Final FP Fisbang [PDF]

Citation preview

PROPOSAL FINAL PROJECT EVALUASI PENCAHAYAAN PADA GEDUNG MEDICAL CENTER ITS SURABAYA



Disusun oleh : Kelompok 1 ACHMAD FAKHRUR ROZZI GHINA KIFAYAH PUTRI A A NGR ARYMURTI SANTOSA ABDUSSALAM DARMAATMAJA CHRISTHOPER PANJAITAN R. MUHAMMAD ISA AL-RASYID LIVIA LINA VELENTINA QORIATUL KHASANAH ILHAM AKBAR IBRAHIM RIZALDY MUSLIM SUTARTO



02311440000073 02311540000041 02311540000110 02311540000049 02311540000125 02311540000087 02311640000033 02311640000038 02311640000096 02311640000127



Asisten Pembimbing : Fery Dwi Purwanto



PROGRAM STUDI S-1 DEPARTEMEN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2018



LEMBAR PENGESAHAN PROPOSAL FINAL PROJECT JURUSAN TEKNIK FISIKA FTI-ITS



Judul



: EVALUASI PENCAHAYAAN PADA MEDICAL CENTER ITS SURABAYA



1. Bidang Studi 2. a. Ketua b. NRP c. Jenis Kelamin 3. Jangka Waktu 4. Asisten Pembimbing 5. Usulan Proposal ke 6. Status



: : : : : : : :



GEDUNG



Fisika Bangunan Rizaldy Muslim Sutarto 02311640000127 Laki-laki 3 Minggu Fery Dwi Purwanto 1 Baru



Surabaya, 23 April 2018 Pengusul,



Rizaldy Muslim Sutarto 02311640000127 Menyetujui, Asisten Pembimbing I,



Fery Dwi Purwanto NRP. 02311540000021 Koordinator Final Project Fisika Bangunan



Septyan Arief Isnandar



NRP. 02311440000029



I.



II. III.



Judul Final Project EVALUASI PENCAHAYAAN SURABAYA Mata Kuliah yang Diambil Fisika Bangunan



PADA



GEDUNG



MEDICAL



CENTER



ITS



Pembimbing Fery Dwi Purwanto



IV.



Latar Belakang Masalah Indonesia merupakan salah satu negara dari ketiga belas negara yang dilalui oleh garis Katulistiwa. Seperti yang telah kita ketahui bahwa garis Katulistiwa merupakan garis imajinair yang membagi bumi menjadi dua bagian, dimana matahari beredar di antara garis katulistiwa dengan garis lintang utara dan selatan pada 2312 °. Berdasarkan kondisi geografis tersebut maka dapat dikatakan Indonesia memiliki lama penyinaran yang lebih besar daripada negara-negara yang berada di luar ekuator, lama penyinaran matahari di Indonesia kurang lebih 120 W/m2 [1]. Dengan berlimpahnya sumber pencahayaan alami tersebut tentunya penggunaan pencahayaan buatan dapat diminimalisir sehingga dapat mengurangi penggunaan energi listrik di Indonesia sesuai dengan Instruksi Presiden No. 10 tahun 2005 dan Peraturan Presiden No 5 tahun 2006 mengeluarkan ketentuan/peraturan tentang konservasi energi, yang bertujuan supaya lembaga atau institusi pemerintah dan swasta untuk melakukan pengelolaan energi listrik secara efisien dan efektif [2]. Pada sebuah jurnal disebutkan bahwa penggunaan listrik untuk pencahayaan mencapai 22% menempati posisi kedua setelah penggunaan listrik untuk pendingin ruang yakni sebesar 24.7 %. Berdasarkan data Green Building Council Indonesia (GBCI), proporsi konsumsi energi di sektor bangunan gedung secara berturut-turut adalah untuk penggunaan AC, pencahayaan dan lainnya sebesar 55%, 22%, dan 23%. Medical Center ITS merupakan salah satu fasilitas kesehatan yang ada ITS Sukolilo. Sebagai sebuah bangunan yang digunakan untuk tempat berobat, konsultasi dengan dokter, pemerikasan , dan hal hal lainyang berhubungan dengan kesehatan tentu saja memiliki standart sendiri dalam hal pencahayaan agar dapat menimbulkan kesan nyaman saat beraktifitas di dalamnya. Pencahayaan di Medical Cener ITS menggunakan pencahayaan alami dan pencahayaan buatan. Pencahayaan alami adalah cahaya yang ditimbulkan dari alam, sedangkan pencahayaan buatan adalah cahaya yang ditimbulkan oleh benda yang dibuat oleh manusia Oleh karena itu perlu diadakan evaluasi pencahayaan bertempat di Medical Cener ITS supaya kenyamanan dalam segi pencahayaan bisa tercapai, karena dengan pencahayaan yang cukup sehingga menimbulkan efek nyaman bagi pasien, dokter maupun pekerja lainnya.



V.



Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang pentingnya Analisa Pencahayaan pada suatu ruang, berikut perumusan masalah : 1. Bagaimana kuat pencahayaan alami dan buatan dengan menggunakan metode Grid pada ruangan di lantai 1 dan lantai 2 Medical Center ITS? 2. Bagaimana menghitung daya pencahayaan dari lampu pada ruangan Medical Center ITS berdasarkan pengukuran manual dan simulasi?



3. Bagaimana mengevaluasi nilai kuat pencahayaan total di setiap lantai sesuai SNI 036575-2001?



VI.



Tujuan Tujuan final project ini adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui kuat pencahayaan alami dan buatan dengan menggunakan metode Grid pada ruangan di lantai 1 dan lantai 2 Medical Cener ITS. 2. Mengetahui cara menghitung daya percahayaan dari lampu pada ruangan Medical Centre ITS berdasarkan pengukuran manual dan simulasi 3. Mampu mengevaluasi nilai kuat pencahayaan dari lampu total di setiap lantai sesuai SNI 03-6575-2001.



VII. Batasan Masalah Agar penelitian tugas akhir ini memiliki ruang bahasan yang jelas, tanpa mengurangi tujuan final project maka ditetapkan pendekatan sebagai berikut: 1. Ruangan selain koridor, ruangan staff dan ruang pemeriksaan diabaikan. 2. Lubang cahaya efektif hanyalah jendela luar sedangkan jendela dalam di abaikan.



VIII. Tinjauan Pustaka Berikut merupakan referensi sebelumnya yang berkaitan dengan final project ini : 1. Anonim. “Pedoman Pencahayaan di Rumah Sakit”. Pada referensi ini membahas mengenai desain lubang cahaya efektif pada ruang ICU dan Ruang Perawatan sesuai SNI untuk pencahayaan alami dan buatan. [1] 2. Mardan Anasiru. “Pencahayaan Alami pada Bangunan Berkoridor Tengah dengan Menggunakan Sistem Pencahayaan Tabung Horizontal”. Jurnal ini membahas tentang distribusi pencahayaan pada lubang cahaya efektif di koridor. [2] 3. Jusuf Thojib. “Kenyamanan Visual melalui Pencahayaan Alami pada Kantor”. Penelitian ini membahas mengenai rancangan pencahayaan alami pada ruang meeting dan ruang staff di gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya” [3]



IX.



Teori Penunjang 9.1 Cahaya dan besaran-besaran pencahayaan Cahaya menurut KBBI yaitu sinar atau terang (dari sesuatu yang bersinar seperti matahari, bulan, lampu) yang memungkinkan mata menangkap bayangan benda-benda di sekitarnya. Sedangkan pencahayaan adalah sebuah proses untuk memberikan cahaya.Cahaya adalah suatu gelaja fisis dimana sumber cahaya memancarkan energi dan sebagian energi dirubah menjadi cahaya tampak. Perambatan cahaya di ruang bebas dilakukan oleh gelombang-gelombang elektromagnetik. Sehingga cahaya itu merupakan suatu gejala getaran.Gejala-gejala getaran yang sejenis dengan cahaya



ialah gelombang-gelombang panas, radio, televisi dan sebagainya. Gelombanggelombang ini hanya berbeda frekuensinya saja. [4] Beberapa besaran yang perlu diperhatikan dalam pencahayaan antara lain: a. Fluks cahaya (luminous flux), didefinisikan sebagai aliran energi cahaya dari suatu sumber cahaya ke semua arah per satuan waktu. Fluks cahaya memiliki satuan lumen. b. Iluminansi, ialah densitas atau flux cahaya yang diterima oleh suatu permukaan. Iluminansi diukur dalam satuan lux (lumen/m2) atau footcandle (fc). c. Intensitas cahaya (luminous intensity), yaitu jumlah flux cahaya persatuan sudut cahaya yang dipancarkan ke arah tertentu, memiliki satuan kandela. d. Luminansi, yaitu intensitas cahaya yang diterima oleh mata pengamat dan merupakan ukuran untuk terang suatu benda baik pada sumber cahaya maupun pada suatu permukaan. Luminasi berhubungan dengan masalah kesilauan terhadap mata, kenyamanan serta karakteristik penerangan pada bidang kerja. Hal ini berhubungan pula koefisien refleksi, perbedaan kontras pengertian pencahayaan alami dan faktor pencahayaan alami siang hari yang terang dan yang gelap, dan juga bayangan. Satuan dari luminansi yaitu Cd/ft2 atau Cd/m2. 9.2 Kriteria Teknik Pencahayaan Dalam merencanakan instalasi pencahayaan, ada 6 kriteria yang perlu diperhatikan untuk mendapatkan pencahayaan yang baik, yaitu yang memenuhi fungsi supaya mata kita dapat melihat dengan jelas dan nyaman. Kelima kriteria ini saling mempengaruhi dan tidak dapat berdiri sendiri secara terpisah karena masing-masing bergantung satu sama lain dalam menghasilkan kualitas pencahayaan yang optimal. Keenam kriteria tersebut, antara lain: a. Kuantitas atau jumlah cahaya pada permukaan tertentu (lighting level) atau tingkat kuat penerangan. b. Distribusi kepadatan cahaya (luminance distribution). c. Pembatasan agar cahaya tidak menyilaukan mata (limitation of glare). d. Arah pencahyaan dan pembentukan bayangan (light directionality and shadows). e. Warna cahaya dan refleksi warnanya (light colour and colur rendering). f. Dan terakhir kriteria yang dapat mempengaruhi pencahayaan yang optimal, yaitu kondisi dan iklim ruang. g. ruang.



Tabel 1. Standar Tingkat Pencahayaan pada Ruangan



9.3 Pencahayaan alami dan faktor pencahayaan alami siang hari Cahaya alami adalah cahaya yang bersumber dari cahaya matahari. Intensitas cahaya yang dihasilkan bervariasi tergantung pada jam, musim dan tempat. Pencahayaan alami menjadi pilihan utama untuk dipertimbangkan ketika mendesain sebuah bangunan. Keuntungan dari penggunaan cahayaan alami dalam suatu bangunan adalah pengurangan terhadap konsumsi energi listrik. Oleh karena itu sangat disarankan agar menggunakan cahaya alami semaksimal mungkin di dalam banguanan untuk memenuhi kebutuhan pencahayaan manusia dalam berkegiatan. [5] Adapun factor factor pencahayaan alami terdapat tiga antara lain: a. Komponen Langit (Faktor langit-fl) komponen pencahayaan langsung dari langit b. Komponen refleksi luar (Faktor refleksi luar) merupakan komponen pencahayaan yang asalnya dari benda luar



c. Komponen refleksi dalam (Faktor refleksi dalam) merupakan komponen pencahayaan setelah cahaya masuk ke dalam ruangan, dan dipantulkan dari benda benda di dalam ruangan 9.4 Titik ukur a. Titik ukur diambil pada suatu bidang datar yang letaknya pada tinggi 0,75 meter di atas lantai. Bidang datar tersebut disebut bidang kerja. b. Untuk menjamin tercapainya suatu keadaan pencahayaan yang cukup memuaskan maka Faktor Langit (fl) titik ukur tersebut harus memenuhi suatu nilai minimum tertentu yang ditetapkan menurut fungsi dan ukuran ruangannya. c. Dalam perhitungan digunakan dua jenis titik ukur:  titik ukur utama (TUU), diambil pada tengah-tengah antar kedua dinding samping, yang berado pada jarak 1/3d dari bidang lubang cahaya efektif,  titik ukur samping (TUS), diambil pada jarak 0,50 meter dari dinding samping yang juga berada pada jarak 1/3d dari bidang lubang cahaya efektif, dengan d adalah ukuran kedalaman ruangan, diukur dari mulai bidang lubang cahaya efektif hingga pada dinding seberangnya, atau hingga pada "bidang" batas dalam ruangan yang hendak dihitung pencahayaannya itu.



Gambar 2. Penjelasan Titik Ukur d. Jarak “ d " pada dinding tidak sejajar Apabila kedua dinding yang berhadapan tidak sejajar, maka untuk d diambil jaralk di tengah antara kedua dinding samping tadi, atau diambil jarak rataratanya. e. Ketentuan jarak "1/3d" minimum Untuk ruang dengan ukuran d sama dengan atau kurang dari pada 6 meter, maka ketentuan jarak 1/3d diganti dengan jarak minimum 2 meter. 9.5 Faktor langit



Faktor langit (fl) suatu titik pada suatu bidang di dalam suatu ruangan adalah angka perbandingan tingkat pencahayaan langsung dad langit di titik tersebut dengan tingkat pencahayaan oleh Terang Langit pada bidang datar di lapangan terbuka. Pengukuran kedua tingkat pencahayaan tersebut dilakukan dalam keadaan sebagai-berikut: a. Dilakukan pada saat yang sama. b. Keadaan langit adalah keadaan Langit Perancangan dengan distribusi terang yang merata di mana-mana. c. Semua jendela atau lubang cahaya diperhitungkan seolah-olah tidak ditutup dengan kaca. Suatu titik pada suatu bidang tidak hanya menerima cahaya langsung dari langit tetapi juga cahaya langit yang direfleksikan oleh permukaan di luar dan di dalam ruangan.Perbandingan antara tingkat pencahayaan yang berasal dari cahaya langit baik yang langsung maupun karena refleksi, terhadap tingkat pencahayaan pada bidang datar di lapangan terbuka disebut faktor pencahayaan alami siang hari. Dengan demikian faktor langit adalah selalu lebih kecil dari faktor pencahayaan alami siang hari. Pemilihan faktor langit sebagai angka karakteristik untuk digunakan sebagai ukuran keadaan pencahayaan alami siang had adalah untuk memudahkan perhitungan oleh karena fl merupakan komponen yang terbesar pada titik ukur. Faktor langit juga dapat dicari dengan persamaan berikut ini 1



𝐿



𝑓𝑙 = 2𝜋 (arctan 𝐷 −



1 2 √1+(𝐻) 𝐷



𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛



𝐿/𝐷 2



√1+(𝐻)



……………………………………(9.1)



𝐷



9.6 Pencahayaan Buatan Cahaya buatan adalah penyediaan penerangan buatan melalui intalasi listrik atau sistem energi dalam bangunan gedung agar orang didalamnya dapat melakukan kegiatanya sesuai bangunan gedung (UU Rep. Indonesia Tentang Bangunan Gedung No.28, 2002). Pencahayaan buatan biasanya diperlukan apabila tidak tersedia cahaya alami pada saat-saat antara matahari terbenam sampai matahari terbit. Juga pada saat cuaca di luar rumah tidak memungkinkan menghantarkan cahaya matahari sampai ke dalam rumah. Pencahayaan buatan pun digunakan saat cahatya matahari tidak dapat menjangkau ruangan atau menerangi seluruh ruangan secara merata, karena letak ruang dan lubang cahaya tidak memungkinkan. 9.6.1 Faktor-faktor yang mempengaruhi pencahayaan buatan (artificial light) a. Pengaruh armature Armatur adalah rumah lampu dipancarkan oleh lampu yang dipasang didalamnya dilengkapi dengan alat pelindung lampu dari peralatan pengendalian listrik. Reflektor dan alat pengatur arah sinar lampu sangat menambah kekuatan cahaya, yang paling baik memantulkan cahaya kembali adalah cermin croom pada kaca yang terarah, email putih dan perak. Nikel dan kuningan juga baik untuk memantulkan cahaya, tapi bahan-bahan tersebut mudah dioksidasi oleh udara. Kap lampu dari kertas jepan, plastic transparan, gelas kristal dan lain-lain lebih berfungsi sebagai pelembut kecerlangan atau penciptaan suasana. Bahan yang bagus adalah kaca dengan lapisan opal atau lapisan kaca susu.



b. Pengarauh Keadaan dinding Langit-langit Lantai dan Sebagainya Semakin muda warna permukan bidang ruangan akan semakin baik dan ekonomis, karena jumlah cahaya yang dipantulkan oleh bidang tersebut semakin sempurna. Bidang yang halus dan mengkilat merupakan reflector yang bagus, tetapi sering tidak memberikan kenyamanan pada mata. Lantai yang terlalu mengkilat dan putih, membuat cahaya sudah menjadi cukup pada ruangan tetapi membuat mata mudah lelah. Oleh karena itu karpet sering digunakan untuk pembaur sinar dari sumber cahaya. Kaca kadang juga sangat mempengaruhi pencahayaan. Kaca jendela kadang selain menghamburkan cahaya keluar ruangan juga memberikan bayangan refleksi yang mengganggu. Tetapi kadang penghamburan cahaya disengaja untuk untuk mengintegraskan antara luar bangunan dan kondisi dalam bangunan. c. Perhitungan Faktor Penggunaan Faktor penggunaan didefinisikan sebagai persen dari lumen lampu kosong yang mengeluarkan cahaya dan mencapai bidang dan cahaya yang dipantulkan permukaan ruangan. Pihak pabrik akan memasok luminer dengan tabel CU nya sendiri yang berasal dari hasil pengujian fotometrik. Dengan menggunakan tabel yang tersedia dari pabrik, ditentukan untuk faktor pemasangan berbagai cahaya jika pantulan dari didnding dan langit-langit diketahui, indeks ruangan talah ditentukan dan jenis luminer telah diketahui. 9.6.2 Istilah-istilah dalam Pencahayaan Buatan Berikut adalah beberapa istilah yang sering muncul ketika membahas mengenai pencahayaan buatan. a. Armatur, yaitu rumah lampu yang digunakan untuk mengendalikan dan mendistribusikan cahaya yang dipancarkan oleh lampu yang dipasang didalamnya, dilengkapi dengan peralatan untuk melindungi lampu dan peralatan pengendali listrik. b. Balast, ialah alat yang dipasang pada lampu TL dan lampu pelepasan gas untuk membatasi arus listrik dalam pengoperasian lampu-lampu tersebut. Sedangkan rugirugi balast bisa diartikan sebagai rendemen atau kehilangan daya listrik (dalam watt) akibat pemasangan balast. c. Koefisien depresiasi (kd) atau koefisien rugi-rugi cahaya, merupakan perbandingan antara tingkat pencahayaan setelah jangka waktu tertentu dari instalasi pencahayaan digunakan terhadap tingkat pencahayaan pada waktu instalasi baru. Besarnya koefisien depresiasi dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti misalnya kebersihan dari lampu dan armatur, kebersihan dari permukaan-permukaan ruangan, dan lain sebagainya. d. Koefisien penggunaan (kp), merupakan perbandingan antara fluks cahaya yang sampai di bidang kerja terhadap fluks cahaya yang dipancarkan oleh semua lampu. Besarnya koefisien penggunaan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya distribusi intensitas cahaya dari armatur, dimensi ruangan, dan lain sebagainya.



e. Renderasi warna, adalah efek psikofisik suatu sumber cahaya atau lampu terhadap warna obyek-obyek yang diterangi, dinyatakan dalam suatu angka indeks yang diperoleh berdasarkan perbandingan dengan efek warna sumber cahaya referensi pada kondisi yang sama. [5] 9.7 Tingkat Pencahayaan Ruangan Menggunakan Metode Grid Pada tempat kerja secara umum cahaya menyediakan penerangan yang menyeluruh pada area kerja untuk memenuhhi tingkat pencahayaan yang dibutuhkan untuk melakukan aktivitas tertentu. Untuk menentukan kecukupan tingkat pencahayaan maka perlu dilakukan pengukuran tingkat pencahayaan di ruangan tersebut. Untuk meningkatkan akurasi dari pengukuran maka ruangan harus dibagi – bagi menjadi sejumlah area lebih kecil yang sama luas (persegi). Pada ruangan dengan tinggi 2.5 m pada umumnya untuk luas area kurang dari 50m2 maka area setidaknya dibagi menjadi 16 kotak. Untuk area dengan luas mencapai 100m2 maka setidaknya area dibagi menjadi 25 kotak, dan untuk area yang lebih luas setidaknya area dibagi menjadi 36 kotak. [5]



Gambar 2. Metode Grid



X.



Metodologi Penelitian 10.1 Tahapan Penelitian Adapun pelaksanaan penelitian ini secara garis besar digambarkan dalam diagram alir



Mulai



Persiapan Penelitian



Pengukuran dimensi bangunan dan pendataan



Pengambilan data



Simulasi dengan Software



Telah memenuhi standar SNI



YA



Analisis



Penarikan kesimpulan



Selesai



Gambar 3. Diagram Alir Metode Pelaksanaan Penelitian 10.2 Persiapan Penelitian Tahapan persiapan penelitian bertujuan untuk memersiapkan teknis dan non-teknis penelitian dalam keadaan siap menunjang berhasilnya penelitian. Secara umum tahap persiapan penelitian meliputi administrasi perizinan penelitian dan pengadaan alat serta bahan. Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:  Roll meteran  Lux Meter



 Spidol  PC yang sudah terinstal DIALux  Meteran digital 10.3 Pengukuran Dimensi Bangunan Pada tahap ini dilakukan pengukuran dimensi bangunan Medical Centre ITS. Dimensi bangunan diukur mulai dari panjang, lebar, dan tinggi pada ruangan yang akan di ukur. Selain itu, dimensi dari sumber pencahayaan alami (jendela) diukur dan pendataan barang-barang yang terdapat dalam ruangan. Dimensi pada ruangan yang telah diukur digunakan sebagai acuan dalam pengambilan data pencahayaan alami dan buatan. Sedangkan, data-data barang dalam ruangan digunakan untuk simulasi dalam software DIALux. 10.4 Pengambilan data penelitian Pada tahapan ini dilakukan pengambilan data penelitian dengan beberapa metode pengukuran yaitu, metode grid dan perhitungan faktor langit. Pengambilan data yang diambil merupakan besar kuat pencahayaan menggunakan Lux Meter. Selain itu, pengambilan data dilakukan pada waktu siang untuk pencahayaan alami dan malam hari untuk pencahayaan buatan. 10.5 Simulasi dengan Software Tahapan ini bertujuan untuk mensimulasikan pencahayaan alami dan pencahayaan buatan yang terdapat pada Medical Centre ITS . Selain itu, dilakukan desain simulasi pencahayaan buatan pada ruangan di Medical Centre ITS yang sudah sesuai standar SNI.



XI.



Jadwal Kegiatan Untuk jadwal pelaksanaan final project ini adalah sebagai berikut: Tabel 2. Jadwal Pelaksanaan Final Project No



Kegiatan



1 2 3



Studi literatur Persiapan alat dan bahan Pengambilan data Analisa dan Penyusunan laporan Presentasi Hasil Final Project



4 5



Minggu ke1 2 3



XII. Daftar Pustaka [1] Anonim. “Pedoman Pencahayaan Rumah Sakit” Departemen Kesehatan RI [2] Anasiru M. Mardan. Pencahayaan Alami Pada Bangunan Berkoridor Tengah Dengan Menggunakan Sistem Pencahayaan Tabung Horizontal [3] Thojib Jusuf dkk. “Kenyamanan Visual Melalui Pencahayaan Alami pada Kantor”. Jurnal RUAS, Volume 11` N0 2, Desember 2013, ISSN 1693-3702 [4] Atmam and Zulfahri, "Analisis Intensitas Penerangan dan Penggunaan Energi Listrik di Laboratorium Komputer Sekolah Dasar Negeri 150 Pekanbaru," Jurnal Sains, Teknologi dan Industri, vol. 13, pp. 1-8, December 2015. [5] B. S. Nasional, SNI 03-2396-2001: Tata cara perancangan sistem pencahayaan alami pada bangunan gedung.