PENGUKURAN KUALITAS PENERANGAN
Cahaya
adalah syarat mutlak agar manusia dapat melihat. Cahaya yang dihasilkan oleh
suatu sumber mengenai suatu objek, kemudian memantul ke retina, sehingga manusia
terkesan melihat objek tersebut. Semakin sedikit cahaya yang dipantulkan oleh
objek, semakin susah kita melihat. Sebaliknya bila dalam keadaan cahaya
berlebihan, mata manusia juga tidak tahan, penglihatan akan menjadi silau.
Untuk itulah sistim penerangan dalam ruangan, baik ruang belajar maupun ruang
kerja seperti laboratorium perlu pengaturan.
Intensitas cahaya yang masuk, baik yang
alami dari sinar matahari maupun cahaya buatan dari lampu perlu ditata
sedemikian rupa agar memenuhi standar kuat penerangan ruangan (illumination) yang sesuai dengan standar
kesehatan, keselamatan dan kenyamanan berkerja. Badan Standar Nasional (SNI 03-6575-2001)
menetapkan standar minimal kuat penerangan untuk ruang kelas dan laboratorium
masing-masing 250 dan 500 Lux
Kuat penerangan merupakan aspek penting di tempat kerja,
karena berbagai masalah akan timbul ketika kualitas penerangan tidak memenuhi
standar yang ditetapkan sesuai sifat pekerjaannya. Kualitas penerangan yang
tidak memadai menurut Badan Standarisasi Nasional (2004) dapat berefek buruk bagi fungsi penglihatan, maupun
aspek psikologis, yang dapat dirasakan sebagai kelelahan, rasa kurang nyaman,
kurang kewaspadaan sampai kepada pengaruh yang terberat seperti kecelakaan. Orang-orang yang bekerja pada ruangan
yang cukup pencahayaannya bekerja lebih produktif dibanding pada ruangan yang
kurang cahaya (Figueiro, 2002).Departemen Kesehatan menambahkan, gangguan
pencahayaan menyebabkan kelelahan mata, iritasi mata (conjunctivis), sakit kepala, gangguan akomodasi dan konvergensi.
Kuat penerangan di tempat kerja dimaksudkan untuk
memberikan penerangan kepada benda-benda yang merupakan obyek kerja, peralatan
atau mesin dan proses produksi serta lingkungan kerja. Oleh sebab itu,
disamping kuat penerangan memadai, perlu juga diperhatikan pemerataan kuat
penerangan (Uniformity
of illuminance) di seluruh ruangan. Dengan meratanya kuat
penerangan maka seluruh ruangan menjadi tempat yang aman dan nyaman untuk
melakukan suatu kegiatan.
Kuat penerangan dalam ruangan juga
dipengaruhi oleh pemantulan atau penyerapan cahaya (reflectance) oleh dinding, langit-langit, lantai dan perabotan.
Warna-warna cerah akan memantulkan cahaya sehingga membuat runagan menjadi
lebih terang. Sebaliknya warna-warna yang gelap akan menyerap cahaya sehingga
ruangan terkesan gelap. Oleh sebab itu pemilihan warna untuk ruangan harus juga
disesuaikan dengan peruntukkannya.
Bila penerangan alami pada siang hari
yang masuk ke dalam ruangan tidak mencukupi, maka penerangan buatan sangat
diperlukan. Terdapat dua jenis lampu dipasaran yang sering digunakan untuk penerangan,
yaitu lampu pijar (indescent ) dan
lampu tabung florescent.Diantara
kedua lampu ini yang murah harganya dan simple pemasangannya adalah lampu
pijar.Tetapi penggunaan lampu pijar mempunyai beberapa kelemahan, antara lain usia
pakai lampu yang lebih pendek, kurang dari 800 jam. Hal ini disebabkan karena
terjadinya penguapan dari kawat pada suhu tinggi sehingga luas penampang kawat
akan berkurang, efisiensi turun dan bola akan mudah putus (Setiawan, 1986).
Kelemahan
kedua adalah tidak efisien dalam pemakaian daya listrik.Cahaya yang dihasilkan
oleh lampu pijar bukan hanya cahaya tampak yang sensitif terhadap mata manusia,
tetapi juga sinar infra merah yang tidak diperlukan untuk melihat. Jadi energi
yang digunakan tidak semuanya digunakan dalam hal yang berhubungan dengan
penglihatan. Sementara itu lampu florescent
hanya menghasilkan cahaya disekitar cahaya sensitif terhadap mata, yaitu 555
nm, sehingga terkesan lebih terang pada jumlah watt yang sama. Sebagaimana contoh yang diberikan National Physical
Laboratory (2006) cahaya dari lampu pijar 60 Watt yang mengkonsumsi daya lebih dari 6 kali lampu fluorescent, menghasilkan candela yang sama.
Lampu
tabung florescent meski lebih hemat konsumsi daya listriknya dan
usia lampu lebih panjang, tetapi mengandung kelemahan yaitu akan berkedip jika
dipasang pada arus bolak-balik. Gejala ini seperti ini disebut dengan efek stroboskopic. Gejala ini akan lebih
kentara sekali jika dipasang pada frekuensi yang rendah. Pada pemakaian yang
lama, misalnya untuk lampu belajar di rumah atau pustaka akan dapat merusak
mata. Akan lebih berbahaya lagi jika terjadi di pabrik atau laboratorium, sebab
benda-benda yang sedang berputar, seperti mesin-mesin, motor-motor dan lainnya
kelihatan tidak berputar atau lebih lambat gerakkannya, sehingga dapat
menyebabkan kecelakaan kerja.
II.TINJAUAN PUSTAKA
1. Kuat Penerangan ( Illumination)
Alhazen
pada tahun 1000 M mengembangkan teori yang menjelaskan penglihatan menggunakan
geometri dan anatomi. Teori itu menyatakan bahwa setiap titik pada daerah yang
tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, namun hanya satu
sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat
dilihat, cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat
dilihat. Alhazen menganggap bahwa sinar cahaya adalah kumpulan partikel kecil
yang bergerak pada kecepatan tertentu. Teori partikel cahaya ini didukung oleh Newton
(1675) yang menyatakan partikel cahaya jika memasuki medium yang lebih padat
akan bergerak lebih cepat karena adanya gaya
gravitasi, sehingga terjadi pembiasan cahaya.
Pada abad ke-17
Christiaan Huygens membantah teori tersebut dan menyatakan bahwa cahaya adalah
suatu gelombang. Teori ini menjelaskan sifat gelombang cahaya yang dapat
berinterferensi dan terpolarisasi. Sebagai gelombang, cahaya merambat dalam
medium yang disebut sebagai ether. Pada 1845 Faraday menemukan bahwa sudut
polarisasi dari sebuah sinar cahaya ketika sinar tersebut masuk melewati
material pemolarisasi dapat di rubah dengan medan magnet.Ini adalah bukti pertama kalau
cahaya berhubungan dengan Elektromagnetisme. Faraday mengusulkan pada tahun
1847 bahwa cahaya adalah getaran elektromagnetik berfrekuensi tinggi yang dapat
bertahan walaupun tidak ada medium.
Selanjutnya
Planck, pada tahun 1900 menyatakan bahwa
sinar cahaya adalah terdiri dari paket (kuantum) tenaga yang dikenal sebagai
photon.Teori ini menggabungkan
tiga teori yang sebelumnya, dan menyatakan bahwa cahaya adalah partikel dan
gelombang.Percobaan efek foto listrik Einsten dan percobaan Broglie membuktikan
dualisme sifat gelombang cahaya ini.
Sehubungan
dengan pengukuran cahaya didasarkan pada konsep radiasi fluk, dimana flux
didifinisikan sebagai jumlah keseluruhan radiasi pada suatu area tiap satuan
waktu. Flux digunakan sebagai standar dalam mengukur kemampuan mata menangkap
cahaya. Resultan dari unit ini disebut sebagai lumen. Adapun besaran-besaran
yang digunakan dalam sistim pengukuran cahaya menurut National Physical
Laboratory (2006) adalah sebagai berikut:
1.Luminance
adalah intensitas cahaya pada elemen permukaan yang menghadap ke sumber cahaya
dibagi dengan bidang orthogonal proyeksi tegak lurus. Satuan dari luminan
adalah candela per meter bujur sangkar (cd/m2
). Pada kebanyakan alat disebut sebagai footlamberts, dimana 1 fL sebesar 3.246
cd/m2.)
2.Intensitas
Luminan mempunyai satuan candela (cd). Intensitas luminan adalah intensitas
radiasi dari benda hitam tegak lurus dengan permukaan pada jarak 1.67 10-6
meter2 dengan radiator benda hitam(platina) 2,045K pada 1 atm (101,325 n/m2).
3.Luminan Flux adalah
cahaya yang diemisikan dalam sudut 1 steradian oleh sumber yang intensitasnya
uniform dengan intensitas 1 candela. Satuan dari Luminan Flux adalah 1 candela
- steradian (cd x sr).
4.Iluminance (E) adalah kuatnya arus cahaya yang
jatuh pada suatu permukaan dibagi dengan luas suatu permukaan yang diukur
dengan satuan Lux. Iluminance sangat
tergantung dengan jarak dari sumber cahaya seperti gambar berikut.
. Kuat Penerangan Yang Merata (Uniformity of illuminance)
Tingkat
pencahayaan pada suatu ruangan pada umumnya didefinisikan sebagai tingkat
pencahayaan rata-rata pada bidang kerja. Yang dimaksud dengan bidang kerja
ialah bidang horisontal imajiner yang terletak 0,75 meter di atas lantai pada
seluruh ruangan. Tingkat pencahayaan rata-rata Erata-rata (lux), dapat dihitung
dengan persamaan (SNI 2001);
dimana :
Ftotal = Fluks
luminus total dari semua lampu yang menerangi bidang kerja (lumen)
A = luas bidang
kerja (m2).
kp = koefisien
penggunaan .
kd = koefisien
depresiasi (penyusutan).
Pritchard dalam Kristanto (2004)
menyatakan bahwa perencanaan pencahayaan dalam praktik pada umumnya bertujuan
untuk tercapainya kuat penerangan yang merata pada seluruh bidang kerja. Pencahayaan yang sepenuhnya merata memang
tidak mungkin dalam praktik, tetapi standar yang dapat diterima adalah kuat penerangan minimum serendah-rendahnya 80% dari kuat penerangan rata-rata ruang.
Artinya, misalkan kuat penerangan rata-ratanya 100 lux, maka kuat penerangan
dari semua titik ukur harus ≥ 80 lux. Selanjutnya oleh Pritchard dinyatakan
bahwa hal ini dapat dicapai jika memenuhi spacing criteria (SC), yaitu perbandingan jarak antar pusat luminaire terhadap jarak luminaire ke bidang kerja (mounting height). SC 1,5 artinya
jarak maksimum antar luminaire = 1,5 x mounting
height-nya.
3. Reflektansi Cahaya (Reflectance)
Untuk efisiensi daya listrik yang digunakan dalam
penerangan serta meningkatkan kenyamanan belajar, maka warna – warna komponen
yang ada di ruangan juga harus diperhatikan.Warna dinding, langit-langit dan
perabotan kerja menentukan tingkat penerangan ruangan (Soewarno 1992).
Warna-warna yang cerah lebih banyak memantulkan warna sehingga terkesan ruangan
lebih terang. Perbandingan antara kuat cahaya yang datang dan yang dipantulkan
kembali inilah yang disebut sebagai nilai reflektansi cahaya oleh suatu
komponen ruangan. Oleh sebab itu dalam pemilihan warna nilai reflektansi ini
perlu diperhatikan, jika nilainyanya kecil ruangan terkesan gelap, tetapi jika
terlalu besar akan menyebabkan silau.
Untuk sekolah, agar didapatkan kenyamanan
penglihatan di dalam ruang, Stein & Reynolds (1992) dalam Kristanto (2004) merekomendasikan
Angka reflektansi dinding : 50 – 70 %
Angka reflektansi lantai : 20 – 40 %
Angka reflektansi langit-langit : 70 – 90 %
Angka reflektansi perabot : 25 – 45 %
Angka reflektansi papan tulis : > 20 %
4.Efek Stroboskop (Stroboscopic effect)
Efek
stroboskop dapat terjadi dalam ruangan yang diterangi dengan lampu tabung
florescent (TL) yang dioperasikan oleh arus bolak-balik. Cahaya lampu akan
berkedip setiap sumbernya mencapai nilai sesaat sama dengan nol. Karena
tegangan arus bolak-balik bersifat sinusoidal, dengan demikian berarti
frekuensi kedipan adalah sama dengan dua kali frekuensi sumber. Jika sumber
yang digunakan 50 Hz, maka frekuensi kedipan adalah 2 kali 50 = 100 kali setiap
detik.
Terhadap
perobahan ini, mata tidak sanggup meresponnya, sehingga cahaya lampu TL
seolah-olah tetap. Tetapi bila berada diantara benda-benda yang bergerak atau
berputar dengan kecepatan tertentu, akan terlihat gerakan benda-benda tersebut
seolah terhenti, lebih lambat atau lebih cepat gerakannya. Efek ini disebabkan
karena penglihatan pengamat terinterupsi karena terputusnya cahaya sesaat yang
dipantulkan oleh benda tersebut ke mata (Edgerton 1987)
Salah
satu cara untuk menghilangkan efek stroboskop ini yaitu dengan cara memasang
dua buah lampu TL secara parallel
seperti gambar berikut:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar