Post on 17-Oct-2015
description
transcript
76 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
MODUL AJAR 6 KARAKTERISTIK SUMBER CAHAYA
Tujuan Pembelajaran 1. Dapat memahami karakteristik sumber-sumber cahaya baik sumber cahaya alami maupun
buatan.
2. Dapat memahami penerapan sumber cahaya untuk optimalisasi pencahayaan ruang.
Substansi 1. Karakteristik sumber cahaya alami
2. Karakteristik sumber cahaya buatan
Waktu Pertemuan Minggu ke-6
3 sks (3 x 50 menit)
FISIKA BANGUNAN 77
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
6 KARAKTERISTIK SUMBER CAHAYA
6.1 Karakteristik Sumber Cahaya Alami
Sumber cahaya alami untuk penerangan ruang yaitu matahari. Sebagai sumber cahaya alami, cahaya matahari berubah bersamaan dari waktu ke waktu berdasarkan musim. Temperatur warna yang diberikan juga berubah seiring dengan berubahnya sudut matahari terhadap bumi akibat pergerakan rotasi bumi. Sumber cahaya alami dapat dikategorikan menjadi direct (berupa cahaya langsung atau dari cahaya difus oleh langit) atau indirect (cahaya refleksi atau cahaya alami yang sudah dimodifikasi dari sumber utamanya).
Pada SNI, tidak terdapat data fluktuansi pencahayaan matahari tahunan sehingga diambil data tingkat pencahayaan matahari sebagai uniform, yaitu 10.000 lux dengan menyesuaikan kondisi langit dengan rasio langit. [5]. Meskipun demikian, sebenarnya tingkat iluminansi cahaya eksterior tergantung beberapa hal yaitu:
1. posisi matahari yang ditentukan oleh ketinggian/latitude, tanggal dan jam pengamatan. 2. kondisi cuaca 3. efek yang ditimbulkan oleh benda-benda di sekitar bangunan (local terrain) berupa obyek
terbangun alami maupun buatan dan cahaya pantulan oleh lingkungan. 4. posisi dari matahari di langit yang digambarkan dengan altitude di atas horizon dan sudut
azimuth. Kondisi langit dapat dibagi menjadi tiga kategori; cerah, berawan, dan mendung. Rasio
tingkat pencahayaan yang sampai ke permukaan bumi ditentukan dari kondisi langit tersebut.
Tabel 6.1 Rasio tingkat pencahayaan alami terhadap kondisi langit [20]
Kondisi langit Rasio tingkat pencahayaan Cerah Rasio langit 0,3
Berawan 0,3 rasio langit 0,8 Mendung 0,8 rasio langit
Secara garis besar model pencahayaan alami dibagi menjadi 2
tangkapan samping (contoh jendela)
tangkapan atas ( contoh skylight)
78 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
6.1.1 Side-lighting system Sebagian besar dari desain ini saat ini adalah untuk mengatasi problem dari
ketidakseimbangan distribusi cahaya yang dihasilkan dari jendela tradisional.
Sidelighting akan efektif manakala bisa mengurangi cahaya yang berlebih di dekat
jendela dan mendistribusikan lebih banyak cahaya ke dalam ruang.
Contoh dari desain ini adalah pemberian light shelves, prisms atau mirrored louvers yang
mampu memantulkan cahaya dari samping jendela ke arah ruang/zona pencahayaan yang
lebih dalam.
Jendela
Jendela tradisional cenderung efektif membentuk daerah terang disekitarnya saja
sementara bagian sisanya lebih redup, lebih-lebih untuk zona yang lebih dalam.
Distribusi cahaya yang dihasilkan tergantung pada kondisi langit. Kondisi langit overcast
mampu memberikan distribusi cahaya yang lebih rata daripada kondisi clear sky. Dalam
keadaan ini bayangan cenderung agak halus dan tidak silau.
Disamping kondisi langit, beberapa hal yang berpengaruh terhadap dalamnya penetrasi
cahaya ke dalam ruang adalah letak posisi jendela, tingginya dalam tembok dan juga
lebar atau lebar jendela.
Gambar 6.1 Kedalaman cahaya masuk merupakan fungsi dari lebar jendela
Pembahasan lebih lanjut bisa dilihat di IESNA tentang rule of the thumb dari dalamnya
penetrasi cahaya sebagai fungsi dari lokasi jendela.
Secara garis besar kedalaman dari penetrasi cahaya yakni 1.5 - 2 kali tinggi batas atas
jendela.
FISIKA BANGUNAN 79
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Gambar 6.2 Kedalaman cahaya masuk merupakan fungsi dari ketinggian jendela
Jendela tunggal cenderung menghasilkan glare krn kontras yang terjadi antara cerahnya
jendela dan gelapnya sekeliling jendela bagian dalam.
Lebih baik dengan menggunakan dua jendela dari arah yang berlawanan sehingga
menghasilkan cahaya yang lebih seimbang.
Gambar 6.3 Kombinasi antara jendela dan clerestory menghasilkan kombinasi yang lebih baik
Gambar 6.4 Dua jendela dari sisi yang berbeda juga memperpanjang penetrasi sekaligus
mengurangi glare
80 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Light shelf
Light shelf adalah sebuah device yang didisain untuk menangkap cahaya matahari dan diteruskan
ke ruangan yang lebih dalam. Hasilnya akan lebih memperdalam penetrasi dan keseimbangan
pencahayaan dibandingkan hanya menggunakan jendela biasa.
Gambar 6.5 Light shelf
Keuntungan yang lain yaitu mampu menutup cahaya langsung (shade) sehingga mengurangi
glare. Lightshelf bekerja optimal dalam kondisi ada sunlight. Material untuk lightself harus
menggunakan yang mempunyai reflekivitas tinggi dan jangan menggunakan material
spicular (highly polished) untuk mencegah glare dan spot di langit-langit. Eksterior Lightself
lebih efektif dalam memberikan shading dibandingkan interior tetapi merefleksikan lebih
sedikit cahaya ke dalam ruang.
Gambar 6.6 Eksterior dan Interior Lightself jika dibandingkan dengan jendela biasa
FISIKA BANGUNAN 81
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Gambar 6.7 Light shelf miring
Gambar 6.8 Komponen Light shelf
Light shelf jenis ini bisa digunakan secara variable di atur dalam dua posisi untuk
mendapatkan efisiensi yang lebih besar
Louvers
Louvers mempunyai fungsi yang sama yaitu menangkap cahaya untuk kemudian
memantulkannya ke belakang. Louvers bisa didisain secara statis dan juga dinamis, dan
bekerja optimal di bawah kondisi sunlight. Dalam mode automatic, maka algoritma program
harus disesuaikan dengan kondisi kebutuhan penerangan, waktu dan juga heating, cooling
system.
82 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Gambar 6.9 Louvers
Prismatic glazing
Prismatic glazing didisain untuk mengubah arah dari cahaya matahari dengan dasar refraksi
dan refleksi. Cahaya matahari ketika menyentuh panel kemudian diubah karena prinsip
refraksi, sebagian darinya kemudian direfleksikan ke langit-langit dan ke lantai sebelah
dalam. Secara prinsip kaca prisma bisa dipasang di bagian atas dari jendela atau diantara dua
kaca untuk memudahkan pemeliharaan dari debu.
Gambar 6.10 Prismatic glazing
FISIKA BANGUNAN 83
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Penggunaan kaca prisma ini bukan hal yang baru, tetapi lebih sering digunakan dalam lampu
untuk membuat efek scatter dan mendistribusikannya lebih optimal. Pada aplikasi
pencahayaan alami memang terbatas dan masih dalam riset yang lebih serius.
Anidolic Zenithal Collector Systems
Gambar 6.11 Anidolic Zenithal Collector Systems
Konsep ini menggunakan dua buah cermin parabolic yang mendapakan sinar matahari dan
menyampaikannya ke dalam ruangan. Sistem ini bisa digabungkan dengan light duct untuk
menangkap cahaya dan didistribusikan ke dalam dengan cara yang lebih terkontrol.
6.1.2 Top-lighting System Skylight system
Skylight system merupakan model yang paling sederhana. Yaitu berupa bukaan kaca
horisontal yang menangkap cahaya dari luar dan mendistribusikannya ke dalam. Konsep
ini hanya bisa digunakan di lantai paling atas dalam perumahan bertingkat.
84 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Gambar 6.12 Skylight system
Skylight dengan menggunakan reflektor menjadikan distribusi cahaya lebih merata
Gambar 6.13 Skylight system dengan reflektor
Rule of the thumb pemasangan skylight untuk mendapatkan keseragaman cahaya
Gambar 6.14 Rule of the thumb pemasangan skylight
Roof Monitor dan Sawtooth
Roof monitor dan sawtooth berbeda dalam bentuk dan model, dan biasanya digunakan
untuk menangkap cahaya matahari dalam kurun waktu tertentu, yaitu dalam hari atau
FISIKA BANGUNAN 85
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
bulan tertentu. Semisal untuk menghindari cahaya musim panas sementara menangkap
cahaya matahari di musim dingin.
Gambar 6.15 Monitor Roof dan Sawtooth
Dua sisi dari monitor roof dan cahaya yang dihasilkan juga lebih merata
Gambar 6.16 Monitor roof dua sisi dan distribusi cahayanya
Light pipe system
Light pipe sistem adalah sebuah strategi untuk membawa cahaya masuk ke dalam
ruangan di sebuah bangunan bertingkat.
Jenis ini sangat beragam dari yang paling sederhana sampai yang canggih.
86 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Komponen yang ada adalah: solar kolektor, yang menangkap cahaya, konsentrator yang
memfokuskan cahaya ke media yang lebih sempit, dan media transport dan distribusi
Gambar 6.17 Light Pipe System
Komponen Light Pipe System
FISIKA BANGUNAN 87
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Gambar 6.18 Sun Tracking Mirror Heliodon dan pipa pengangkut cahaya
6.1.3 Prinsip Prinsip Dasar Daylighting 1. Dimulai dari gambar disain rumah, yang memungkinkan semua tempat kerja atau kamar
mendapatkan akses dari jendela, skylight, atau sumber daylighting yang lain. Berikan
perhatian lebih pada jendela yang memberikan view. Perhatikan bahwa area efektif
daylighting hanya 2 kali lebar dari jendela atau 22.5 kali tinggi dari jendela itu
2. Minimalkan ukuran lebar barat-timur bangunan, dan maksimalkan ukuran utara-selatan,
Karena posisi matahari yang berubah-ubah, sangat sulit untuk mendisain jendela yang
menghadap timur atau barat. Jendela yang menghadap ke utara di bagian bumi bagian utara
jelas tidak bermasalah dengan beban panas. Dan jendela yang menghadap ke selatan akan
sangat mudah di proteksi dengan overhangs, awning atau lightselves.
3. Jika beberapa area bangunan tidak dekat dengan jendela, perlu di investigasi penggunaan
top-light skylights di one-story buildings atau di bagian puncak dari gedung bertingkat. Top-
light skylights yang sederhana, yaitu sekitar 3% sampai 5% dari total luas atap akan mampu
memenuhi kebutuhan penerangan interior.
4. Jaga interior dari cahaya alami yang terlalu banyaksekitar 2.5 kali lebi besar daripada
level penerangan lampudengan menggunakan kaca jendela yang tepat, exterior shading
devices, interior shading devices, atau kombinasi dari ketiganya.
88 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
5. Sediakan juga lampu listrik, atau sistem kontrol yang hemat energi. Cara yang terbaik
adalah dengan membuat dim, dari pada menggunakan model on-off. Sistem fluorescent
dimming modern memungkinkan pengontrolan daylighting dan juga penggunaan energy-
efficient fluorescent dan compact fluorescent lighting.
6.2 Karakteristik Sumber Cahaya Buatan
Pencahayaan buatan (artificial lighting) adalah pencahayaan yang dihasilkan selain sumber
cahaya alami. Pencahayaan buatan berfungsi untuk memungkinkan penghuni melihat secara
detail serta terlaksananya tugas serta kegiatan visual secara mudah dan tepat ketika pencahayaan
alami tidak mencukupi. Di dalam beberapa situasi, pencahayaan buatan mendukung penghuni
untuk berjalan dan bergerak secara mudah dan aman.
6.2.1 Lampu Pijar Lampu pijar merupakan sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus
listrik melalui kawat pijar tungsten yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca
yang menyelubungi kawat pijar tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengan filamen
sehingga mengakibatkan terjadinya proses oksidasi. Bola lampu terdiri dari hampa udara atau
berisi gas, yang dapat menghentikan oksidasi dari kawat pijar, namun tidak akan menghentikan
penguapan. Warna gelap bola lampu dikarenakan tungsten yang teruapkan mengembun pada
permukaan lampu yang relatif dingin. Dengan adanya gas di dalam bola lampu, khususnya yang
memiliki berat molekul yang besar, maka akan makin mudah menekan terjadinya penguapan.
Untuk lampu biasa dengan harga yang murah, digunakan campuran argon nitrogen dengan
perbandingan 9/1.
Ciri-ciri
Efficacy 12 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna 1A
Suhu Warna - Hangat (2.500K 2.700K)
Umur Lampu 1-2.000 jam
FISIKA BANGUNAN 89
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Gambar 6.19 Ilustrasi lampu pijar [2]
6.2.2 Lampu Halogen Lampu Tungsten Lampu halogen, dikenal juga dengan lampu halogen tungsten, adalah lampu pijar yang
diisi oleh gas halogen seperti iodine dan bromine. Kombinasi dari gas halogen dan kawat pijar tungsten akan menghasilkan siklus halogen, dimana reaksi kimia dari hasil penguapan tungsten yang dikirimkan (redeposit) kembali ke kawat pijar/filamen. Hal ini akan menambah usia dan mempertahankan kejernihan dari selubung lampu. Karena hal ini, lampu halogen dapat beroperasi pada suhu yang lebih tinggi daripada lampu tungsten standar, menambah umur lampu, serta memproduksi cahaya yang memiliki efikasi dan suhu warna yang lebih tinggi.
Gambar 6.20 Ilustrasi lampu halogen [2]
Ciri-ciri
Efficacy 18 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna 1A
Suhu Warna Hangat (3.000K-3.200K)
Umur Lampu 2-4.000 jam
90 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Kelebihan
Lebih kompak
Umur lebih panjang
Lebih banyak cahaya
Cahaya lebih putih (suhu warna lebih tinggi)
Kekurangan
Lebih mahal
IR meningkat
UV meningkat
Masalah handling
6.2.3 Fluorescent Lampu Neon Lampu fluorescent, atau disebut juga lampu neon, adalah lampu yang bekerja dengan
melewatkan listrik melalui uap gas atau logam. Hal ini akan menyebabkan radiasi elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan komposisi kimia dan tekanan gasnya. Tabung neon memiliki uap merkuri bertekanan rendah, dan akan memancarkan sejumlah kecil radiasi biru atau hijau, namun kebanyakan akan berupa UV dengan panjang gelombang pada 253.7 nm dan 185 m. Lampu neon memiliki efisiensi 3 hingga 5 kali lipat daripada lampu pijar standar (incandescent), dan memiliki usa 10 hingga 20 kali lebih lama.
Lampu neon dapat memberikan warna apa saja, mulai dari hangat hingga dingin dengan nilai efikasi yang juga beragam, dari 50 lm/W hingga 90 lm/W.
Gambar 6.21 Ilustrasi lampu flourescence [2]
Pengaruh suhu. Operasi lampu neon yang paling efisien dicapai apabila suhu sekitar
berada antara 20 dan 30C. Suhu yang lebih rendah menyebabkan penurunan tekanan merkuri,
yang berarti bahwa energi UV yang diproduksi menjadi semakin sedikit. Oleh karena itu, lebih
FISIKA BANGUNAN 91
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
sedikit energi UV yang berlaku sebagai fospor sehingga sebagai hasilnya cahaya yang dihasilkan
menjadi sedikit. Suhu yang tinggi menyebabkan pergeseran dalam panjang gelombang UV yang
dihasilkan sehingga akan lebih dekat ke spektrum tampak. Makin panjang panjang gelombang
UV akan makin sedikit pengaruhnya terhadap fospor, dan oleh karena itu keluaran cahaya pun
akan berkurang. Pengaruh keseluruhannya adalah keluaran cahayanya jatuh diatas dan dibawah
kisaran suhu ambien yang optimal.
Ciri-ciri lampu neon:
Halofosfat
Efficacy 80 lumens/Watt (gir HF menaikan nilai ini sebesar 10%)
Indeks Perubahan Warna 2-3
Suhu Warna apa saja
Umur Lampu 7-15.000 jam
Tri-fosfor
Efficacy 90 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna 1A-1B
Suhu Warna apa saja
Umur Lampu 7-15.000 jam
Lampu neon yang kompak. Lampu ini dirancang dengan bentuk yang lebih kecil yang
dapat bersaing dengan lampu pijar dan uap merkuri di pasaran lampu dan memiliki bentuk bulat
atau segi empat. Produk di pasaran tersedia dengan gir pengontrol yang sudah terpasang (GFG)
atau terpisah (CFN).
Gambar 6.22 Lampu neon kompak
92 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Ciri-ciri:
Efficacy 60 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna 1B
Suhu Warna Hangat, Menengah
Umur Lampu 7-10.000 jam
6.2.4 Lampu Sodium Lampu sodium tekanan tinggi
Lampu sodium tekanan tinggi (HPS) banyak digunakan untuk penerapan di luar ruangan dan
industri. Efficacy nya yang tinggi membuatnya menjadi pilihan yang lebih baik daripada metal
halida, terutama bila perubahan warna yang baik bukan menjadi prioritas. Lampu HPS berbeda
dari lampu merkuri dan metal halida karena tidak memiliki starter elektroda; sirkuit balas dan
starter elektronik tegangan tinggi. Tabung pemancar listrik terbuat dari bahan keramik, yang
dapat menahan suhu hingga 2372F. Didalamnya diisi dengan xenon untuk membantu
menyalakan pemancar listrik, juga campuran gas sodium merkuri.
Gambar 6.23 Lampu Sodium tekanan tinggi
FISIKA BANGUNAN 93
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Ciri-ciri lampu sodium tekanan tinggi
Efficacy 50 - 90 lumens/Watt (CRI lebih baik, Efficacy lebih rendah)
Indeks Perubahan Warna 1 2
Suhu Warna - Hangat
Umur Lampu 24.000 jam, perawatan lumen yang luar biasa
Pemanasan 10 menit, pencapaian panas dalam waktu 60 detik
Mengoperasikan sodium pada suhu dan tekanan yang lebih tinggi menjadikan sangat
reaktif.
Mengandung 1-6 mg sodium dan 20mg merkuri
Gas pengisinya adalah Xenon. Dengan meningkatkan jumlah gas akan menurunkan
merkuri, namun membuat lampu jadi sulit dinyalakan.
Arc tube (tabung pemacar cahaya) didalam bola lampu mempunyai lapisan pendifusi
untuk mengurangi silau.
Makin tinggi tekanannya, panjang gelombangnya lebih luas, dan CRI nya lebih baik,
efficacy nya lebih rendah.
Lampu sodium tekanan rendah
Walaupun lampu sodium tekanan rendah (LPS) serupa dengan sistim neon (sebab
keduanya menggunakan sistim tekanan rendah), mereka umumnya dimasukkan kedalam
keluarga HID. Lampu LPS adalah sumber cahaya yang paling sukses, namun produksi semua
jenis lampunya berkualitas sangat jelek. Sebagai sumber cahaya monokromatis, semua warna
nampak hitam, putih, atau berbayang abu-abu. Lampu LPS tersedia dalam kisaran 18-180 watt.
Penggunaan lampu LPS umumnya hanya untuk penggunaan luar ruang seperti penerangan
keamanan atau jalanan dan jalan dalam gedung, penggunaan watt nya rendah dimana kualitas
warnanya tidak penting (seperti ruangan tangga). Walau demikian, karena perubahan warnanya
sangat buruk, beberapa daerah tidak mengijinkan penggunaan lampu tersebut untuk penerangan
jalan raya.
Ciri-ciri lampu sodium tekanan rendah
Efficacy 100 200 lumens/Watt
94 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Indeks Perubahan Warna 3
Suhu Warna Kuning (2.200K)
Umur Lampu 16.000 jam
Pemanasan 10 menit, pencapaian panas sampai 3 Menit
6.2.5 Lampu Uap Merkuri Lampu uap merkuri merupakan model tertua lampu HID. Walaupun mereka memiliki
umur yang panjang dan biaya awal yang rendah, lampu ini memiliki efficacy yang buruk (30
hingga 65 lumens per watt, tidak termasuk kerugian balas) dan memancarkan warna hijau pucat.
Isu paling penting tentang lampu uap merkuri adalah bagaimana caranya supaya digunakan jenis
sumber HID atau neon lainnya yang memiliki efficacy dan perubahan warna yang lebih baik.
Lampu uap merkuri yang bening, yang menghasilkan cahaya biru-hijau, terdiri dari tabung
pemancar uap merkuri dengan elektroda tungsten di kedua ujungnya. Lampu tersebut memiliki
efficacy terendah dari keluarga HID, penurunan lumen yang cepat, dan indeks perubahan warna
yang rendah. Disebabkan karakteristik tersebut, lampu jenis HID yang lain telah menggantikan
lampu uap merkuri dalam banyak penggunaannya. Walau begitu, lampu uap merkuri masih
merupakan sumber yang populer untuk penerangan taman sebab umur lampunya yang mencapai
24.000 jam dan bayangan taman yang hijaunya terlihat seperti gambaran hidup. Pemancar
disimpan di bagian dalam bola lampu yang disebut tabung pemancar. Tabung pemancar diisi
dengan gas merkuri dan argon murni. Tabung pemancar tertutup di dalam bola lampu yang
berada diluarnya, yang diisi dengan nitrogen.
Gambar 6.24 Lampu uap merkuri
Ciri-ciri lampu uap merkuri
FISIKA BANGUNAN 95
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Efficacy 50 - 60 lumens/Watt ( tidak termasuk dari bagian L)
Indeks Perubahan Warna 3
Suhu Warna Menengah
Umur Lampu 16.000 24.000 jam, perawatan lumen buruk
Gir pengendali alat elektroda ketiga lebih sederhana dan lebih mudah dibuat.
Beberapa negara telah menggunakan MBF untuk penerangan jalan dimana lampu kuning
SOX dianggap tidak pantas.
Tabung pemancar mengandung 100 mg gas merkuri dan argon. Pembungkusnya adalah
pasir kwarsa.
Tidak terdapat pemanas awal katoda, elektroda ketiga dengan celah yang lebih pendek
untuk memulai pelepasan
Bola lampu bagian luar dilapisi fospor. Hal ini akan memberi cahaya merah tambahan
dengan menggunakan UV, untuk mengkoreksi bias pelepasan merkuri.
Pembungkus kaca bagian luar mencegah lepasnya radiasi UV
6.2.6 Lampu Kombinasi Lampu kombinasi kadang disebut sebagai lampu two-in-one. Lampu ini
mengkombinasikan dua sumber cahaya yang tertutup dalam satu lampu yang diisi gas. Salah satu
sumbernya adalah tabung pelepas merkuri kuarsa (seperti sebuah lampu merkuri) dan sumber
lainnya adalah kawat pijar tungsten yang disambungkan secara seri. Kawat pijar ini bertindak
sebagai balas untuk tabung pelepasan yang menstabilkan arus, jadi tidak diperlukan balas yang
lain. Kawat pijar tungsten digulung dengan susunan melingkar pada tabung pelepasan dan
dihubungkan dalam susunan seri. Lapisan bubuk fluorescent diletakkan ke bagian dalam dinding
lampu untuk mengubah sinar UV yang dipancarkan dari tabung pelepas ke cahaya nampak. Pada
penyalaan, lampu hanya memancarkan cahaya dari kawat pijar tungsten, dan selama perjalanan
sekitar 3 menit, pemancar didalam tabung pelepas melesat mencapai keluaran cahaya penuh.
Lampu ini cocok untuk area anti nyala dan dapat disesuaikan dengan perlengkapan lampu pijar
tanpa modifikasi.
Ciri-ciri lampu kombinasi
Nilainya biasanya 160 W
96 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Efficacy 20 hingga 30 Lm/W
Faktor daya tinggi 0,95
Umur 8000 jam
Gambar 6.25 Lampu kombinasi
6.2.7 Lampu Metal Halida Halida bertindak sama halnya dengan siklus halogen tungsten. Manakala suhu bertambah
maka terjadi pemecahan senyawa halida melepaskan logam ke pemancar. Halida mencegah
dinding kuarsa diserang oleh logam-logam alkali.
Gambar 6.26 Lampu Metal Halida
Ciri-ciri lampu metal halida
Efficacy 80 lumens/Watt
Indeks Perubahan Warna 1A 2 tergantung pada campuran halida
Suhu Warna 3.000K 6.000K
Umur Lampu 6.000 20.000 jam, perawatan lumen buruk
FISIKA BANGUNAN 97
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Pemanasan 2-3 menit, pencapaian panas dalam waktu 10-20 menit
Pemilihan warna, ukuran, dan nilainya lebih besar untuk MBI daripada jenis lampu
lainnya. Jenis ini merupakan versi yang dikembangkan dari dua lampu pelepas dengan
intensitas tinggi, dan cenderung memiliki efficacy yang lebih baik
Dengan menambahkan logam lain ke merkuri, spektrum yang berbeda dapat dipancarkan
Beberapa lampu SBI menggunakan elektroda ketiga untuk memulai penyalaan, namun
untuk yang lainnya, terutama lampu peraga yang lebih kecil, memerlukan denyut
penyalaan tegangan tinggi.
6.2.8 Lampu LED Lampu LED merupakan lampu terbaru yang merupakan sumber cahaya yang efisien
energinya. Ketika lampu LED memancarkan cahaya nampak pada gelombang spektrum yang
sangat sempit, mereka dapat memproduksi cahaya putih. Hal ini sesuai dengan kesatuan
susunan merah-biru hijau atau lampu LED biru berlapis fospor. Lampu LED bertahan dari
40.000 hingga 100.000 jam tergantung pada warna. Lampu LED digunakan untuk banyak
penerapan pencahayaan seperti tanda keluar, sinyal lalu lintas, cahaya dibawah lemari, dan
berbagai penerapan dekoratif. Walaupun masih dalam masa perkembangan, teknologi lampu
LED sangat cepat mengalami kemajuan dan menjanjikan untuk masa depan. Pada cahaya sinyal
lalu lintas, pasar yang kuat untuk LED, sinyal lalu lintas warna merah menggunakan lampu 10W
yang setara dengan 196 LEDs, menggantikan lampu pijar yang menggunakan 150W. Berbagai
perkiraan potensi penghematan energi berkisar dari 82% hingga 93%. Produk pengganti LED,
diproduksi dalam berbagai bentuk termasuk batang ringan, panel dan sekrup dalam lampu LED,
biasanya memiliki kekuatan 2-5W masing-masing, memberikan penghematan yang cukup berarti
dibanding lampu pijar dengan bonus keuntungan masa pakai yang lebih lama, yang pada
gilirannya mengurangi perawatan.
98 FISIKA BANGUNAN
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
Tabel 6.2 Tabel jenis-jenis lampu
6.3 Komponen Pencahayaan
6.3.1 Luminer/ Reflektor Elemen yang paling penting dalam perlengkapan cahaya, selain dari lampu, adalah
reflector. Reflektor berdampak pada banyaknya cahaya lampu mencapai area yang diterangi dan
juga pola distribusi cahayanya. Reflektor biasanya menyebar (dilapisi cat atau bubuk putih
sebagai penutup) atau specular (dilapis atau seperti kaca). Tingkat pemantulan bahan reflektor
dan bentuk reflektor berpengaruh langsung terhadap efektifitas dan efisiensi fitting. Reflektor
konvensional yang menyebar memiliki tingkat pemantulan 70-80% apabila baru. Bahan yang
lebih baru dengan daya pemantulan yang lebih tinggi atau semi-difusi memiliki daya pemantulan
sebesar 85%. Pendifusi/Diffuser konvensional menyerap cahaya lebih banyak dan
menyebarkannya daripada memantulkannya ke area yang dikehendaki. Lama kelamaan nilai
FISIKA BANGUNAN 99
SENTAGI SESOTYA UTAMI, ST., M.Sc., Ph.D Program Studi Teknik Fisika UGM
daya pantul dapat berkurang disebabkan penumpukan debu dan kotoran dan perubahan warna
menjadi kuning disebabkan oleh sinar UV. Reflektor specular lebih efektif dimana pemantul ini
memaksimalkan optik dan daya pantul specular sehingga membiarkan pengontrolan cahaya yang
lebih seksama dan jalan pintas yang lebih tajam. Dalam kondisi baru, lampu ini memiliki nilai
pantul sekitar 85-96%. Nilai tersebut tidak berkurang seperti pada reflektor konvensional yang
berkurang karena usia. Bahan yang umum digunakan adalah alumunium yang diberi perlakuan
anoda (nilai pantul 85-90%) dan lapisan perak yang dilaminasikan ke bahan logam (nilai pantul
91-95%). Menambah (atau melapisi) alumunium dilakukan untuk mencapai nilai pantul lebih
kurang 88-96%. Lampu harus tetap bersih agar efektif, reflektor optik kaca tidak boleh
digunakan dalam peralatan yang terbuka di industri dimana peralatan tersebut mungkin akan
terkena debu.
Gambar 6.27 Reflektor
6.3.2 Gir (peralatan pencahayaan) Balas
Suatu alat yang membatasi arus, untuk melawan karakteristik tahanan negatif dari berbagai
lampu pelepas. Untuk lampu neon, alat ini membantu meningkatkan tegangan awal yang
diperlukan untuk memulai penyalaan.
Ignitors
Digunakan untuk penyalaan awal lampu Metal Halida dan uap sodium intensitas tinggi.