Cara Menghitung banyaknya lampu penerangan yang diperlukan pada suatu ruangan

Menghitung banyaknya lampu penerangan yang diperlukan pada suatu ruangan merupakan salah satu bagian dari kriteria perancangan sistem pencahayaan buatan pada bangunan gedung. Peran pencahayaan buatan yang bersumber dari alat buatan manusia contohnya dalam hal ini adalah lampu untuk berbagai fungsi ruang yang kurang cahaya sangatlah penting bagi manusia untuk mengenali suatu obyek secara visual.

Tanpa adanya penerangan, belum tentu ruangan tersebut dapat berfungsi dengan baik. Sebaliknya, suatu ruang dengan penerangan yang berlebihan dapat mengganggu penglihatan serta pemborosan energi listrik. Agar diperoleh penerangan yang sesuai dengan syarat kesehatan, kenyamanan dan keamanan pada suatu ruang, SNI 6197:2011 merekomendasikan besarnya nilai tingkat pencahayaan untuk berbagai fungsi ruang seperti yang terlihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 1. Tingkat pencahayaan rata-rata yang direkomendasikan, SNI 6197:2011

Suatu ruangan yang telah terdapat sistem pencahayaan buatan, besarnya nilai tingkat pencahayaan tersebut dapat diketahui dengan menggunakan alat luxmeter atau dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini :

Persamaan Tingkat Pencahayaan rata-rata

Dimana :

• Ftotal, Fluks Cahaya (luminous flux) total dari seluruh lampu yang menerangi bidang kerja,
• A, Luas bidang kerja (m²),
• Kp, Koefisien penggunaan,
• Kd, Koefisien depresiasi,

Fluks Cahaya

Fluks Cahaya (luminous flux) dengan satuannya lumen (lm) merupakan jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya buatan, dalam hal ini contohnya adalah lampu. Besarnya fluks cahaya (luminous flux) pada lampu penerangan dapat diketahui melalui spesifikasi pada produk lampu tersebut. Semakin besar nilai fluks cahaya (luminous flux) dengan satuannya lumen (lm) yang terdapat pada sumber cahaya, maka tingkat pencahayaan yang dihasilkan akan semakin terang.

Koefisien penggunaan (Kp)

Koefisien penggunaan didefinisikan sebagai perbandingan antara fluks cahaya yang sampai ke bidang kerja terhadap fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Perlu diketahui, fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya tidak semuanya mencapai bidang kerja. Sebagian cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya buatan diserap oleh armatur, sebagian dipancarkan ke arah atas dan sebagian lagi dipancarkan ke arah bawah.

Berdasarkan distribusi intensitas cahaya, armatur dikelompokkan seperti terlihat pada tabel dibawah ini :

Klasifikasi Armatur

Fluks cahaya yang diterima oleh langit-langit, dinding dan lantai masing-masing menyatakan bagian yang dipantulkan dari fluks cahaya. Besarnya nilai koefisien penggunaan sangat bergantung pada nilai reflektansi langit-langit, dinding dan lantai serta luas area yang akan diberi penerangan oleh sumber cahaya buatan.

➤ Indeks Ruang

Indeks ruang atau indeks bentuk merupakan nilai angka yang mewakili geometris suatu ruangan yang berbentuk bujur sangkar, nilai indeks ruang ini digunakan untuk perhitungan koefisien penggunaan dan dinyatakan dengan persamaan dibawah ini :

Persamaan Indeks Ruangan atau Indeks Bentuk

Dimana :

• p, panjang ruangan (m),
• l, lebar ruangan (m),
• h, jarak/tinggi armatur terhadap BIDANG KERJA

Bidang Kerja merupakan bidang horizontal dengan tinggi 0.75 m di atas lantai. Apabila nilai indeks ruang (k) yang diperoleh tidak terdapat pada tabel koefisien penggunaan sebuah armatur, maka dapat diperoleh dengan metode interpolasi melalui persamaan dibawah ini, namun sebelumnya nilai-nilai reflektansi langit-langit, dinding dan lantai sudah diketahui dan ditentukan terlebih dahulu.

Adapun untuk nilai reflektansi langit-langit dan dinding dengan warna yang terang akan memantulkan sekitar 50% - 70% dan warna gelap sekitar 10% -20%, sedangkan untuk permukaan lantai umumnya diambil 0.1, hal ini guna mendapatkan besarnya nilai koefisien penggunaan yang telah dituangkan pada tabel sebuah armatur.

Persamaan Koefisien Penggunaan

Dimana :

• Kp, Besarnya nilai koefisien penggunaan,
• Kp1, Besarnya nilai koefisien penggunaan batas bawah,
• Kp2, Besarnya nilai koefisien penggunaan batas atas,
• K, Nilai indeks ruang yang ditentukan,
• K1, Nilai indeks ruang batas bawah,
• K2, Nilai indeks ruang batas atas.

Dimisalkan, nilai indeks ruang (k) yang diperoleh k = 4.5 dan nilai tersebut tidak terdapat pada tabel koefisien penggunaan sebuah armatur,  maka diambil nilai indeks ruang batas bawah (k₁) dan batas atas (k₂) dari nilai indeks ruangan yang ditentukan, yakni k₁ = 4 dan k₂ = 5

Besarnya nilai koefisien penggunaan untuk sebuah armatur diberikan oleh pabrik pembuat armatur dalam bentuk tabel, nilai ini dikeluarkan berdasarkan hasil pengujian dari instansi terkait. Tanpa tabel koefisien penggunaan, perancangan sistem pencahayaan buatan untuk berbagai fungsi ruang dengan menggunakan armatur tidak dapat dilakukan dengan baik. Sebagai contoh, dibawah ini merupakan tabel efisiensi penerangan untuk keadaan baru.

Efisiensi Armatur

Armatur sendiri merupakan tempat/rumah sumber cahaya buatan guna mengendalikan dan mendistribusikan cahaya dari sumber cahaya buatan yang dipasang didalamnya dengan dilengkapi peralatan untuk melindung sumber cahaya buatan dan pengendalian listrik.

Koefisien Depresiasi (Kd)

Rugi-rugi cahaya atau koefisien depresiasi biasanya ditentukan berdasarkan estimasi. Pada umumnya nilai Koefisien Depresiasi diambil sebesar 0.8 untuk ruangan dan armatur yang terpelihara dengan baik. Tingkat pencahayaan pada sistem instalasi pencahayaan buatan yang tidak terpelihara dalam jangka waktu 3 tahun akan menurun sampai 40% dari nilai awal dan akan terus menurun.

Menghitung banyaknya lampu penerangan yang diperlukan pada suatu ruangan, data-data berupa luas ruangan, besarnya nilai tingkat pencahayaan pada suatu ruang, besarnya lumen lampu yang akan digunakan serta faktor-faktor kerugian cahaya sangatlah penting untuk diketahui terlebih dahulu. Besarnya fluks cahaya (luminous flux) yang diperlukan pada suatu ruang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

Fluks Cahaya (luminous flux) yang diperlukan pada suatu ruangan untuk keadaan dipakai

Adapun untuk menghitung banyaknya jumlah lampu penerangan yang diperlukan pada suatu ruangan dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

Jumlah armatur yang dibutuhkan pada suatu ruangan

Dimana :

• Fa, fluks cahaya (lumen),
• na, jumlah armatur yang diperlukan pada suatu ruangan,
• E, Intensitas penerangan (lux),
• A, luas bidang kerja (m²),
• Kp, Koefisien penggunaan,
• Kd, Koefisien depresiasi

Setelah diketahui banyaknya jumlah lampu penerangan yang diperlukan pada suatu ruang, kemudian hitung kepadatan daya (Pa) yang dibutuhkan untuk seluruh armatur dengan menggunakan persamaan dibawah ini :

Persamaan kepadatan daya yang dibutuhkan

Kemudian bandingkan kepadatan daya yang diperoleh dengan kepadatan daya maksimum per meter persegi yang direkomendasikan pada suatu ruang dengan mengacu pada tabel 2, SNI 6197:2011.

Tabel 2. Daya listrik maksimum pencahayaan

Untuk kebutuhan daya listrik, pencahayaan pada suatu ruangan per meter persegi tidak boleh melebihi nilai pada Tabel 2. SNI 6197:2011, kecuali :

• Pencahayaan untuk bisokop, siaran tv, presentasi audio visual dan semua fasilitas hiburan yang memerlukan pencahayaan berteknologi sebagai elemen utama dalam pelaksanaan fungsinya,
• pencahayaan khusus untuk bidang kedokteran,
• fasilitas olah raga dalam ruangan (indoor),
• pencahayaan untuk pameran di galeri, museum dan monumen,
• pencahayaan luar monumen,
• pencahayaan khusus untuk penelitian laboratorium,
• pencahayaan darurat,
• pencahayaan untuk lampu tanda arah dalam bangunan gedung,
• jendela peraga pada toko/etalase,
• agro industri (rumah kaca), fasilitas pemrosesan,
• ruangan kelas rancangan khusus untuk orang yang mempunyai penglihatan yang kurang atau lanjut usia.