FISIKA BANGUNAN I. Kode MK Semester 1 Tahun Ajaran

FISIKA BANGUNAN I

Kode MK 082314209-Semester 1 Tahun Ajaran 2021-2022

TERMAL BANGUNAN:

kontrol matahari pemanfaatan angin selubung bangunan

PENCAHAYAAN:

pemanfaatan terang alami

tata pencahayaan terpadu

AKUSTIK:

pengendalian kebisingan akustik bangunan

akustik lingkungan elektroakustik

✅

KENYAMANAN FISIK

SUMBER BACAAN

Evans, M. (1980). Housing Climate and Comfort. Architectural Press.

Koenigsberger, O. H., Ingersoll, T. G., Maythew, A., & Szokolay, S. V. (1974). Manual of Tropical Housing and Building. Longman Group Limited.

Mangunwijaya, Y.B. (1988). Pengantar Fisika Bangunan. Jakarta: Penerbit Djambatan.

McMullan, Randall. (1992). Environmental Science in Building. London: McMillan Press Ltd.

Satwiko, Prasasto. (2003). Fisika Bangunan 1. Yogyakarta: Penerbit Andi.

Standard Nasional Indonesia SNI: 03-2396-2001. (2001). Tata cara perancangan system pencahayaan alami pada bangunan gedung.

Standart Nasional Indonesia SNI: 03-6197-2011. (2011). Konservasi energi pada sistem pencahayaan.

Thomas, Randall. (1995). Environmental Design: An Introduction for Architecs and Engineers. London: E & FN Spon.

Pengertian Cahaya

a. Cahaya adalah gelombang elektromagnet dengan panjang 380 – 700 nm.

b. Sinar adalah berkas cahaya yang mengarah ke suatu tujuan, sinar membawa panas.

c. Cahaya matahari memiliki gelombang 290 – 2300 nm.

Berspektrum lengkap.

d. Cahaya langit bersumber dari cahaya matahari.

PENGERTIAN

• Pencahayaan dalam bangunan

Sistem tata kelola cahaya dalam bangunan melalui komponen arsitektural dengan memanfaatkan segenap potensi alam dan inovasi teknologi untuk mencapai

kebutuhan ruangan secara estetis maupun standart kesehatan dan kenyamanan visual.

• Alami

Suatu kondisi pemanfaatan alam secara bijak dan cermat dengan

mempertimbangkan potensi alam sekitar dan kriteria persyaratan ruang dalam bangunan.

Pencahayaan alami merupakan sistem tata cahaya dalam bangunan yang diperoleh dari sumber terang langit pada siang hari antara jam

08.00 hingga jam 16.00

ISTILAH dan DEFINISI

• bidang lubang cahaya efektif = bidang vertikal sebelah dalam dari lubang cahaya.

• faktor langit (fl) = angka karakteristik yang digunakan sebagai ukuran keadaan pencahayaan alami siang hari diberbagai tempat dalam suatu ruangan.

• langit perancangan = langit dalam keadaan yang ditetapkan dan dijadikan dasar untuk perhitungan, memberikan tingkat pencahayaan pada titik-titik di bidang datar di lapangan terbuka sebesar 10.000 lux.

• lubang cahaya efektif untuk suatu titik ukur = bagian dari bidang lubang cahaya efektif lewat mana titik ukur itu melihat langit.

• terang langit = sumber cahaya yang diambil sebagai dasar untuk penentuan syarat-syarat pencahayaan alami siang hari.

• titik ukur = titik di dalam ruangan yang keadaan pencahayaannya dipilih sebagai indikator untuk keadaan pencahayaan seluruh ruangan.

• iluminan = arus cahaya yang datang pada satu unit bidang (lux, lumen/m²)

• faktor cahaya siang (daylight factor, DF) = perbandingan antara iluminan di satu titik dalam ruang dengan titik di luar ruangan

Kriteria perancangan pencahayaan alami

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.

Kualitas pencahayaan yang harus dan layak disediakan, ditentukan oleh:

1. Penggunaan ruangan, khususnya ditinjau dari segi beratnya penglihatan oleh mata terhadap aktivitas yang harus dilakukan dalam ruangan itu.

2. Lamanya waktu aktivitas yang memerlukan daya penglihatan yang tinggi dan sifat aktivitasnya, sifat aktivitas dapat secara terus menerus

memerlukan perhatian dan penglihatan yang tepat, atau dapat pula secara periodik dimana mata dapat beristirahat.

Sumber:

SNI 03-6197-2011

PROSEDUR PERANCANGAN PENCAHAYAAN

ALAMI PADA SIANG HARI

DISKUSI

Simak video singkat ini,

sebutkan faktor apa saja yang dapat mempengaruhi kualitas pencahayaan alami…?

Ke JAMBOARD

sri yuliani atmaja

Prinsip PENCAHAYAAN ALAMI

Pencahayaan alami yang optimal ditentukan oleh:

• hubungan geometris antara titik ukur dan lubang cahaya

• ukuran dan posisi lubang cahaya

• distribusi terang langit

• bagian langit yang dapat dilihat dari titik ukur

LEBAR DAN TINGGI

LUBANG CAHAYA EFEKTIF

Titik ukur diambil pada suatu bidang datar yang letaknya pada tinggi 0,75 meter di atas lantai.

Bidang datar tersebut disebut bidang kerja

TEORI DASAR

Untuk menjamin tercapainya suatu keadaan pencahayaan yang cukup memuaskan,

maka Faktor Langit (fl) titik ukur tersebut harus memenuhi suatu nilai minimum tertentu yang

ditetapkan menurut fungsi dan ukuran ruangannya.

Dalam perhitungan digunakan dua jenis titik ukur : 1. titik ukur utama (TUU), diambil pada tengah-

tengah antar kedua dinding samping, yang berada pada jarak 1/3d dari bidang lubang cahaya efektif.

2. titik ukur samping (TUS), diambil pada jarak 0,50 meter dari dinding samping, yang juga berada pada jarak 1/3d dari bidang lubang cahaya efektif, dengan d adalah ukuran kedalaman ruangan,

diukur dari mulai bidang lubang cahaya efektif hingga pada dinding seberangnya, atau hingga pada “bidang” batas dalamruangan yang hendak dihitung pencahayaannya itu (lihat gambar

samping).

Nilai Faktor langit untuk bangunan umum

KLASIFIKASI PENCAHAYAAN flmin TUU kerja halus sekali, pekerjaan secara cermat terus menerus, A

seperti menggambar detil, menggravir, menjahit kain warna gelap, dan sebagainya

0.45 d

kerja halus, pekerjaan cermat tidak secara intensif terusB

menerus, seperti menulis, membaca, membuat alat atau merakit komponen-komponen kecil, dan sebagainya

0.35 d

kerja sedang, pekerjaan tanpa konsentrasi yang besar dari siC pelaku, seperti pekerjaan kayu, merakit suku cadang yang agak

besar, dan sebagainya

0.25 d

kerja kasar, pekerjaan dimana hanya detil-detil yang besar harusD dikenal, seperti pada gudang, lorong lalu lintas orang, dan

sebagainya

0.15 d

silahkan bertanya…

Daylight Factor (DF) dirumuskan sebagai prosentase dari perbandingan iluminasi pada satu titik dalam ruang dengan di luar ruang.

DF= E

_i

/E

_o

X 100%

DF daylight factor

E_iiluminasi pada satu titik di dalam ruang

E_o iluminasi pada ruang luar tanpa penghalang DF = SC + ERC +IRC

Komponen

pencahayaan alami

Faktor pencahayaan alami pada siang hari ada 3 komponen:

a. komponen faktor langit (fl), SC (sky component)

b. komponen refleksi luar (faktor refleksi luar – frl), ERC (externally reflected component)

c. komponen refleksi dalam (faktor refleksi dalam – frd), IRC (internally reflected component)

Faktor pencahayaan alami siang hari ditentukan oleh persamaan- persamaan berikut ini

keterangan :

L = lebar lubang cahaya efektif.

H = tinggi lubang cahaya efektif.

D = jarak titik ukur ke lubang cahaya Keterangan :

(fl)p = faktor langit jika tidak ada penghalang.

Lrata-rata= perbandingan antara luminansi penghalang dengan luminansi rata-rata langit.

tkaca = faktor transmisi cahaya dari kaca penutup lubang cahaya, besarnya

tergantung pada jenis kaca yang nilainya dapat diperoleh dari katalog

yang dikeluarkan oleh produsen kaca tersebut.

A = luas seluruh permukaan dalam ruangan R = faktor refleksi rata-rata seluruh permukaan W = luas lubang cahaya.

Rcw = faktor refleksi rata-rata dari langit-langit dan dinding bagian atas

dimulai dari bidang yang melalui tengah-tengah lubang cahaya, tidak termasuk dinding dimana lubang cahaya terletak.

C = konstanta yang besarnya tergantung dari sudut penghalang.

Rfw = faktor refleksi rata-rata lantai dan dinding bagian bawah dimulai dari

bidang yang melalui tengah-tengah lubang cahaya, tidak termasuk

dinding dimana lubang cahaya terletak.

Persamaan-persamaan untuk menentukan faktor pencahayaan alami

Faktor Langit

Dasar penetapan nilai faktor langit.

Penetapan Nilai Faktor Langit, didasarkan atas keadaan langit yang terangnya merata atau kriteria Langit Perancangan untuk Indonesia yang memberikan kekuatan pencahayaan pada titik dibidang datar di lapangan terbuka sebesar 10.000 lux.

Perhitungan faktor langit.

Perhitungan besarnya faktor langit untuk titik ukur pada bidang kerja di dalarn ruangan dilakukan dengan menggunakan metoda analitis di mana nilai fl dinyatakan sebagai fungsi dari H/D dan L/D seperti

tercantum dalam tabel SNI 03-2396-2001 Tata cara perancangan system pencahayaan alami pada bangunan gedung

Cara menghitung lebih cepat

TABEL TINGKAT FAKTOR LANGIT

SNI: 03-2396-2001

PERHITUNGAN DENGAN TABEL

Posisi titik ukur U, yang jauhnya D dari lubang cahaya efektif berbentuk persegi Panjang ABCD sebagaimana dilukiskan di gambar samping.

H adalah tinggi lubang cahaya efektif, diukur dari A ke DL adalah lebar lubang cahaya efektif, diukur dari A ke BD adalah jarak titik ukur ke bidang lubang cahaya efektif, diukur dari A ke U

H/D pada kolom dan L/D pada baris

CONTOH KASUS

Sebuah ruang kerja di rumah mempunyai lubang cahaya dengan lebar 1 meter, tinggi 2 meter. Apabila meja kerja pada jarak 2 meter dari arah lubang cahaya, apakah ruang kerja tersebut sudah memenuhi kriteria nyaman visual?

Penyelesaian

Lubang cahaya L= 1m; H= 2m; D= 2m H/D = 1; L/D = 0,5

Menurut tabel faktor langit pada titik utama bidang kerja adalah 3,56%

Apabila faktor langit sebesar 10.000lux, maka pada bidang kerja tersebut mendapatkan iluminasi sebesar 3,56% x 10.000 = 356 lux.

Menurut tabel SNI 03-6197-2011 ruang kerja untuk rumah tinggal minimal 300lux, sehingga ruang kerja tersebut sudah memenuhi kriteria nyaman visual.

Alat ukur pencahayaan

Light meter atau Lux meter Mengukur tingkat iluminasi atau kuat cahaya

Envirometer

Mengukur beberapa unsur lingkungan meliputi

kecepatan angin, intesitas cahaya, suhu dan

kelembaban udara

KESIMPULAN

MANFAAT

1. Menyediakan kenyamanan visual dengan kualitas cahaya lebih nyata melalui terang langit.

2. Lebih efisien dalam penggunaan energi listrik

KENDALA

1. Perancangan pencahayaan alami yang kurang cermat dapat

mengakibatkan silau glare: disability glare dan discomfort glare

2. Sangat tergantung kondisi terang langit

Penerangan siang hari rata-rata 2% dpt diperoleh melalui lubang cahaya sebesar

15% dr luas lantai dengan batasan-batasan posisi lubang cahaya di dinding pd ketinggian yang normal dari langit, lebar tritisan 1 m, faktor refleksi cahaya rata-rata

dari permukaan dalam ruangan sekitar 50% - 60%, tidak ada penghalang di muka lubang cahaya dan kaca penutup lubang cahaya yang bening. Oleh karenanya, minimal

lubang cahaya pada bangunan sebesar 15% x Luas ruang.

(Kemen PU)