Iluminasi atau Kuat Pencahayaan

1. Pencahayaan
( Iluminasi )
http://spatabang.blogspot.com

2. Pencahayaan Buatan
Untuk mendapatkan hasil penerangan/ penca
hayaan yang baik dan merata, kita harus
mempertimbangkan beberapa faktor yaitu :
1. Iluminasi (kuat penerangan)
2. Sudut penyinaran lampu
3. Jenis lampu
4. Warna dinding
5. Jarak penempatan lampu yang diperlukan
sesuai dengan fungsi ruang tersebut

3. Besaran Pencahayaan
1. Flux Cahaya (φ)
• Flux cahaya adalah energi yang diradiasikan keluar dari
suatu sumber cahaya setiap detiknya dalam bentuk
gelombang cahaya.
• Jadi flux cahaya dapat dipancarkan oleh suatu sumber
cahaya ialah seluruh jumlah cahaya yang dipancarkan
dalam satu detik.
• Dalam hubungannya dengan penerangan telah
dijelaskan bahwa 1 watt cahaya sama dengan 680
lumen. Jumlah lumen per watt (lm/W), disebut flux
cahaya spesifik

4. 2. Intensitas Cahaya (I)
• Intensitas cahaya dapat didefenisikan sebagai berikut :
I



dimana :
I : Intencitas cahaya (cd)
φ : Flux cahaya (lumen)
ω : sudut ruang (steradian) = 4π
Sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan
dalam bola dilingkupi oleh 4π steradian.

5. Intensitas Penerangan (E)
• Intensitas penerangan atau iluminasi atau kuat
penerangan adalah flux cahaya yang jatuh pada
suatu bidang atau permukaan.
• Satuan Intensitas penerangan adalah lumen /m2
atau Lux (Lx).
• Jika suatu bidang yang luasnya A m2, diterangi
dengan Φ lumen, intensitas penerangan rata-rata di
bidang itu adalah :
Rata rataE Lux
A

 

6. • Kalau 10 m2 diterangi dengan 1000 lumen kuat
penerangan adalah 100 Lux.
• Untuk kasus bidang permukaan yang tidak rata
dimana intensitas penerangan di suatu bidang
berkurang dengan kuadrat dari jarak antara sumber
cahaya dengan bidang itu, disebut hukum kuadrat,
dengan rumus :
2
( )
I
Ep lux
r


7. dimana :
Ep : intensitas penerangan di suatu titik P dari bidang
yang diterangi, dinyatakan dalam satuan lux
I : intensitas cahaya dalam satuan candela,
r : jarak dari sumber cahaya titik P, dinyatakan dalam
meter.
• Intensitas penerangan harus ditentukan di tempat di
mana pekerjaannya akan dilakukan.
• Bidang kerja umumnya diambil 80 cm di atas lantai.
Bidang kerja ini mungkin sebuah meja atau bangku
kerja, atau yang lainnya.

8. Contoh :
1. Sebuah fiting yang dirancang untuk jendela
toko memberikan intensitas cahaya sebesar
1000 kandela ke arah bawah. Hitunglah :
a) Jarak agar menghasilkan iluminasi sebesar 10
lux pada sebuah titik.
b) Jika jarak di dua kalikan, berapa besarnya
Intensitas agar menghasilkan iluminasi yang
sama.

9. Penyelesaian :
a) r =?
b) I = ? Jika r= 2. 10 = 20
2
1000
10
10
I I
E r
r E
r m
   

2
2
.
10.20 4000 ( )
I E r
I kandela cd

 

10. Hukum Cosinus
• Hukum Cosinus menyatakan bahwa besarnya
iluminasi E pada sebuah titik terhadap sumber
cahaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dan
berbanding lurus dengan Intensitas I dan cosinus
sudut yang mengapitnya.
• Rumus cosinus dinyatakan dengan rumus :
2
.cos
( )
I
E lux
r


• Perhatikan gambar
di samping :

11. • Berdasarkan gambar di atas, titik A adalah posisi
yang tegak lurus terhadap sumber cahaya sedangkan
titik B adalah titik yang membentuk sudut θ terhadap
sumber cahaya.
• Iluminasi pada titik A dimana θ = 0 derajat.
2
2
2
.cos
, 0
.1
.
o
a
a a
I
E
r
I
E I E h
h

 
  

12. Dengan menyamakan nilai I pada titik A dan B, maka
persamaan menjadi sbb :
2
3
2 3
.cos
, cos
.
..
b
b
b
I h
E
d d
h
I
E dI hdE I
d d h

 
   
3
2 .
. b
a
E d
E h
h

3
3
b
a
Eh
d E
 
• Iluminasi pada titik B.

13. Hubungan Kuadrat Terbalik
• Sumber cahaya memancarkan intensitas
cahaya (I) secara merata ke segala arah,
digantungkan dengan ketinggian h dari suatu
bidang kerja.
• Titik A tepat di bawah sumber cahaya dengan
jarah h, sedangkan titik B terletak dengan
jarak r dari sumber cahaya, maka hubungan
antara h dan r disebut Hukum Cosinus.
• Hubungan antara B dan r disebut dengan
Hubungan Kuadrat Terbalik.

14. Contoh :
• Sebuah papan iklan dengan panjang sisi 4,572 m
dipasang pada sebuah dinding dengan pinggiran
alasnya dekat ke tanah. Sebuah lampu memberikan
intensitas penerangan sebesar 4000 kandela dalam
segala arah ke permukaan papan iklan. Lampu
dipasang sejajar dengan bagian bawah papan pada
jarak 6,096 m. Lampu memberikan penerangan
maksimum di tengah-tengah pinggiran alas papan.
Hitunglah besarnya penerangan di :
a) Tengah-tengah pinggiran alas
b) Tengah-tengah pinggiran atas
c) Salah satu pojok atas

15. Gambar Papan dan lampu
• A adalah titik tegak lurus
terhadap lampu dengan
jarak h1 = 6,096 m
• B adalah titik tengah
pinggiran atas dengan jarak
kemiringan d1.
• C dan D adalah titik pojok
papan iklan.
• h1 dan h2 adalah jarak
tegak lurus terhadap lampu.
• d1 dan d2 adalah jarak
miring terhadap lampu

16. Penyelesaian :
a) Iluminasi di tengah-tengah pinggiran alas (titik A)
2
2
.cos
, 0
4000.1
107,6
(6,096)
o
a
a a
I
E
r
E E lux

 
  
b) Iluminasi di tengah-tengah pinggiran atas (titik B)
1
3
1
.
b
I h
E
d


17. Menurut Hukum Cosinus, iluminasi pada titik B adalah :
2 2
1 1
2 2
1
1
1
(6,096) (4,572)
37.16 20.90 58.0644
7.62
d h s
d
d
d m
 
 
  

3
4000. 6,096
55,1
(7,62)
bE lux 

18. • Jarak tegak lurus posisi C terhadap lampu adalah
h2. Jarak h2 adalah :
c) Iluminasi di tengah-tengah pojok atas (titik C)
2 2
2
2 2
2
2
(1/ 2. )
(6,096) (2,2286)
6,51
h h s
h
h m
 
 

• Jarak miring posisi C terhadap lampu adalah d2.
Jarak d2 adalah : 2 2
2 2
2 2
2
2
(6,51) (4,572)
7,955
d h s
d
d m
 
 


19. Iluminasi pada titik C adalah :
3
4000. 6,096
48,43
(7,955)
cE lux 
2
3
2
.
c
I h
E
d


20. 2. Sebuah lampu (L) digantungkan dengan ketinggian 8
meter tepat di atas titik A pada suatu bidang kerja.
Lampu tersebut memberikan flux cahaya sebesar
1200 lumen ke seluruh arah. Berapa kuat
penerangan pada titik A dan B bila jarak A dan B
sebesar 6 meter ?
Penyelesaian :
φ = 1200 lumen
1200
95,5
4.
I cd

 
  

21. Panjang r adalah α:
2 2
8 6 10r m  
8
cos 0,8
10
  
Jadi kuat penerangan di titik A dan B
2
2
.
95,5.1
1,49
8
95,5.0,8
0,764
10
A
B
I Cos
E
r
E Lux
E Lux


 
 

22. Keuntungan Pencahayaan
Keuntungan-keuntungan penerangan yang baik,
khususnya bagi ruang kerja kantor dan industri :
1. Peningkatan produksi
2. Peningkatan kecermatan
3. Terjaminnya kesehatan dan keselamatan kerja
4. Suasana kerja yang lebih nyaman

23.  Penerangan suatu ruangan kerja yang baik harus
tidak melelahkan mata.
 Perbedaan intensitas penerangan yang terlalu
besar antara bidang kerja dan di sekelilingnya
harus dihindari karena akan melelahkan mata.
 Perbandingan antara intensitas penerangan di
bidang kerja harus sekurang-kurangnya 0,7 dan
perbandingan dengan sekelilingnya harus
sekurang-kurangnya 0,3.
Pencahayaan yang baik

24. Penempatan Titik Lampu
• Posisi lampu pada ketinggian yang tepat merupakan
hal yang sangat penting dalam pencahayaan suatu
ruangan.
• Ketinggian yang tidak tepat dapat mempengaruhi
pencahayaan dalam ruangan. Selain itu berpengaruh
juga pada pemasangan dan pemeliharaan lampu.
• Nilai perbandingan ketinggian ruang bergantung
pada jenis lampu (fiting) dan pencahayaan yang
ditetapkan.

25. • Jumlah lumen yang dibutuhkan pada sebuah ruang
bangunan tertentu dinyatakan dengan rumus :
.
.
E A
Lumen
MF CU

E = iluminasi
A = Luas bidang permukaan
MF = Faktor pemeliharaan ( Maintenance Factor)
CU = Koefisien penggunaan (coefficient of use)
Iluminasi dari sekelompok Unit Cahaya dinyatakan
dengan rumus :
. .Total Lumen MF CU
lux
A


26. Contoh :
Sebuah toko dengan ukuran ruangan panjang 15 m,
lebar 9 m, dan tinggi 3 m sampai tiang penopang akan
diterangi sampai 200 lux. Faktor pemakaian dan faktor
pemeliharaan adalah 0,9 dan 0,8. Buatlah suatu
gambar rencana dari toko tersebut menurut skala dan
tentukanlah titik lampu yang dibutuhkan. Lampu yang
digunakan adalah wolfram dan bersifat menyebarkan.
Efisiensi sebuah lampu adalah 13 lumen/W dan
pembandingan ruang ketinggian sebesar satu satuan.

27. • Lumen yang dibutuhkan :
.
.
E A
Lumen
MF CU

200.15.9
37500
0,9. 0,8
Lumen  
• Perbandingan ruang ketinggian sebesar 1 satuan
adalah :
1
s
h

• Tinggi pemasangan h = 3 m, sisi s adalah :
S = 3. 1 = 3 m

28. Jarak antara lampu = 3m
Jarak pada sisi panjang = 15/3 = 5 bagian
Jarak pada sisi lebar = 9/3 = 3 bagian
Banyaknya lampu = 3 . 5 = 15 lampu
Rancangan penempatan titik Lampu sbb :

29. • Efisiensi sebuah lampu adalah 13 lumen/W, maka
daya total lampu adalah :
Lumen
Dayatotal
Eff

Maka daya tiap lampu adalah :
2885
192,3
15 15
Ptotal
P W  
Dengan demikian diperlukan 15 lampu dengan daya tiap
lampu 200 W
37500
2885
13
Dayatotal W 

30. Daya Pencahayaan Maksimum
Jenis ruang
Daya Pencahayaan
Maksimum
Ruang kantor/ industri 15 watt/ m2
Rumah 10 watt/m2
Toko 20-40 watt/m2
Hotel 10-30 watt/m2
Sekolah 15-30 watt/m2
Rumah sakit 10-30 watt/m2
Menurut SNI, daya pencahayaan maksimum seperti
dalam tabel berikut :

31. • Misalnya, rumah ukuran 36 m2, maka jumlah daya
untuk lampu harus di bawah 360 watt. Jika
jumlahnya berlebih, sebaiknya kurangi titik lampu
atau gunakan jenis lampu hemat energi.
• Jumlah lampu pada suatu ruang ditentukan / dapat
dihitung dengan rumus sebagai berikut:
. .
. . .
E L W
N
LLF CU n

L
W x
w
 
dimana :
W = daya lampu,
L/w= Lumen per watt (dilihat pada box lampu).

32. dimana :
N = jumlah titik lampu
E = Kuat Penerangan (Lux)
L = Panjang Ruang(Meter)
W= Lebar Ruang (Meter)
φ = Total Lumen Lampu / Lamp Luminous Flux
LLF= Light loss factor / Faktor Cahaya Rugi (0,7-0,8)
CU= coeffesien of utilization /Faktor Pemanfaatan (50-65 %)
n = Jumlah Lampu dalam 1 titik Lampu

33. Kuat Penerangan
Perkantoran 200 - 500 Lux
Apartemen / Rumah 100 - 250 Lux
Hotel 200 - 400 Lux
Rumah sakit / Sekolah 200 - 800 Lux
Basement / Toilet / Coridor / Hall
/ Gudang / Lobby 100 - 200 Lux
Restaurant / Store / Toko 200 - 500 Lux

34. Contoh :
Sebuah ruang tamu dengan panjang 7 meter dan lebar
4 meter, akan dipasang dengan lampu PL 18 watt.
Berapa jumlah lampu yang akan dipasang pada ruang
tamu tersebut. Lampu PL 18W dengan type ESSENTIAL
18W CDL E27 220-240V mempunyai Luminous Efficacy
Lamp sebesar 61 Lm/W.
Diketahui :
E = 150 (100 – 250 Lux)
L = 7 meter
W = 4 meter
N = 1 bh
LLF = 0,8 (Antara 0,7-0,8)
CU = 65% (antara 50-65 %)
Ø = 1098 lumen

35. Ditanyakan : N = ?
Jumlah Titik Lampu yang akan dipasang pada ruang 7 x 4
meter dengan menggunakan jenis lampu PL 18
w (ESSENTIAL 18W CDL E27 220-240V)
Penyelesaiannya :
. .
. . .
E L W
N
LLF CU n

150.7.4
1098.0,8.0,65.1
4200
7,36
570,96
8
N
N
N titik lampu

 


36. • Menurut standart SNI, untuk penerangan rumah
tidak boleh melebihi 10 W/M², maka :
2 .
/
N Watt lampu
JumlahW m
Luas Ruangan

2
2
8.18
/
7.4
144
/ 5,14
27
JumlahW m
JumlahW m

 
• Dari perhitungan diatas, kita mengetahui bahwa
ruangan tamu ukuran 7 x 4 meter akan dipasang
lampu PL 18W dengan type ESSENTIAL 18W CDL E27
220-240V memerlukan paling tidak 8 titik lampu.

37. Latihan Soal
1. Sebuah bengkel perakitan dengan ukuran ruangan
25 m x 18 m membutuhkan penerangan umum
untuk permukaan bangku sebesar 150 lux.
Disarankan menggunakan lampu :
a) Filamen wolfram 150 W yang memberikan 13
lumen/watt
b) Fluoresen 80 W yang memberikan 35
lumen/watt.
Faktor pemeliharaan lampu 0,8 dan koefisien
pemakaian ruangan 0,6. Hitunglah jumlah lampu
yang digunakan untuk kondisi a) dan b).

38. 2. Sebuah kantor membutuhkan penerangan rata-rata
untuk permukaan meja sebesar 150 lux. Ada
beberapa alternatif penggunaan lampu sbb :
a) Fluoresen 80 W dengan lumen 2800 lumen
b) Filamen wolfram 1000 W dengan nilai yang
diperbolehkan 100 kandela.
Koefisien pemakaian ruangan 0,55 dan faktor
penyusutan lampu 1,25. Hitunglah jumlah lampu
yang diperlukan dari a) dan b).

39. SEKIAN