STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA
BEBERAPA RANCANGAN RUANG KELAS
PERGURUAN TINGGI DI MEDAN
TESIS
Ferry Anderson Sihombing : Studi Pemanfaatan Pencahayaan Alami Pada Beberapa Rancangan Ruang Kelas Perguruan Tinggi Di Medan, 2008
STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA
BEBERAPA RANCANGAN RUANG KELAS
PERGURUAN TINGGI DI MEDAN
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik dalam Program Studi Teknik Arsitektur
pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
FERRY ANDERSON SIHOMBING
077020016/AR
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA BEBERAPA RANCANGAN RUANG KELAS PERGURUAN TINGGI DI MEDAN
Nama Mahasiswa : Ferry Anderson Sihombing Nomor Pokok : 077020016
Program Studi : Teknik Arsitektur
Menyetujui Komisi Pembimbing
(A/Prof. Abdul Majid Ismail, B.Sc, B.Arch, PhD) (Ir. N. Vinky Rahman, MT)
Ketua Anggota
Ketua Program Studi Direktur
(Ir. Nurlisa Ginting, M.Sc) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc)
Telah diuji pada
Tanggal: 5 Desember 2008
PANITIA PENGUJI TESIS:
Ketua : A/Prof. Abdul Majid Ismail, B.Sc, B.Arch, PhD Anggota : 1. Ir. N. Vinky Rahman, MT
2. Ir. Novrial, M.Eng
ABSTRAK
Pencahayaan alami pada ruang dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan ruang akan cahaya. Kualitas ruang yang tidak sesuai dengan fungsi ruang menyebabkan kegiatan didalam ruang tersebut tidak berfungsi dengan baik. Isu yang berkembang menyatakan bahwa Kualitas Pencahayaan Alami dipengaruhi oleh distribusi cahaya yang masuk melalui jendela (bukaan) dan orientasi bukaan. Semakin luas bukaan maka akan semakin banyak cahaya yang masuk ke dalam ruang. Berdasarkan hal tersebut diperlukan kontrol terhadap jumlah cahaya yang masuk kedalam ruangan.
Tujuan dari Penelitian ini adalah untuk mengetahui Permasalahan dalam Pemanfaatan Pencahayaan alami dalam Ruang Kelas Perguruan Tinggi yaitu Pengaruh letak Bukaan Pencahayaan Alami terhadap kualitas pencahayaan dalam Ruang Kelas, Kondisi Intensitas pencahayaan alami didalam Ruang Kelas, Kebutuhan pencahayaan alami didalam Ruang Kelas.
Ruang Kelas yang menjadi objek penelitian dipilih berdasarkan kondisi pencahayaan alaminya yaitu: Universitas HKBP Nomensen, Universitas Medan Area, Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia. Hasil Penelitian menyimpulkan bahwa Ruang Kelas yang memenuhi persyaratan Pencahayaan Alami adalah Ruang Kelas Universitas Medan Area. Ruang Kelas Universitas HKBP Nomensen dan Ruang Kelas Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia kurang memenuhi persyaratan.
ABSTRACT
Natural illumination at room meant to fulfill room requirement of light. Quality of room which disagree with room function cause activity in the room do not function better. Issue expanding to express that Quality of Natural Illumination influenced by light distribution which enter through the window and aperture orientation. Progressively wide of aperture hence will more and more light which come into room. Pursuant to the mentioned needed by control to amount of light which enter into room.
Intention of this Research is to know the Problem of Exploiting of natural Illumination in Class Room College that is Influence of Aperture situation of Natural Illumination to quality of illumination in Class Room, Condition of Natural Illumination Intensity in Class Room, Requirement of Natural Illumination in Class Room.
Class Room becoming research object selected pursuant to condition of Natural Illumination that is: University of HKBP Nomensen, University Medan Area, University Pembinaan Masyarakat Indonesia. Result of Research conclude that Class Room fulfilling conditions of Natural Illumination is Class Room University Medan Area. Class Room University of HKBP Nomensen and Class Room University Pembinaan Masyarakat Indonesia less is fulfilling of conditions.
KATA PENGANTAR
Sujud syukur kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan karuniaNya
sehingga Penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul: Studi Pemanfaatan
Pencahayaan Alami pada beberapa Rancangan Ruang Kelas perguruan tinggi di
Medan. Tesis ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar Magíster Teknik
Arsitektur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari
bahwa isi tesis ini masih jauh dari sempurna dan pada kesempatan ini penulis dengan
segala kerendahan hati Sangat mengharapkan kritik dan saran.
Penulis juga ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak
yang telah membantu dalam menyusun tesis ini. Ungkapan terima kasih penulis
kepada Rektor Universitas Sumatera Utara Bapak Prof. Chairuddin
P.Lubis,DTM&H. Sp.A(K) atas fasilitas yang diberikan dalam proses perkuliahan.
Terima kasih juga saya aturkan kepada Direktur Sekolah Pascasarjana Ibu Prof.Dr.Ir.
T Chairun Nisa B,MSc.
Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua Orang Tua saya B. Sihombing dan Zuriah Sitorus.
2. Keluarga saya, abang dan adik-adik saya.
3. Ibu Ir. Nurlisa Ginting, MSc, Ketua Program Studi.
4. Ibu Ir. Dwira N. Aulia, M.Sc.
6. Bapak Ir. N. Vinky Rahman, MT, Pembimbing 2.
7. Teman-teman Pascasarjana Studi-studi Arsitektur dan Perkotaan.
Akhir kata penulis mengharapkan semoga tesis ini bermanfaat bagi semua
pihak, pembaca dan pihak lain yang membutuhkannya. Amin ya robbal alamin.
Medan, Februari 2009
RIWAYAT HIDUP
DATA PRI BADI
Nama Lengkap : Ferry Anderson Sihombing, ST, MT
Tempat/ tanggal lahir : Medan/ 01 Mei 1981
Alamat : Jl. Pales Raya Gg. SD. Inpres No.26 Medan 20135
Telepon/ HP : (061) 77956269
Jenis Kelamin : Laki-laki
Status : Belum Menikah
Agama : Islam
Kegemaran : Membaca dan music, olah raga
PENDI DI KAN FORMAL
SD : SD Negeri 060884 Medan 1992
SLTP : SMP Negeri 8 Medan 1995
SMU
SARJANA S-1
: SMU Negeri 17 Medan Medan 1998
: Institut Teknologi Medan Jurusan Teknik Arsitektur
2003
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
RIWAYAT HIDUP ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN... xvi
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 3
1.3. Landasan Teori ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 4
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
1.6. Kerangka Berfikir ... 5
BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 113
5.1. Kondisi Ruang Kelas dan Titik Pengukuran ... 113
5.2. Data Penelitian ... 124
BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN ... 129
6.1. Kesimpulan ... 129
6.2. Saran ... 129
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1. Hasil Pengukuran Illuminasi (L) pada lantai (ruang) ... 43
2. Nilai Faktor Langit untuk Bangunan Umum ... 65
3. Nilai Faktor Langit untuk Bangunan Sekolah ... 65
4. Nilai Faktor Langit Bangunan Tempat Tinggal ... 66
5. Nilai Faktor Langit dinyatakan dalam % ... 73
6. Hubungan antara tinggi tempat lubang cahaya dengan Nilai Faktor Langit relatif ... 78
7. Hubungan antara jarak ke samping dengan Nilai Faktor Langit Relatif ... 79
8. Nilai Indeks Kesilauan Maksimum Untuk Berbagai Tugas Visual dan Interior ... 83
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1. Kerangka Pikir Penelitian ... 5
2. Kekuatan Penerangan dititik P pada jarak c dari proyeksi L’ dari sumber cahaya L dalam permukaan kerja... 11
3. The Seasons are a consequence of the tilt of the earth’s axis of rotation ... 12
4. The Earth’s Axis of Rotation in tiltled to the plane of the elliptical orbit ... 13
5. Difraksi cahaya yang diterangkan oleh Prinsip Huygens ... 14
6. Stereographic Sun-Path Diagram ... 15
7. Definition of Altitude and Azimuth; Diffuse Radiation... 16
8. Lintasan Matahari per hari ... 17
9. Pantheon ... 22
10. Plan of the Carmel Mountain Ranch Library (M.W.Steele) ... 25
11. Section of the Carmel Mountain Ranch Library (M.W.Steele) ... 25
12. Exterior View of the Newton Library ... 26
13. View of an Atrium in the Center for British Art and Studies ... 27
14. Plans of the Type/Variant House ... 28
16. A university classroom with permanently-installed desk-
chairs and green chalkboards ... 31
17. Classroom in St. Eunan’s College, Letterkenny, Ireland ... 31
18. Clerestory Windows... 33
19. Shading and Windows Orientation ... 33
20. Hubungan sudut pandang dengan jarak objek pengamatan ... 40
21. Cara pengukuran Illuminasi dalam ruang ... 42
22. The Model of Test Site ... 44
23. Model Tes ... 44
24. Typical North Classroom pada Zack Elementary ... 45
25. Finelite Series 4 Pendant Fixture Demonstrating Bi-Level Control ... 46
36. Tiga Komponen cahaya langit yang sampai pada suatu titik
di bidang kerja ... 57
37. Tinggi dan Lebar Cahaya Efektif ... 61
38. Penjelasan mengenai jarak d ... 62
39. Potongan Ruang Tangga ... 70
40. Cara mengukur persentase cahaya yang masuk kedalam ruangan ... 72
41. Prosedur Perancangan Sistem Pencahayaan Alami siang hari... 76
42. Pengaruh kedudukan lubang cahaya atas besarnya faktor langit ... 79
43. Samsung Digimax A40 2 Digital Camera ... 84
44. Alat Ukur Kyoritsu ... 85
45. Tampilan SoftwareDesign Grafis Archicad versi 9 ... 86
46. Skema penggunaan peralatan penelitian ... 87
47. Skema pengumpulan data penelitian ... 88
48. Letak Geografis Kotamadya Medan ... 90
49. Lokasi Penelitian di Kota Medan ... 91
50. Universitas HKBP Nomensen ... 92
51. Foto Udara Universitas HKBP Nomensen ... 93
52. Foto Udara Universitas HKBP Nomensen ... 93
53. Universitas Medan Area ... 94
55. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia ... 95
56. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia ... 95
57. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia ... 96
58. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L.4.7 ... 97
59. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas L.4.7 ... 97
60. Kondisi Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L.4.7 ... 98
61. Kondisi Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L.4.7 ... 98
62. Bagian Utara Ruang Kelas L.4.7... 99
63. Bagian Selatan Ruang Kelas L.4.7... 100
64. Tepi Timur Laut Ruang Kelas L.4.7 ... 100
65. Bagian Dalam ( koridor ) Ruang Kelas L.4.7 ... 101
66. Bagian Dalam Ruang Kelas L.4.7... 101
67. Bagian Utara Ruang Kelas L.4.7... 102
68. Bagian Timur Laut Ruang Kelas L.4.7 ... 102
69. Interface/Merupakan Bagian dari Bangunan ... 103
70. Sky is The Limit ... 103
71. Interface ... 104
72. Bentang antara sisi bangunan ... 104
73. Glare didalam Ruang Kelas L.4.3 ... 105
74. Silau/Dazzled dalam Ruang Kelas L.4.3 ... 106
76. Deflect Light didalam Ruang Kelas L.4.3... 107
77. Light Reflection diluar Ruang Kelas L.4.3 ... 107
78. Bentuk Permukaan bagian luar Ruang Kelas L.4.3 ... 108
79. Pencahayaan Alami Bagian dalam Ruang Kelas L.4.3 ... 108
80. Pencahayaan Alami Bagian dalam Ruang Kelas L.4.3 ... 109
81. Properti Ruang Kelas 4.3. ... 109
82. Properti Ruang Kelas 4.3. ... 110
83. Posisi Ruang Kelas 1.2. ... 111
84. Bagian Barat Ruang Kelas 1.2. ... 111
85. Koridor didepan Ruang Kelas 1.2. ... 112
86. Pemantulan cahaya pada permukaan lantai Koridor didepan Ruang Kelas 1.2. ... 112
87. Kondisi Eksisting dan Meubiler Ruang Kelas L 4.7. ... 114
88. Titik Pengukuran Ruang Kelas L 4.7. ... 115
89. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L 4.7. ... 116
90. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L 4.7. ... 116
91. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas L 4.7. ... 117
92. Bidang Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas L 4.7. ... 117
93. Titik Pengukuran Ruang Kelas I.2. ... 118
94. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas I.2. ... 119
95. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas I.2. ... 119
97. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas I.2. ... 120
98. Kondisi Eksisting dan Meubiler Ruang Kelas 4.3. ... 121
99. Titik Pengukuran Ruang Kelas 4.3. ... 122
100. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas 4.3. ... 122
101. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas 4.3. ... 122
102. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas 4.3. ... 123
103. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas 4.3. ... 123
104. Proses Pengumpulan Data Penelitian ... 124
105. Grafik Nilai Rata-rata Pengukuran Menggunakan Pencahayaan Alami pada Ruang Kelas L.4.7. Universitas HKBP Nomensen ... 126
106. Grafik Nilai Rata-rata Pengukuran Menggunakan Pencahayaan Alami pada Ruang Kelas 4.3. Universitas Medan Area ... 127
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Data Penelitian Universitas HKBP Nomensen ... 133
2. Data Penelitian Universitas Medan Area ... 136
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Fenomena pada objek dan ruang juga merupakan fenomena dari cahaya.
Secara umum, keseluruhan bagian tersebut merupakan fenomena bumi dan langit.
Langit sebagai asal cahaya dan bumi sebagai manifestasinya. Oleh karena itu cahaya
adalah kesatuan dari alam semesta. Selalu sama dan berbeda, cahaya menyatakan
sesuatu.
Di dalam arsitektur pemanfaatan Pencahayaan Alami selalu menjadi bagian
penting yang selalu diperhitungkan dalam perancangan. Pencahayaan Alami mampu
menciptakan ruang secara visual. Menurut Lechner perancang yang peka selalu
menyadari bahwa apa yang kita lihat merupakan suatu konsekuensi baik dari kualitas
rancangan maupun kualitas cahaya yang jatuh keatasnya.
Pencahayaan Alami pada ruang difungsikan untuk memenuhi kebutuhan
ruang akan cahaya, dan untuk segi estetika. Kualitas ruang yang tidak sesuai dengan
fungsi ruang berakibat pada tidak berjalannya dengan baik kegiatan yang ada. Ruang
dengan cahaya yang sedikit menyebabkan ruangan tersebut menjadi gelap dan dingin.
Pencahayaan yang terlalu terang akan menyebabkan silau dan kurang baik bagi mata.
Kenyamanan berada pada suatu ruang dapat diciptakan dari kualitas pencahayaan di
pencahayaan dapat dirancang untuk menonjolkan obyek, atau menambah daya tarik
khusus dari sudut-sudut ruang.
Isu yang berkembang tentang pembahasan Pencahayaan Alami menyatakan
bahwa Kualitas Pencahayaan Alami yang baik tidak terlepas dari distribusi cahaya
yang masuk melalui jendela (bukaan) dan orientasi arah bukaan. Semakin luas
bukaan maka akan semakin banyak cahaya yang masuk kedalam ruang. Untuk itu
diperlukan kontrol terhadap jumlah cahaya yang masuk ke dalam ruangan. Kualitas
Pencahayaan Alami yang baik juga dipengaruhi oleh letak bukaan terhadap arah
datangnya sinar matahari.
Ruang Kelas (untuk kegiatan perkuliahan) merupakan memiliki arti penting
bagi mahasiswa dalam membantu kegiatan belajar sehingga mampu meningkatkan
perkembangan ilmu pengetahuan serta menambah tingkat kecerdasan dalam berpikir
dan merespon perkembangan jaman.
Selain itu kondisi ruang kelas juga berperan penting dalam memberikan
kenyamanan bagi pemakainya. Dalam hal ini dari kebutuhan pencahayaan untuk
membantu penglihatan. Pengguna ruang dihadapkan kepada seberapa besar
kebutuhan pencahayaan ruang kelas. Beberapa referensi dapat digunakan untuk
mengetahui hal-hal yang mendasar tentang ruang kelas.
Dalam sebuah penelitian kita membutuhkan objek penelitian yang akan kita
gunakan sebagai studi kasus. Dalam penelitian ini penulis memakai ruang kelas
perguruan tinggi yang setiap harinya digunakan untuk belajar dan mengajar sebagai
permasalahan yang berbeda agar dalam pembahasan nantinya kita mendapatkan
masukan yang lebih beragam dari kasus yang kita ambil.
Untuk memperlancar proses penelitian (ketersediaan objek penelitian dan
waktu penelitian) dengan tidak mengurangi esensi dari penelitian ini maka digunakan
Studi Kasus Ruang Kelas pada beberapa perguruan tinggi di kota Medan yaitu:
Universitas HKBP Nomensen, Universitas Medan Area, Universitas Pembinaan
Masyarakat Indonesia.
Berdasarkan hal diatas ide pembahasan pencahayaan alami disarikan ke dalam
judul penelitian yaitu: STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI
PADA BEBERAPA RANCANGAN RUANG KELAS PERGURUAN TINGGI
DI MEDAN Studi Kasus: Universitas HKBP Nomensen, Universitas Medan Area,
Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia.
1.2. Perumusan Masalah
Rumusan permasalahan yang menjadi pembahasan adalah:
1. Pengaruh Luas Bukaan Pencahayaan Alami terhadap kualitas pencahayaan
dalam Ruang Kelas.
2. Kondisi Intensitas pencahayaan alami didalam Ruang Kelas.
1.3. Landasan Teori
Dampak dari pencahayaan alami pada penampilan sekolah menjadi subyek
(pencahayaan buatan) menjadi lazim, secara umum diperkirakan bahwa semua ruang
sekolah akan menggunakan pencahayaan alami. Departemen Pendidikan California
mempunyai suatu proses tinjauan ulang yang ketat untuk rancangan arsitektural dari
kelas-kelas untuk memastikan bahwa standar penerangan alami telah dipenuhi.
Sebagai hasilnya, kelas-kelas di California yang dibangun pada tahun 1950 dan awal
1960 menjadi contoh-contoh sempurna tentang praktek pencahayaan alami. Cakupan
pencahayaan alami di dalam kelas-kelas sudah menjadi suatu fitur yang terkemuka
dari gerakan untuk “sekolah-sekolah berpenampilan tinggi,” yaitu. gedung sekolah
yang dapat berpotensi memperbaiki penampilan siswa, mengurangi biaya operasional
dan memperkecil dampak negatif pada lingkungan.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui Pengaruh Letak Bukaan Pencahayaan Alami terhadap kualitas
pencahayaan Ruang Kelas.
2. Mengetahui Kondisi Intensitas Pencahayaan di dalam Ruang Kelas.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini baik dalam disiplin ilmu
arsitektur maupun disipiln ilmu pasti lainnya, yang bertujuan untuk mengetahui
dalam bangunan, dapat menjadikan penelitian ini sebagai masukan/studi banding
penelitian.
1.6. Kerangka Berfikir
Gambar 1. Kerangka Pikir Penelitian
STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA BEBERAPA RANCANGAN RUANG
KELAS PERGURUAN TINGGI DI MEDAN
Studi Kasus : Universitas HKBPNomensen, Universitas Medan Area, Universitas
Pembinaan Masyarakat Indonesia
PERMASALAHAN
Pengaruh kualitas Pencahayaan Alami terhadap pencahayaan dalam
ruang kelas (kualitas visual)
STUDI KASUS
Rancangan Ruang Kelas : Universitas HKBPNomensen, Universitas Medan Area, Universitas Pembinaan
Masyarakat Indonesia
METODE PENELITIAN
Metode Pengukuran (Standar Nasional Indonesia) dan Alat Penelitian (Software dan Kamera
Di it l)
FINAL REPORT
Hasil dari Penelitian yang telah dilakukan :
• Kesimpulan Teoritis
Hasil yang didapat dari pembahasan • Kesimpulan Praktis
Saran dan Rekomendasi yang dihasilkan
PEMBAHASAN
• Analisa Menggunakan Alat Ukur • Analisa menggunakan Metode
1.7. Struktur Penulisan Tesis
BAB I PENDAHULUAN
Pembahasan pada bagian ini berisi kerangka awal penelitian yang
terdiri dari Latar Belakang, Perumusan Masalah, Landasan Teori, Tujuan,
Kerangka Berfikir, Struktur Penulisan Tesis.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pembahasan pada bagian ini berisi tinjauan teori yang digunakan pada
penelitian yang terdiri dari pengertian cahaya, pengertian ruang kelas,
pemanfaatan cahaya dalam arsitektur, penerapan bukaan pada kelas, standar
yang digunakan sebagai acuan, preseden yang berkembang pada pembahasan
pencahayaan alami serta hubungannya dengan luas bukaan, studi banding
yang dilakukan dalam penelitian.
BAB III METODE PENELITIAN/BAHAN DAN METODE
Pembahasan pada bagian ini berisi Bahan/Materi Penelitian/Peralatan
yang digunakan pada penelitian, Rancangan Penelitian, Variabel yang
BAB IV KAWASAN PENELITIAN
Pembahasan pada bagian ini berisi kawasan yang menjadi obyek
pembahasan (Studi kasus yang diangkat dalam penelitian) serta kondisi
eksisting bukaan yang ada pada kawasan penelitian.
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan pada bagian ini berisi Data Penelitian dan Hasil yang
didapat dari analisa yang dilakukan terhadap permasalahan luas bukaan dan
kualitas pencahayaan pada ruang kelas. Pembahasan pada bagian ini berupa
analisa (pengukuran) dan membandingkan kualitas pencahayaan pada setiap
obyek (kasus).
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
Bagian ini berisi point-point kesimpulan dan saran yang didapat dari
pembahasan objek penelitian. Kesimpulan dan saran dapat digunakan dan
bermanfaat untuk penelitian sejenis atau penelitian lanjutan dari “STUDI
PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA BEBERAPA
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pencahayaan alami dapat juga diartikan sebagai cahaya yang masuk ke dalam
ruangan pada bangunan yang berasal dari cahaya matahari. Sebelum masuk kedalam
ruangan melalui bukaan, cahaya ini dapat diproses terlebih dahulu dengan
menggunakan ”shading”. Shading dimaksudkan sebagai penyaring cahaya yang
masuk kedalam ruangan sehingga menghasilkan kualitas pencahayaan pada ruang
yang diinginkan.
2.1. Pengertian Cahaya
Menurut The Concise Oxford English Dictionary
Cahaya didefinisikan sebagai unsur alam yang mampu merangsang indera
penglihat (mata) atau media atau kondisi dari ruang dimana memungkinkan
mata untuk melihat atau bagian dari spektrum elektromagnetik yang dapat
ditangkap oleh mata.
Cahaya didefinisikan sebagai bagian dari spektrum elektromagnetik yang
dapat ditangkap oleh mata. Cahaya yang nampak adalah cahaya yang dapat dirasakan
oleh mata. Penglihatan adalah kemampuan mata untuk merasakan cahaya. Cara
kerjanya dapat dianalogikan seperti cara kerja video kamera.
Semua cahaya yang terlihat seolah-olah terdiri dari kumpulan satu atau lebih
photon yang menyebar melalui ruang seperti gelombang elektromagnetik. Pada saat
gelap total, mata mampu untuk merasakan photon tunggal, tetapi secara umum apa
yang terlihat pada kehidupan sehari-hari adalah cahaya yang terbentuk dari milyaran
photon yang dihasilkan oleh sumber cahaya dan dari pantulan objek. Bila melihat ke
sekeliling ruangan, kemungkinan sumber cahaya di dalam ruang memproduksi
photon dan objek dalam ruang yang memantulkan photon tersebut. Mata dapat
menyerap beberapa dari photon ini mengalir melalui ruang dan inilah cahaya yang
terlihat.
Satuan kuat cahaya yang dikeluarkan oleh sumber cahaya adalah lumen,
namun lumen tidak mendeskripsikan bagaimana keluaran cahaya didistribusikan.
Kandela (Candlepower) mendeskripsikan intensitas sinar pada semua arah. Lumen
dari suatu sumber cahaya akan menerangi permukaan, maka Iluminasi adalah satuan
dari jumlah kekuatan cahaya yang jatuh pada setiap meter persegi permukaan semu
suatu sumber cahaya atau suatu permukaan yang diterangi.
Pada saat gelombang cahaya menyentuh sebuah objek, apa yang terjadi padanya
tergantung energi yang terdapat pada gelombang cahaya tersebut.
Berdasarkan tiga faktor, empat hal yang berbeda dapat terjadi saat cahaya
menyentuh sebuah objek adalah sebagai berikut:
1. Gelombang dapat dipantulkan atau menyebar pada objek.
2. Gelombang dapat diserap oleh objek.
4. Gelombang dapat melewati objek tanpa ada efek dan lebih dari satu dari beberapa
kemungkinan dapat terjadi dengan segera.
5. Tranmisi adalah bila frekwensi atau energi dari gelombang cahaya berikutnya
lebih tinggi atau lebih rendah dari frekwensi yang dibutuhkan untuk membuat
elektron dalam material bergetar, kemudian elektron tidak akan menangkap
energi dalam cahaya dan gelombang akan melewati material tanpa berubah.
Sebagai hasil, material akan transparan pada frekwensi cahaya.
Untuk memperlihatkan hubungan antara kekuatan penerangan (E), arus
cahaya ( ), kekuatan cahaya dengan luas permukaan yang diterangi disini dapat
dipergunakan suatu persamaan-persamaan yang sederhana yaitu:
Untuk arus cahaya adalah jumlah cahaya yang dipancarkan setiap detik oleh
sebuah sumber cahaya.
Untuk kekuatan penerangan adalah arus cahaya yang jatuh pada sebuah satuan
Akan tetapi jika hendak menghitung kekuatan penerangan diukur pada satu titik yang
ditentukan dengan jalan menurunkan sebuah garis tegak lurus dari sumber cahaya
kepada permukaan kerja, maka persamaan yang digunakan adalah :
E =
E = kekuatan penerangan mendatar pada P dalam lux
I = kekuatan cahaya dari sumber cahaya ke arah P dalam cd
h = tinggi sumber cahaya L diatas permukaan kerja = sudut antara garis tegak lurus dari sumber cahaya pada permukaan kerja dan garis
L ke P
a
Gambar 2. Kekuatan penerangan dititik P pada jarak c dari proyeksi L’ dari sumber cahaya L dalam permukaan kerja
Luminasi adalah kekuatan cahaya per m 2
Untuk mengetahui berapa banyak cahaya yang masuk ke dalam ruangan
sebagai acuan memenuhi syarat atau tidak, dan bagaimana mengukurnya maka dapat
dilihat pada tabel 2.1. dan cara pengukurannya lihat Gambar 2.1.
2.2. Difraksi dan Diagram Matahari
Gambar 3. The seasons are a consequence of the tilt of the earth’s axis of rotation
Matahari sebagai sumber cahaya alami terbesar sangat berperan dalam
mengendalikan seluruh kehidupan manusia di bumi ini. Tidak terkecuali dalam
proses pencarian dan penciptaan ruang-ruang binaan yang dapat menampung segala
aktivitas kehidupan manusia. Matahari adalah sumber cahaya yang kaya untuk
menerangi bentuk-bentuk dan ruang-ruang di dalam arsitektur. Kualitas cahaya
berubah bersamaan dari waktu ke waktu, dan dari musim ke musim. Cahaya
memberikan warna-warna dari suasana langit dan cuaca sampai kepada
permukaan-permukaan dan bentuk-bentuk yang disinarinya. Dengan kata lain cahaya matahari
Gambar 4. The Earth’s Axis of Rotation in tilted to the plane of the elliptical orbit
Sifat-sifat cahaya adalah bergerak lurus ke semua arah. Buktinya adalah
manusia dapat melihat sebuah lampu yang menyala dari segala penjuru dalam sebuah
ruang gelap. Apabila cahaya terhalang, bayangan yang dihasilkan disebabkan cahaya
yang bergerak lurus tidak dapat berbelok, namun dapat dipantulkan. Keadaan ini
disebut sebagai pantulan cahaya.
Difraksi adalah penyebaran gelombang, contohnya cahaya, karena adanya
halangan. Semakin kecil halangan, penyebaran gelombang semakin besar. Hal ini
Gambar 5. Difraksi cahaya yang diterangkan oleh prinsip Huygens
Pada gambar diatas terlihat adanya pola gelap dan terang, hal itu disebabkan
wavelet-wavelet baru yang terbentuk di dalam celah sempit tersebut saling
berinterferensi satu sama lain.
Intensitas radiasi matahari ditentukan oleh energi radiasi absolut, hilangnya
energi pada atmosfir, sudut jatuh pada bidang yang disinari dan penyebaran radiasi.
Diagram matahari adalah cara paling mudah yang digunakan untuk mengetahui
pergerakan tahunan matahari pada kondisi langit cerah dengan diagram 2 dimensi.
Sudut azimuth dan altitude dapat terlihat secara langsung pada setiap hari. Dengan
sehingga pada proses perancangan sebuah bangunan dapat digunakan untuk
menentukan posisi shade untuk menghindari sinar matahari langsung
.
Gambar 7. Definition of Altitude dan Azimuth; Diffuse Radiation
Sudut jatuh ditentukan oleh posisi relatif matahari dan tempat pengamatan di
bumi serta tergantung pada sudut lintang geografis tempat pengamatan, musim dan
lama penyinaran harian yang ditentukan oleh garis bujur geografis tempat
pengamatan.
Menurut Lippsmeier untuk orientasi bangunan dan perlindungan terhadap
cahaya matahari, berlaku aturan-aturan dasar berikut:
1. Sebaiknya fasade terbuka menghadap ke selatan atau utara, agar meniadakan
radiasi langsung dari cahaya matahari rendah dan konsentrasi tertentu yang
menimbulkan panas
2. Pada daerah iklim tropika basah diperlukan pelindung untuk semua lubang
bangunan terhadap cahaya langsung dan tidak langsung, bahkan bila perlu
untuk seluruh bidang bangunan, karena bila langit tertutup awan, seluruh
3. Di daerah iklim tropika kering dalam musim panas diperlukan pelindung
untuk lubang-lubang pada dinding bangunan tertutup. Dalam musim dingin
kadang-kadang dibutuhkan juga
Sudut jatuhnya cahaya matahari dapat ditentukan melalui pengamatan
langsung, perhitungan matematis dan penggambaran grafis.
Gambar 8. Lintasan Matahari per hari
2.3. Hubungan Cahaya dan Manusia
Cahaya matahari dengan kecepatan rambat kira-kira 360.106 km/jam dan
energi kalor sebesar 6 juta kkal akan menciptakan energi dalam wujud dan bentuk
yang berbeda. Area pencahayaan melingkupi banyak cara. Tiap lapisan cahaya dapat
dijelajahi dan kembangkan. Infleksi (perubahan) cahaya dapat menjadi inspirasi dan
motivasi dalam ruang, mengantarkan imaginasi dan mensublimasi (menaikkan)
Perancangan pencahayaan yang baik harus diperuntukkan tidak hanya bagi
kebutuhan akan tampilan visual, tetapi juga untuk kebutuhan biologis manusia akan
cahaya yang juga berhubungan dengan gaya hidup dan kebudayaan.
Menurut William Lam beberapa kebutuhan biologis manusia terhadap cahaya
adalah sebagai berikut:
1. Kebutuhan akan orientasi spasial
Sistem pencahayaan harus dapat membantu menunjukkan tempat dan arah
2. Kebutuhan akan orientasi waktu
Sistem pencahayaan harus dapat memberikan feedback akan jalannya waktu
yang dibutuhkan oleh jam internal dalam tubuh manusia
3. Kebutuhan untuk mengerti bentuk struktur
Kebutuhan untuk mengerti bentuk fisik dapat dikacaukan oleh pencahayaan
yang bertentangan dengan realita fisik, dengan kegelapan yang pekat, maupun
dengan penerangan tersebar yang meratakan penampilan objek
4. Kebutuhan untuk fokus pada kegiatan
Pencahayaan dapat membantu membentuk susunan kegiatan dan dengan
memberikan penerangan lebih pada area kegiatan yang paling relevan
5. Kebutuhan untuk ruang personal
Cahaya dan daerah gelap pada ruang besar dapat membantu mendefinisikan
ruang personal bagi setiap individu
Suatu ruang terasa muram bila diharapkan terang, namun ternyata tidak. Maka
kombinasi dari cahaya langsung, tidak langsung dan aksentuasi cahaya dapat
menciptakan rancangan yang menarik dan menyenangkan
7. Kebutuhan untuk masukan visual yang menarik
Ruang yang membosankan tidak langsung terlihat menarik hanya dengan
meningkatkan level cahaya
8. Kebutuhan akan susunan pada lingkungan visual
Saat order diharapkan namun tidak didapatkan maka akan terlihat kekacauan
9. Kebutuhan untuk keamanan
Kegelapan merupakan keadaan dimana informasi visual yang diterima oleh
otak sangat kurang. Pada situasi yang dirasa membahayakan, kekurangan
informasi menyebabkan ketakutan
Vitalitas optikal adalah upaya pemasukan cahaya ke dalam ruangan dengan
kapasitas dan intensitas yang tepat berdasarkan kebutuhan dan kenyamanan
beraktivitas terutama kegiatan mengamati untuk mengapresiasi. Benda-benda
cemerlang yang disertai dengan pola cahaya yang dinamis terhadap gelap akan
menyebabkan terlihat lebih cerah dan dapat menampilkan aktivitas yang nyata.
Efek foto elektrik menyebabkan efek cahaya dramatis dan perubahan elektrik
dengan kemungkinan hubungan antara energisitas yang disaksikan dan permainan
cahaya juga material. Tidak dapat dibayangkan kenyamanan optikal itu sesuatu yang
dapat dipastikan secara mutlak, karena kekuatannya dapat dirasakan sebagaimana
2.4. Hubungan Cahaya dan Ruang
Ruang selalu melingkupi keberadaan manusia. Melalui pewadahan ruanglah
manusia bergerak, melihat bentuk-bentuk dan benda-benda, mendengar suara-suara,
merasakan angin bertiup, mencium bau semerbak bunga-bunga kebun yang mekar.
Itulah ruang seperti kayu atau batu, meskipun sifatnya tak berbentuk. Pada ruang,
bentuk visual, kualitas cahaya, dimensi dan skala ditentukan oleh batas-batas yang
telah ditentukan oleh unsur-unsur bentuk.
Ruang ada disebelah dalam dan luar bangunan, disekitar dan diantara
bangunan-bangunan. Itulah elemen dimana manusia bereaksi apabila mengalami
lingkungan mereka.
Maka dari itu, untuk menciptakan sistem pencahayaan yang berhasil,
perancang harus mengerti beberapa aspek dari persepsi manusia, sebagai berikut :
Relativity of Brightness
Nilai absolut untuk penerangan (brightness) adalah luminasi, namun manusia menilai
terang dari suatu objek relatif dengan penerangan dari sekelilingnya.
Brightness Constancy
Untuk membuat nalar dari lingkungan visual, otak harus melakukan penyesuaian
terhadap apa yang dilihat mata. Kemampuan otak untuk mengabaikan perbedaan
pencahayaan pada kondisi tertentu disebut brightness constancy
Color Constancy
Kemampuan otak untuk menghapus perbedaan warna yang disebabkan oleh
survival yang penting karena jika tidak maka tidak dapat mengenali rumah sendiri
bila pulang pada waktu yang berbeda. Namun color constancy tidak dapat digunakan
bila lebih dari satu tipe sumber cahaya digunakan secara simultan
Fenomena persepsi warna lainnya
Warna-warna hangat (merah, oranye dan kuning) terlihat lebih dekat pada mata,
sementara warna-warna dingin (biru, hijau dan abu-abu gelap) terlihat lebih jauh.
Maka pemilihan warna dinding dapat membuat ruang menjadi lebih luas atau lebih
sempit.
Efek Foreground
Otak selalu berusaha untuk memilah sinyal visual dari gangguan visual. Bila hal ini
menjadi sulit atau tidak mungkin, maka pemandangan tersebut dirasakan
mengganggu.
Teori Gestalt
Tujuan melihat adalah untuk mengumpulkan informasi. Otak senantiasa mencari
pola-pola yang dimengerti. Pencarian otak terhadap pengertian keseluruhan dari
bagian-bagian terpisah disebut teori gestalt. Sebuah rancangan pencahayaan yang
berhasil bukanlah bila setiap bagiannya dirancang dengan baik, namun bila
keseluruhan komposisi rancangan merupakan satu kesatuan utuh yang memiliki arti
2.5. Pemanfaatan Pencahayaan Alami Dalam Arsitektur
Pada masa Mesir Kuno, cahaya matahari dianggap hanya sebagai pemenuhan
kebutuhan biologis dan tidak dianggap sebagai elemen pembentuk ruang. Pada masa
Yunani Kuno, cahaya matahari mulai diperhitungkan sebagai pembentuk ruang dan
tidak hanya sebagai pemenuhan kebutuhan biologis semata. Kuil-kuil pada masa
Yunani Kuno selalu berorientasi ke Timur sehingga saat matahari terbit sinarnya
dapat menerangi patung didalam kuil sehingga mendapatkan efek dramatis. Pada
masa Romawi Kuno, perkembangan Arsitektur menyebabkan peningkatan
pemanfaatan pencahayaan alami. Bangsa Romawi membangun banyak bangunan
umum dan monumental serta mengembangkan beberapa strategi pemanfaatan cahaya
alami.
Gambar 9. Pantheeon
Pantheon merupakan bangunan pertama yang sungguh-sungguh
melalui lubang berbentuk lingkaran diujung dome, membentuk efek dramatis dalam
ruang.
Apabila matahari tengah bersinar, cahaya mampu menjadi suatu penggerak
(animator) yang sangat ampuh terhadap sifat-sifat bentuk dan skala sebuah bangunan,
sebuah hal bagi perancang yang sangat peka, kenali dan sering digunakan.
Bagaimanapun efek dari hari-hari mendung dan bahkan hujan pada bentuk dan skala
harus diketahui dan dipadukan ke dalam rancangan bangunan.
Cahaya pada interior bangunan lebih dapat dikendalikan oleh perancang,
melalui pengendalian cahaya alamiah. Efek dramatis dan juga keteraturan ruang dan
ketegasan skala, dapat dihasilkan dan ditingkatkan oleh pembedaan penggunaan dan
pengendalian cahaya. Pada bagian ini peranan arsitek sangat penting untuk bersama
ahli penerangan mengendalikan rancangan penerangan.
Disamping terlepas dari betapa efektif dan pekanya penerangan buatan
dipakai, hal itu tetap tidak dapat pernah menggantikan cahaya alamiah dari matahari.
Jika hal ini diabaikan maka untuk kehidupan sehari-hari akan kehilangan suatu rasa
waktu dan suatu rasa bidang apabila pertalian ini diputuskan. Sinar matahari adalah
suatu gaya dinamik yang bekerja pada bangunan dan bentuk lain dengan beberapa
tingkat kekuatan dan beberapa karakter yang dapat dikenal setiap hari.
Dipertimbangkan sebagai suatu prinsip perancangan, sinar matahari tidak
semata-mata menghias sendiri dengan pasif pada bentuk melainkan diperlukan untuk
2.6. Bentuk Dan Massa Bangunan
Menurut Mary Guzowski Rancangan Massa Bangunan yang bijaksana selalu
memperhatikan pemanfaatan pencahayaan alami untuk menghemat biaya, cara
perawatan dan sumber daya yang dibutuhkan untuk iluminasi. Banyak preseden yang
berkembang pada bangunan sekolah dari abad 19 dan awal abad 20 yang
mengungkapkan strategi pencahayaan alami yang sukses melalui Massa Bangunan
yang tipis, atrium, lightwells dan courtyard. Strategi ini digunakan untuk
memanfaatkan pencahayaan alami, mengurangi kelebihan kontras dari cahaya secara
sepihak (satu-sisi), menambah distrbusi pencahayaan alami, dan memberikan view
yang baik. Beragam konfigurasi untuk pencahayaan diantaranya bentuk L, bentuk U,
Donut, dan bentuk tipis linear.
Bentuk Linear
Massa Bangunan dengan konfigurasi linear memiliki rasio panjang-lebar yang
menempatkan sidelighting dengan batasan yang cukup. Orientasi menjadi sangat
penting karena satu aspek dari bangunan lebih panjang dari aspek lainnya. Bila
panjang memiliki orientasi ke arah Timur-Barat, pencahayaan alami dapat
dipasangkan dengan pemanasan pasif atau pendinginan menurut musim. Berlawanan
apabila panjang memiliki orientasi ke arah sumbu Utara-Selatan, dapat membentuk
simetri, antara bentuk bangunan dan pergerakan matahari Timur-Barat, dimana
mengacu kepada pergerakan matahari harian. Pada orientasi yang lain, lokasi jendela
termal. Apabila Bentuk Linear memiliki aspek panjang dan pendek, kesempatan yang
berbeda pada setiap sisi bangunan. Tergantung kepada orientasi, iklim, arah mata
angin, dan program, setiap façade mungkin ditampilkan secara berbeda untuk
memasukkan atau mengendalikan pencahayaan, pemanfaatan matahari, dan ventilasi.
Gambar 10. Plan of the Carmel Mountain Ranch Library (M.W.Steele)
Gambar 12. Exterior view of the Newton Library
Bentuk Terpusat
Bentuk Terpusat memiliki internal core yang secara tipikal sebuah focal point
disekitarnya dimana ruang yang lain terorganisasi. Kecenderungan kepada fokus
internal, dimana melihat bagian sebaik melihat bagian dalam. Massa Bangunan yang
tebal dihasilkan dari pemusatan dimana secara umum sama dengan rasio
panjang-lebar. Biasanya untuk mengurangi kedalamna yang nyata dari bentuk terpusat dengan
memasukkan atrium, lightwells atau courtyard, secara keseluruhan cenderung
menjadi focal point dari bangunan. Bentuk Terpusat mungkin hanya menggunakan
satudari strategi ini, meskipun tidak biasa untuk menemukan atrium, lightwells atau
courtyard pada bangunan yang sama, profil bangunan yang tipis dan zoning aktivitas
luminasi secara hati-hati (penempatan wilayah servis, gudang dan sirkulasi pada
menyediakan pencahayaan. Dimana massa yang tebal dengan banyak lantai tidak
dapat dihindarkan pada lokasi, programmatic, estetika dan perhatian ekonomis,
Massa harus skulptur untuk memaksimalkan pencahayaan.
Gambar 13. View of an atrium in the Center for British Art and Studies
Bentuk Cluster
Bentuk Bangunan Cluster tidak terpisahkan lebih sedikit sulit untuk
pencahayaan alami dibandingkan Bentuk Bangunan Tebal. Karena Bentuk Cluster
wilayah permukaan yang luas sangat baik untuk toplighting atau sidelighting. Ruang
negative antara massa (bagian dalam dan bagian luar) dan sayap bangunan dapat juga
digunakan untuk menghasilkan dan membawa cahaya menuju ruang yang
bersebelahan.
Gambar 15. Façade detail of Rainbow Shores (Richard Stinger)
2.7. Pengertian Ruang Kelas (Ruang Perkuliahan)
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia
Ruang didefinisikan sebagai sela-sela antara dua (deret) atau empat tiang;
rongga yang berbatas atau terlingkung oleh bidang
Kelas didefinisikan sebagai Ruang tempat belajar disekolah.
Menurut Wikipedia Bahasa Indonesia
Ruang Belajar adalah suatu ruangan tempat kegiatan belajar mengajar
dilangsungkan. Ruang belajar terdiri dari beberapa jenis sesuai fungsinya
1. Ruang kelas atau Ruang Tatap Muka, ruang ini berfungsi sebagai ruangan
tempat siswa menerima pelajaran melalui proses interaktif antara peserta
didik dengan pendidik, ruang belajar terdiri dari berbagai ukuran, dan
fungsi.
2. Ruang Praktik/Laboratorium ruang yang berfungsi sebagai ruang tempat
peserta didik menggali ilmu pengetahuan dan meningkatkan keahlian
melalui praktik, latihan, penelitian, percobaan. Ruang ini mempunyai
kekhususan dan diberi nama sesuai kekhususannya tersebut, diantaranya:
a. Laboratorium Fisika/Kimia/Biologi,
b. Laboratorium bahasa,
c. Laboratorium komputer,
d. Ruang keterampilan, dll
Menurut Wikipedia English
A classroom is a room in which teaching or learning activities can take place.
Classrooms are found in educational institutions of all kinds, including public
and private schools, corporations, and religious and humanitarian
organizations. The classroom attempts to provide a safe space where learning
Gambar 16. A university classroom with permanently-installed desk-chairs and green chalkboards
Gambar 17. Classroom in St. Eunan's College, Letterkenny, Ireland
Ruang Kelas pada bahasan ini yaitu ruang yang berfungsi sebagai tempat
mengadakan aktivitas belajar mengajar. Ruang Kelas ini lokasinya berada pada
bangunan perguruan tinggi. Untuk mendukung fungsinya tersebut maka pada
Ruangan Kelas dibutuhkan kualitas pencahayaan yang baik sebagai media yang dapat
Menurut Wikipedia Indonesia, ensiklopedia bebas berbahasa Indonesia
Perguruan tinggi adalah satuan pendidikan penyelenggara pendidikan tinggi. Peserta
didik perguruan tinggi disebut mahasiswa, sedangkan tenaga pendidik perguruan
tinggi disebut dosen.
Di Indonesia, perguruan tinggi dapat berbentuk akademi, politeknik, sekolah
tinggi, institut, dan universitas. Perguruan tinggi dapat menyelenggarakan pendidikan
akademik, profesi, dan vokasi dengan program pendidikan diploma (D1, D2, D3,
D4), sarjana (S1), magister (S2), doktor (S3), dan spesialis.
2.8. Jendela Dan Ruang Kelas
Kata jendela “Window” berasal dari Old Norse vindauga, asal kata vindr
"wind" dan auga "eye". Kata "Vindauga" masih digunakan di Icelandic, dialek
bangsa Norwegia yang digunakan untuk menyebut window. Kata window dikenal
pada awal abad 13, dimaksudkan kepada lubang tanpa kaca pada bagian dalam atap.
Secara historis “windows” dirancang dengan permukaan paralel pada dinding vertikal
bangunan. Rancangannya membolehkan cahaya matahari dan panas menekan masuk
kedalam bangunan. Rancangan umum kemiringannya kira-kira 45 0 - 35 0 dari sudut
Gambar 18. Clerestory Windows
Gambar 19. Shading and Windows Orientation
Jendela/bukaan barangkali salah satu aspek paling kompleks dari lingkungan
kelas. Jendela dapat menyediakan suatu kelas dengan pencahayaan alami,
pandangan-pandangan, ventilasi dan komunikasi dengan dunia luar. Mereka dapat juga
membiarkan ketidak nyamanan termal, silau, kebisingan dan
untuk mengendalikan sifat yang kompleks dari jendela dengan termasuk pencahayaan
bagian atas di dalam studi yang akan memperkenalkan “kemurnian” pencahayaan
alami ke dalam suatu kelas tanpa semua isu dari pandangan, kebingungan, dan
komunikasi yang diperkenalkan oleh jendela.
Trend yang serupa terjadi seluruh negara, dan secara internasional, meskipun
demikian barangkali tanpa pergeseran yang dramatis dalam praktek desain di
California. Memperhatikan kecenderungan pada sekolah-sekolah, dan semua tipe dari
bangunan, tanpa jendela, Belinda Collins dari National Bureau of Standards
menyelenggarakan suatu literatur review yang utama pada studi dari jendela pada
tahun 1974. Collins menemukan bahwa banyak peneliti dari waktu adalah dismissive
’salah arti’ dari pentingnya jendela, mengutip ketiadaan bukti dari manfaat-manfaat
mereka dan bukti yang mudah dari penghematan biaya. Dia menyimpulkan penelitian
yang diselesaikan mulai dari 1974 menyuarakan pentingnya jendela, hanya yang
belum selesai:
“Banyak, meskipun demikian belum keseluruhan, bukti dari studi-studi kelas
tanpa jendela adalah belum selesai, atau tidak cukup, selagi bahwa dari
pabrik-pabrik tanpa jendela adalah circumstantial, yang didasarkan pada
perkataan, dibanding penelitian. Sebagai hasilnya, hanya
kesimpulan-kesimpulan yang bersifat sementara dapat ditarik sekitar kualitas dari ruang
yang tanpa jendela yang membuat mereka sedikit banyaknya tertarik kurang
Ketertarikan terbaru bangkit kembali di dalam pentingnya jendela untuk
kedua-duanya kebutuhan pencahayaan alami dan nilai dari pandangan melalui suatu
jendela, terutama dari keindahan alam. Studi-studi yang diselenggarakan oleh
Heschong Mahone Group, yang digambarkan di dalam bagian berikut, adalah
langkah yang pertama untuk menunjukkan dan mengukur satu asosiasi antara
kehadiran dari pencahayaan alami dan peningkatan penampilan siswa. Pada waktu
yang sama, penelitian terbaru di dalam ilmu psikologi dan photobiologi
digarisbawahi asas pentingnya ritme-ritme circadian di dalam kesehatan dan fungsi
mental. Ritme-ritme circadian ini, yang tidak bisa dipisahkan di dalam semua bentuk
kehidupan di atas bumi, yang ditingkatkan untuk menanggapi pola alami dari cahaya
terang sepanjang hari dan melengkapi kegelapan pada malam hari. Riak gelombang
dari cahaya di dalam daerah spektrum yang biru, sangat serupa dengan spektrum dari
langit yang biru, telah ditunjukkan saling berhubungan dengan produksi melatonin
hormon yang mengendalikan banyak siklus-siklus tidur dan kewaspadaan mental.
Peneliti-peneliti hanyalah memulai untuk memilih kepentingan yang berhubungan
dari pengaturan waktu, jangka waktu, intensitas dan spektrum di dalam
kebutuhan-kebutuhan kita akan pencahayaan setiap hari untuk menjaga pola kesehatan.
Menurut Mary Guzowski rancangan dan bentuk jendela adalah pertimbangan
yang paling akhir. Ukuran, posisi, karakteristik seksional, dan berhubungan dengan
permukaan lainnya akhirnya mendefinisikan pengalaman luminasi di dalam ruang.
Jendela memainkan banyak peran dan mengambil banyak tugas. Jendela dapat
banyak lainnya. Banyak program, estetika dan faktor pengalaman dipertimbangkan
dalam menentukan bentuk jendela yang sesuai. Perhatian tertentu adalah ukuran
jendela, lokasi dan detail.
Ukuran Jendela
Perhatian selalu kepada ukuran jendela (atau Glazing Area/daerah kaca)
karena dampak dari daerah kaca pada konsumsi energi. Ukuran jendela dan
pengaruhnya pada pencahayaan alami harus selalu dipertimbangkan dari perspektif
yang lebih luas dimana mungkin termasuk hubungan pada lokasi, potensi lokasi atau
mood dari cahaya, kenyamanan manusia, wayfinding, artikulasi dari bentuk, dan relief
visual. Dalam tugas untuk menentukan ukuran jendela harus kembali kepada program
objektif dan kriteria seperti seberapa banyak cahaya yang dibutuhkan? Apakah tinggi
atau rendahnya level iluminasi telah sesuai? Selanjutnya bagaimana kebutuhan
cahaya didistribusikan? Haruskah distribusi cahaya dilakukan secara seragam?
Terakhir apakah potensi dari cahaya tersebut?
Jendela yang kecil secara tipikal menciptakan kutub yang berbeda dari
pencahayaan yang menghadirkan ruang dengan irama dari cahaya dan bayangan.
Jendela yang kecil mendefinisikan batasan antara bagian dalam dan bagian luar yang
mana ditekankan oleh kontras antara Massa dan Dinding dan daerah kecil dari kaca.
Apabila ukuran jendela ditambah akan bersesuaian dengan pengurangan keduanya
kontras cahaya dan bayangan dan batasan antara bagian dalam dan bagian luar.
hubungan pada bagian luar, fokus perhatian pada tampilan lingkungan yang spesial
atau unik. Sebaliknya ukuran jendela yang besar menciptakan kekurangan batasan
diskriminasi antara bagian luar dan bagian dalam-hal itu memasukkan lokasi dan
landscape kepada interior.
Posisi Jendela
Posisi jendela pada dinding atau plafon berpengaruh bagaimana cahaya akan
didistribusikan dan hubungan apa yang akan terjadi dengan pekerjaan, aktivitas dan
pengalaman dalam ruang. Jendela rendah, sebagai contoh, menyediakan kesempatan
untuk mengambil keuntungan dari pemantulan cahaya dari tanah, yang mana dapat
dilangsungkan kembali dari permukaan eksterior dan lantai untuk membawa cahaya
kedalam ruang (mengasumsikan bahwa warna-cahaya permukaan digunakan dan
lantai tidak dihalangi oleh objek). Posisi jendela yang rendah, kesempatan yang
terbaik untuk memberikan hubungan visual langsung kepada lokasi dan landscape.
Posisi jendela yang sedang sangat populer untuk mengkombinasikan pemandangan,
pemantulan cahaya, dan optimalisasi lokasi untuk ventilasi dalam yang dekat dengan
penghuni. Apabila tinggi jendela ditambah, menjadi sangat privasi. Jendela yang
tinggi menggantikan hubungan visual dari bumi menuju langit, yang juga
membolehkan cahaya untuk menekan kedalam pada ruang. Harus lebih hati-hati
dengan jendela yang tinggi karena permukaan dibawah jendela mungkin keluar dari
dinding. Iluminasi bilateral atau pemantulan permukaan dapat digunakan untuk
mengalahkan pengaruh ini (dilakukan pada Aalto’s Seinajoki Library).
Detail Jendela
Detail Jendela memperhatikan kedalaman jendela, karakteristik seksional dan
material. Kedalaman jendela memiliki dampak signifikan kepada hubungan antara
bagian luar dan bagian dalam-jendela yang lebih kedalam pembeda yang lebih baik.
Apabila kedalaman jendela ditambah, adalah juga kesempatan yang terbaik untuk
menggunakan seksi jendela untuk merubah, memantulkan, atau mendistribusikan
ulang pencahayaan alami. Sebaliknya, apabila Massa Bangunan dikurangi, cahaya
menjadi lebih mudah dipantulkan dari permukaan ruang yang bersebelahan lebih dari
sekitar jendela. Penyaring cahaya tambahan menjadi menambah pentingnya untuk
banyak programdan iklim dengan mengurangi Massa Dinding.
2.9. Persepsi
Menurut Kamus Inggris-Indonesia
Perception (noun/kata benda) adalah penglihatan, tanggapan daya memahami
Dalam ilmu psikologi dan cognitif, persepsi diartikan sebagai sebuah proses untuk memperoleh, menginterpretasi, memilih dan mengorganisasi informasi yang berhubungan dengan panca indera (stimulus).
Kata persepsi “perception” berasal dari bahasa Latin “capere” yang berarti "to
take" atau mengambil makna awal secara lengkap "completely."
Persepsi (perception) merupakan salah satu elemen dalam proses komunikasi
yang berarti makna lisan atau tulisan yang diberi oleh penghantar kepada penerima,
dipengaruhi perkara yang dilihat, pengalaman, sistem nilai dan tahap kematangan
seseorang.
Jenis-jenis persepsi
1. Amodal perception
Amodal perception adalah istilah yang digunakan untuk mendeskripsikan persepsi
struktur fisik secara penuh disaat hanya sebagian yang dipersepsikan.
Sebagai contoh meja akan dipersepsikan sebagai struktur volumetrik yang
lengkap meskipun hanya sebagian dari meja yang terlihat.
2. Colour perception
Colour perception adalah kemampuan mempersepsi warna yang ada pada tubuh
mamalia melalui color receptors yang berisi pigmen-pigmen dengan spectral
3. Depth perception
Depth perception adalah kemampuan visual untuk mempersepsi dunia dalam
wujud tiga dimensi. Depth perception memberikan kemampuan untuk melihat
gambaran objek pada jarak tertentu secara akurat.
Hubungan sudut pandang dengan jarak objek pengamatan amat berpengaruh
sekali bagi pengguna ruang kelas. Hal ini berhubungan langsung dengan tingkat
kenyamanan visual dan apresiasi pengguna ruang kelas.
Gambar 20. Hubungan sudut pandang dengan jarak objek pengamatan
2.10. Studi Banding
Bangunan Akademis pada University of Petroleum and Minerals
University of Petroleum and Minerals terletak di Dhahan Saudi Arabia oleh
arsitek Caudill Rowlett Scott dan memanfaatkan jasa Benjamin H. Evans, AIA
sebagai daylighting consultant. Model tes digunakan untuk menentukan ukuran
skylight dan jenis skylight. Bagian tipikal dari bangunan dipilih sebagai eksperimen.
Model dibuat dengan skala 1 : 20. karakteristik light – reflecting pada dinding, lantai,
Bagian kaca pada interior kantor disimulasikan dengan cat abu-abu yang memiliki
pemantulan 25 %.
Model yang ditampilkan hanya sebagian dari keseluruhan bangunan. Untuk
percobaan, area ini telah dilengkapi dengan penutup berupa enclose untuk mencegah
masuknya cahaya yang tidak dibutuhkan. Dinding penutup, disepanjang sisi samping
dari model dicat untuk mencapai pemantulan 25 % untuk mensimulasikan cahaya
pada ruang terbuka. Skylight pada model dibuat dengan skala, dengan diameter
membuka 1,2 meter dan pada bagian atas ditutup dengan flat plastik transparan yang
memiliki nilai transmisi 49 %. Material flat ini mendekati bentuk kubah skylight dari
plastik padat.
Tes diadakan dinegara bagian Blackburg, Virginia yang dapat disamakan
dengan Saudi Arabia. Untuk memperkirakan matahari dan langit Saudi yang
diperkirakan akan menghasilkan iluminasi 12.000 footcandles pada bidang horizontal
dibagian atap, faktor perkalian diterapkan pada level cahaya yang diukur pada model.
Hasil pada tes daylighting ditunjukkan pada tabel
1. Kolom 1 memberikan ukuran level cahaya dengan model dasar (skylight Ø 1,2
meter; lapisan transmisi skylight 49 %) dengan iluminasi dari matahari dan langit
pada atap horizontal (Eh) 6000 foot candles
2. Kolom 2 mengindikasikan jumlah level cahaya pada model untuk bidang atap,
level iluminasi 12.000 footcandles
4. Kolom 4 mengindikasikan level cahaya yang dihasilkan bukaan skylight lebih
kecil dan faktor transmisi skylight lebih rendah 69 %
Tabel 1. Hasil Pengukuran Illuminasi (L) pada lantai (ruang)
DAYLIGHT TEST RESULTS – University of Petroleum and Minerals
11:20 A.M. Solar Time – October 29
41o True Sun Altitude
Eh = Illumination on horizontal roof t = Transmission factor of skylight
d = Diameter of skylight
Gambar 22. The Model of Test Site
Zach Elementary School
(Fort Collins, Colorado)
Report of Daylighting Measure Impacts
Gambar 24. Typical North Classroom pada Zach Elementary
Zach Elementary School berlokasi di Fort Collins, Colorado, Amerika Serikat,
dibuka tahun 2002 dan menampilkan rancangan ruang kelas dengan prinsip
pencahayaan alami. Pencahayaan Buatan/Electric lighting dikendalikan satu dari dua
atau Selatan. Ruang kelas memiliki tinted view dan clerestory windows, dengan
overhangs membentuk shade pada bagian Selatan clerestory windows.
Pemandangan Jendela pada sisi Utara dan clerestory windows pada sisi
Selatan memiliki Venetian blinds; Pemandangan Jendela pada sisi Selatan memiliki
peneduh melengkung yang berlubang/perforated roller shades. Slop langit-langit
berada pada jendela untuk menambah reflektivitas ke dalam ruang kelas.
Rancangan Bangunan yang membagi penggunaan listrik pada empat ruang
kelas. Ruang 121 dan 133 terletak pada lantai ke dua pada sisi bagian Utara bangunan
dan dikendalikan oleh photo sensor. Ruang 140 dan 141 adalah yang terbesar, ruang
kelas Tk di ground-floor terletak pada sisi Selatan bangunan dan dikendalikan oleh
kendali photosensor sisi Selatan. Pencahayaan untuk setiap ruang kelas berisi bank of
windows pada satu dinding, parallel dengan dinding ini, empat baris lampu OSI
T8/841.
Lampu ini terdapat didalamnya 4' 2-lamp 277V Finelite Series 4
direct/indirect fluorescent pendant fixtures dengan with static ballasts dan lubang
reflector dari besi/perforated metal reflector "sayap" yang secara langsung uplight
menuju langit-langit. Lampu dioperasikan dengan kendali photosensor two-stage dan
dua switches, disiapkan kendali dua lapis/bi-level control pada setiap fixture.
Switch pertama mengoperasikan baris lampu manual. Switch kedua
mengoperasikan baris lampu photocontrol, yang mana akan aktif tergantung pada
jumlah cahaya matahari yang tersedia. Secara khusus, photosensors akan mematikan
baris exterior atas perasa jumlah pencahayaan alami yang cukup (kendali level 1),
dan akan mematikan baris interior sebagai peningkatan pencahayaan alami (kendali
level 2).
Gambar 27. Typical Switching Diagram
Pada ruang 140 dan 141, yang terbesar, ada dua baris tambahan lampu
manual, dan switches terpisah untuk setiap baris lampu photo-control.
High Performance Schools Workshop Twenhofel Middle School
Gambar 29. Twenhofel Middle School
Gambar 31. Floor Plan
Gambar 33. Typical Classroom
Keuntungan Berpenampilan Tinggi/Lebih Baik:
1. Penampilan siswa yang lebih baik
2. Meningkatkan kehadiran rata-rata per hari
3. Meningkatkan kepuasan dan daya ingat guru
4. Mengurangi biaya energi dan operasional
5. Memberi pengaruh positif kepada lingkungan
6. Kemampuan untuk menggunakan fasilitas sebagai alat mengajar
HIGH PERFORMANCE DESIGN FEATURES:
1. DaylightingDesign
2. Mechanical Platform / Geothermal / Commissioning
3. Curriculum Integration
4. Rainwater CatchmentSystem
5. Vital Signs SystemSolar Panel Design
7. LEED Certification
8. Cost Data
Rancangan Pencahayaan Alami
Bangunan didirikan pada sumbu Utara-Selatan untuk menyediakan rancangan
pencahayaan alami yang optimal. Gymnasium, perpustakaan, Ruang yang bersifat
umum dan semua ruangan kelas adalah menggunakan pencahayaan alami dengan
glass clearstories. Memberikan pencahayaan alami 70% setiap waktu, jadi
glass didalam gymnasium untuk mengelapkan untuk penampilannyya. Pencahayaan
alami dari ruang kelas kualitas kesehatan udara ruang dalam diperhatikan secara kritis
untuk menyediakan lingkungan belajar yang efektif. Penelitian sudah menunjukkan
pencahayaan alami didalam ruang kelas meningkatkan prestasi siswa dan
meningkatkan kepuasan staf. Penelitian ini menunjukkan prestasi meningkat 20 %
untuk matematika dan 26 % dalam membaca lebih dari periode satu tahun.
Gambar 35. Academic Wing Section
2.11. Studi Literatur/Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Alami Pada Bangunan Gedung/Standar Nasional Indonesia
1. Ruang Lingkup
Standar tata cara perancangan sistem pencahayaan alami pada bangunan
gedung ini dimaksudkan sebagai pedoman bagi para perancang dan pelaksana
pembangunan gedung di dalam merancang sistem pencahayaan alami, dan bertujuan
kesehatan, kenyamanan dan sesuai dengan ketentuan-ketentuan lain yang berlaku.
Standar ini mencakup persyaratan minimal sistem pencahayaan alami siang hari
dalam bangunan gedung.
2. Acuan
a) SNI. No. 03-2396-1991: Tata cara perancangan Penerangan alami siang hari
untuk rumah dan gedung.
b) Natuurkundige Grondslagen Voor Bouurvorrschriften, 1951, Deel 11,
”Dagvertichting Van Woningen (NBG II 1951).
c) Hopkinson (et.al), 1966, Daylighting, London.
d) Adhiwiyogo. M.U. 1969 ; Selection of the Design Sky for Indonesia based on the
Illumination Climate of Bandung. Symposium of Environmental Physics as
Applied to Building in the Tropics.
3. Istilah dan Definisi
1. bidang lubang cahaya efektif
bidang vertikal sebelah dalam dari lubang cahaya.
2. faktor langit
angka karakteristik yang digunakan sebagai ukuran keadaan pencahayaan
alami siang hari diberbagai tempat dalam suatu ruangan.
3. langit perancangan
langit dalam keadaan yang ditetapkan dan dijadikan dasar untuk
4. lubang cahaya efektif untuk suatu titik ukur
bagian dari bidang lubang cahaya efektif lewat mana titik ukur itu melihat
langit.
5. terang langit
sumber cahaya yang diambil sebagai dasar untuk penentuan syarat-syarat
pencahayaan alami siang hari.
6. titik ukur
titik di dalam ruangan yang keadaan pencahayaannya dipilih sebagai
indikator untuk keadaan pencahayaan seluruh ruangan.
4. Kriteria Perancangan
1. Ketentuan Dasar
Pencahayaan Alami Siang Hari yang Baik
Pencahayaan alami siang hari dapat dikatakan baik apabila:
a) pada siang hari antara jam 08.00 sampai dengan jam 16.00 waktu setempat,
terdapat cukup banyak cahaya yang masuk ke dalam ruangan.
b) distribusi cahaya di dalam ruangan cukup merata dan atau tidak menimbulkan
kontras yang mengganggu.
Tingkat Pencahayaan Alami dalam Ruang
Tingkat pencahayaan alami di dalam ruangan ditentukan oleh tingkat
pencahayaan langit pada bidang datar di lapangan terbuka pada waktu yang sama.
Perbandingan tingkat pencahayaan alami di dalam ruangan dan pencahayaan alami
a) hubungan geometris antara titik ukur dan lubang cahaya.
b) ukuran dan posisi lubang cahaya.
c) distribusi terang langit.
d) bagian langit yang dapat dilihat dari titik ukur.
Faktor Pencahayaan Alami Siang Hari
Faktor pencahayaan alami siang hari adalah perbandingan tingkat
pencahayaan pada suatu titik dari suatu bidang tertentu di dalam suatu ruangan
terhadap tingkat pencahayaan bidang datar di lapangan terbuka yang merupakan
ukuran kinerja lubang cahaya tersebut.
a) Faktor pencahayaan alami siang hari dari 3 komponen meliputi:
1. Komponen langit (faktor langit-fl) yaitu komponen pencahayaan langsung
Gambar 36. Tiga Komponen cahaya langit yang sampai pada suatu titik di bidang kerja
2. Komponen refleksi luar (faktor refleksi luar) yaitu komponen pencahayaan
yang berasal dari refleksi benda-benda yang berada disekitar bangunan yang
bersangkutan
3. Komponen refleksi dalam (faktor refleksi dalam) yaitu komponen
ruangan, dari cahaya yang masuk ke dalam ruangan akibat refleksi
benda-benda di luar ruangan maupun dari cahaya langit
b) Persamaan-persamaan untuk menentukan faktor pencahayaan alami
Faktor pencahayaan alami siang hari ditentukan oleh persamaan-persamaan
berikut ini:
L = lebar lubang cahaya efektif.
H = tinggi lubang cahaya efektif.
D = jarak titik ukur ke lubang cahaya.
(fl) = faktor langit jika tidak ada penghalang.
Lrata-rata = perbandingan antara luminasi penghalang dengan luminasi rata-rata
langit.
kaca = faktor transmisi cahaya dari kaca penutup lubang cahaya, besarnya
tergantung pada jenis kaca yang nilainya dapat diperoleh dari katalog
yang dikeluarkan oleh produsen kaca.
