium !buram =luminium !LalEacM 0embaga Krom !dipoles Krom !buram Kaleng
a,tr refle("i &-) *,/* 2 *,* *,(* 2 *,8* *,8+ 2 *,/+ *,/+ 2 *,+ *,8* 2 *,/+ *,3* 2 *,+* *,*+ 2 *,)+ *,)* 2 *,(* *,*+ 2 *,)+ *,+* 2 *,8* *,(* 2 *,3* *,++ 2 *,8+ *,3* 2 *,+* *,)+ 2 *,3* *,)+ 2 *,3* *,(* 2 *,3+ *,)* 2 *,4* *,)* 2 *,4* *,)+ 2 *,4+ *,)* 2 *,4* *,**+ 2 *,*) *,6+ 2 *,6 *, 2 *,6( *,8+ 2 *,/+ *,+( 2 *,8( *,3 2 *,+4 *,8+ 2 *,/+ *,++ 2 *,8* *,* 2 *,+ *,3 2 *,+* *,8* 2 *,/* *,+4 2 *,++ *,8 2 *,/*
1arna suatu permukaan juga tergantung pada #arna cahaya yang meneranginya. &ika #arna suatu permukaan dalam cahaya buatan berbeda dengan #arnanya pada siang hari, dikatakan bah#a cahaya itu palsu. Perubahan #arna ini dapat dilihat dengan jelas di
jalan%jalan dengan penerangan lampu natrium. ;alam cahaya kuning lampu natrium ini, suatu benda putih akn tampak kuning, yang dipantulkan hanya cahaya kuning saja. 5enda ungu akan tampak hampir hitam. Sebab cahaya kuning dari lampu akan diserap benda itu dan hampir tidak ada refleksi. &uga di toko%toko dengan penerangan lampu 0? terjadi perubahan #arna. Kalau dua benda, yang satu ber#arna gelap dan yang lain ber#arna muda, diletakkan di ba#ah sinar matahari selama jangka #aktu yang sama, maka benda yang ber#arna gelap akan menjadi lebih panas, Karena lebih banyak menyerap cahaya. Karena itu, di daerah%daerah tropis banyak dikenakan pakaian ber#arna muda atau putih, karena#arna%#arna ini tidak banyak menyerap cahaya matahari.
5.5.-
Tran"mi"i
5ahan 2 bahan tembus cahaya, seperti berbagai jenis kaca, seluloida dan sebagainya, akan memamantulkan atau menyerap hanya sebagian saja dari cahaya yang mengenainya. Sebagian besar dari cahayaitu dapat menembus bahan%bahan tersebut. 5agian flu< cahya yang dapat menembus ditentukan oleh factor transmis t suatu bahan"
t -
fl*6 ,ahaya yang a9at menem%*" l*6 ,ahaya yang mengenai 9erm*(aan
;ari hasil atau bentuk transmisi pada suatu bidang, transmisi dapat dibagi menjadi" 1. tran"mi"i terat*r
0ransmisi teratur terjadi jika sinar%sinar cahaya yang masuk sejajar, keluar tetap sejajar.
'ambar +.) memperlihatkan transmisi teratur.
2. tran"mi"i if*" "em9*rna
0ransmisi difus sempurna terjadi jika sinar% sinar yang masuk sejajar, keluar tersebar, seperti misalnya pada kaca opal. Karena itu kaca ini banyak digunakan untuk penerangan, antaralain untuk lampu argenta.
'ambar +.)6 memperlihatkan transmisi difus sempurna
-. tran"mi"i ,am9*ran
0ransmisi campuran dapat dilihat pada gambar +.4*, seperti yang terjadi pada kaca buram dan pada lampu%lampu pijar yang kacanya diburamkan.
'ambar +.4* memperlihatkan transmisi campuran,
;itinjau dari perubahan #arna hasil transmisi cahaya, transmisi dapat dibagi menjadi 1. Tran"mi"i netral
0ransmisi netral dapat disamakan dengan refleksi netral. Kalau suatu bahan dapat ditembus cahaya, dan #arna cahayanya tidak atau hampir tidak berubah, maka dikatakan bah#a terjadi transmisi netral. $ahaya merah juga keluar sebagai cahaya merah ! gambar +.4*. $ahaya putih dapat memberi kesan putih, kelabu atau hampir hitam, tergantung pada factor transmisinya. 0ransmisi netral dapat terjadi antara lain pada kaca jendela.
'ambar +.4* transmisi netral 2. Tran"mi"i "ele(tif
Seperti juga diketahui pada refleksi, dikatakan terjadi transmisi selektif kalau semua #arna diserap kecuali satu #arna tertentu. Kaca merah misalnya akan menyerap hampir semua #arna kecuali #arna merah. Kalau cahaya putih mengenai kaca merah, maka pada satu sisi hanya dipantulkan cahaya merah, jadi sisi kaca itu akan tampak merah. Sisi lainnya hanya dapat ditembus oleh cahaya merah, jadi juga sisi ini akan tampak merah !gambar +.4).
'ambar +.4) transmisi selektif 5ahan dengan transmisi selektif dinamakan filter atau tapis. Kalau cahaya merah mengenai filter biru tua, maka cahaya merah itu akan diserap, sehingga tidak dapat
menembus filter tersebut. Karena juga tidak ada cahaya yang dipantulkan, maka kedua sisi filter itu akan tampak hitam !gambar +.44
'ambar +.44 transmisi pada filter =pa yang terjadi pada cahaya tampak, juga terjadi pada sinar infra merah dan sinar ultra ungu. ?ampu infraphil memiliki kaca tembus sinar inframerah, dan lampu sinar matahari buatan memilii kaca tembus sinar ultra ungu. Untuk suatu permukaan biasanya terjadi penyerapan !absorbsi, pemantulan !refleksi juga transmisi maka berlaku"
a 7 r7 t 1 5.5.3
Armat*r
=rmatur%armatur lampu dapat dibagi menurut beberapa cara, yaitu" ). berdasarkan sifat penerangannya, atas armature untuk penerangan langsung, sebagian besar langsung, difus, sebagian besar tak langsung dan tak langsung 4. berdasarkan konstruksinya, atas armature biasa, kedap tetesan air, kedap air, kedap letupan debu dan kedap letupan gas
(. berdasarkan penggunaannya, atas armature untuk penerangan dalam, penerangan luar, penerangan industri, penerangan dekorasi, dan armature yang ditanam di dinding atau langit%langit yang tidak ditanam 3. berdasarkan bentuknya, atas armature balon, pinggan, LrokM, gelang, armature pancaran lebar dan pancaran terbatas kemudian armature kandil, palung dan armature%armatur jenis lain untuk lampu%lampu bentuk tabung +. berdasarkan cara pemasangannya, atas armature langit%langit, dinding, gantung, berdiri, armature gantung memakai pipa dan armature gantung memakai kabel. 5entuk sumber cahaya dan armature harus demikian rupa sehingga tidak menyilaukan mata. 5ayang%bayang harus ada, sebab baying%bayang ini diperlukan untuk dapat melihat benda%benda se#ajarnya. =kan tetapi baying%bayang itu tidak boleh terlalu tajam. Selain itu konstruksi armature harus demikian rupa sehingga ada cukup sirkulasi udara untuk menyingkirkan panas yang ditimbulkan oleh sumber cahaya. Karena itu harus ada cukup banyak lubang di bagian ba#ah dan bagian atas armature. Suhu armature sekali%kali tidak boleh menjadi sedemikian tinggi hingga dapat menimbulkan kebakaran atau merusak lantai. 5.5.5
Si"tem 9enerangan
0idak selalu cahaya dari suatu sumber cahaya dipancarkan langsung ke suatu objek penerangan atau bidang kerja. 9enurut IS terdapat + klasifikasi system pancaran cahaya dari sumber cahaya, yaitu" penerangan langsung, penerangan setengah langsung, penerangan menyebar !difus, penerangan setengah tak langsung, dan penerangan tak langsung.
5.5.5.1 Penerangan lang"*ng
Pada penerangan langsung 6* hingga )** J cahaya dipancarkan ke bidang kerja. Pada penerangan langsung terajdi efek tero#ongan !tunneling effect pada langit%langit yaitu tepat di atas lampu terdapat bagian yang gelap. Penerangan langsung dapat dirancang menyebar atau terpusat, tergantung reflector yang digunakan seperti ditunjukkan pada gambar +.4(
'ambar +.4( penerangan langsung Kelebihan pada penerangan langsung" efisiensi penerangan tinggi, memerlukan sedikit lampu untuk bidang kerja yang luas. Kelemahannya" bayangannya gelap atau baying%bayangnya tajam tapi hal ini dapat dikurangi dengan menggunakan sumber%sumber cahaya bentuk tabung !0?, karena jumlah lampunya sedikit maka jika terjadi gangguan sangat berpengaruh. Pada beberapa industri yang lembab atau berdebu lampu penerangan perlu perlindungan. Perlindungan terhadap kelembaban dapat menggunakan plastic tau bahan fiberglass yang diperkuat dengan polyester. ;isamping tahan terhadap kelembaban, plastic juga tahan terhadap uap beberapa bahan kimia sehingga tepat digunakan pada" pabrik kertas, ruang elektro plating, atau industri kimia lainnya.
Penerangan langsung terutama digunakan diruangan% ruangan yang tinggi, misalnya dibengkel dan pabrik dan untuk penerangan luar. $ontoh armatur%armatur yang digunakan untuk penerangan langsung ialah"
armatur pancaran lebar !gambar +.43 diguanakan untuk penerangan umum dlam bengkel%bengkel.
'ambar +.43 armatur pancaran lebar
armatur pancaran terbatas. !gambar +.4+ digunakan untuk penerangan setempat misalnya diatas mesin%mesin perkakas.
'ambar +.4+ armature pancaran terbatas
armature palung !gambar +.48 digunakan untuk penerangan industri dengan lampu bentuk tabung
'ambar +.48 armatur palung
=rmature rok !gambar +.4/ digunakan untuk penerangan luar
'ambar +.4/ armature rok
=rmatur kedap air !gambar +.4 digunakan untuk penerangan jalan
'ambar +.4 armature kedap air
=rmature dinding !gambar +.46 digunakan atau dipasang pada dinding, armature ini cocok untuk digunakan pada penerangan etalas, untuk keperluan ini dapat juga digunakan lampu%lampu cermin
'amabr +.46 armatur dinding
=rmatur langit%langit yang ditanam !gambar +.(* digunakan dengan cara ditanam pada langit%langit. =rah cahayanya dapt diatur dan dapat ditujukan ke suatu titik tertentu. &adi aksen penerangan dapat diletakkan pada tempat%tempat yang dikehendaki.
'ambar +.(* armatur langit%langit !ditanam
5.5.5.2 Penerangan "etengah lang"*ng
Penerangan setengah langsung 8* hingga 6* J cahayanya di arahkan ke bidang kerja selebihnya di arahkan ke langit%langit. fisiensi penerangan yang sebagian besar langsung ini cukup baik. ;ibandingkan dengan penerangan langsung, pembentukan baying%bayang dan kilaunya agak kurang. Sejumlah kecil cahayanya dipancarkan keatas, karena itu kesan mnegenai ukuran ruangannya menjadi lebih baik. Seolah%olah langitnya lebih tinggi System penerangan ini digunakan di gedung%gedung kantor dan ibadat, untuk tangga rumah, gang kelas, toko dan sebagainya.
'ambar +.() penerangan setengah langsung.
'ambar +.(4 memperlihatkan pelindung dari ka#at baja berlapis seng untuk ornament, misalnya untuk ruangan%ruangan olaharaga
5.5.5.- Penerangan menye%ar &if*")
Pada penerangan difus distribusi cahaya ke atas dan ba#ah relative merata yaitu berkisar 3* hingga 8*J. Perbandingan ini tidak tepat masing%masing +*J, karena armature yang berbentuk bola yang digunakan ada kalanya ada terbuka pada bagian ba#ah atau atas. =rmature terbuat dari bahan yang tembus cahaya, antara lain" kaca embun, fiberglass, plastic. Penerangan difus menghasilkan cahaya teduh dibanding yang dihasilkan 4 penerangan yang dijelaskan sebelumnya.
'ambar +.(( penerangan difus fisiensi penerangan difus lebih rendah daripada efisiensi kedua system yang telah dibahas sebelumnya. Sebagian dari cahaya sumber%sumber cahaya sekarang
diarahkan ke dinding dan langit%langit. Pembentukan baying%bayang dan kilaunya banyak berkurang. Penerangan difus banyak digunakan di tempat ibadat, ruangan sekolah, ruangan kantor dan tempat%tempat kerja. =rmatur untuk penerangan difus ialah armatur%armatur balon, misalnya armatur gantung memakai pipa !gambar +.(3. =rmatur ini memiliki balon dari kaca opal tripleks. Kaca ini tidak menyerap banyak cahaya, jadi efisiensinya tinggi. Kaca opal tripleks terdiri dari dua lapis kaca bening dengan satu lapis tipis kaca opal diantaranya.
'ambar +.(3 armatur gantung pakai pipa 5.5.5.3 Penerangan "etengah ta( lang"*ng
Pada penerangan setengah tak langsung distribusi cahaya
8* hingga 6*J
diarahkan ke langit%langit, karena itu langit%langit dan dinding%dinding ruangan harus diberi #arna terang. ;istribusi cahaya pada penerangan ini mirip dengan distribusi penerangan tak langsung tetapi lebih efisien dan kuat penerangannya lebih tinggi.
Perbandingan kebeningan antara sumber cahaya dengan sekelilingnya tetap memenuhi syarat tetapi pada penerangan ini timbul bayangan #alaupun tidak jelas.
'ambar +.(+ penerangan setengah tak langsung Penerangan setengah tak langsung digunaakan pada ruangan yang memerlukan modeling shado#. Penggunaan penerangan setengah tak langsung pada" toko buku, ruang baca, ruang tamu dan rumah%rumah sakit. 'ambar +.(8a memperlihatkan sebuah armature dinding untuk penerangan sebagian besar tak langsung. 'ambar +.(8b memperlihatkan sebuah armature gantung bentuk gelang. Kedua armature tersebut antara lain digunakan di rumah%rumah sakit.
a.armatur dinding
b. armature gantung bentuk gelang
'ambar+.(8 armatur setengah tak langsung
5.5.5.5 Penerangan ta( lang"*ng
Pada penerangan tak langsung 6* hingga )**J cahaya dipancarkan ke langit%langit ruangan sehingga yang dimanfaatkan pada bidang kerja adalah cahaya pantulan. Pancaran cahaya pada penerangan tak langsung dapat pula dipantulkan pada dinding sehingga cahaya yang sampai pada permukaan bidang kerja adalah cahaya pantulan dari dinding. Kalau bidang pantulnya langit%langit, maka kuat penerangan pada bidang kerja dipengaruhi oleh faktor refleksi langit%langit seperti ditunjukkan pada gambar 8.). oleh karena itu #arna langit%langit dan dinding harus terang. 5ayang%bayang hampir tidak ada lagi. Untuk keperluan itu lampu umumnya digantung.
'ambar +.(/ penerangan tak langsung Sumber cahaya digantungkan atau dipasang setidak%tidaknya 3+,/ cm diba#ah langit%langit tinggi ruangan minimal 4,4+ m. selain itu sumber cahaya dapat dipasang pada bagian tembol dekat langitt%langit yang cahayanya diarahkan ke langit%langit. Pada penerangan tak langsung langit%langit merupakan sumber cahaya semu dan cahaya yang dipantulkan menyebar serta tidak menyebabkan bayangan. =gar memenuhi
persyaratan ini, maka perbandingfan terang sumber cahaya dengan sekelilingnya lebih besar dari 4* "). Penerangan tak langsung menjadi tidak efisien jika cahaya yang sampai ke langit% langit merupakan cahaya pantulan dari bidang lain. Penerangan jenis ini diperlukan untuk membaca, menulis dan untuk melakukan pekerjaan%pekerjaan halus lainnya seperti ruang gambar, perkantoran, rumah sakit, hotel. 5.: Cara menghit*ng 9enerangan alam
=spek pencahayaan menentukan kebutuhan lampu demikian pula teknik instalasi penerangan dan pera#atannya. @ekayasa penerangan dan factor pemakai perlu diperhatikan agar didapat kualitas penerangan yang memadai. Aaktor yang menentukan kualitas penerangan adalah" kuat penerangan !lu<, distribusi cahaya, silau seminimal mungkin, arah pencahayaan dan tata letak lampu, #arna cahaya dan efek pencahayaan. Untuk menentukan kebutuhan daya maupun jumlah lampu di dalam ruangan, yang perlu ditentukan kuat penerangan yang diperlukan. =khir%akhir ini makin terbukti bah#a penerangan yang baik memegang peranan penting, terutama untuk industri. Untuk suatu perusahaan produksi, penerangan yang baik antara lain memberi keuntungan%keuntungan berikut ini" a. peningkatan produksi b. peningkatan kecermatan c. kesehatan yang lebih baik d. suasana kerja yang lebih nyaman e. keselamatan kerja yang lebih baik
