laporan akhir penelitian hibah penelitian jurusan ... filepenerangan sangat penting karena dapat...

i

LAPORAN AKHIR PENELITIAN

HIBAH PENELITIAN JURUSAN ARSITEKTUR TAHUN 2015

KAJIAN PENATAAN SKYLIGHT DAN LAMPU MATAHARI PADA

ATAP BANGUNAN DAPAT MENINGKATKAN KINERJA SISTEM

PENCAHAYAAN ALAMI RUANG DALAM

(Studi Kasus pada Rumah Tinggal)

Tim Peneliti :

1. Ir. Ida Bagus Gde Primayatna, M.Erg. NIP. 196112101987021 001

2. I Wayan Yuda Manik, ST., MT NIP. 198204192008121002

3. Ir. Ida Bagus Ngurah Bupala, MT. NIP. 195312311986021004

Dibiayai dalam Hibah Penelitian Jurusan Arsitektur Tahun 2015

JURUSAN ARSITEKTUR FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA SEPTEMBER 2015

iii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ....................................................................................................... i

Lembar Pengesahan ............................................................................................... ii

Daftar Isi ............................................................................................................... iii

Ringkasan ............................................................................................................... iv

BAB I Pendahuluan .................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ..................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian ................................................................ 3

1.4. Manfaat Penelitian .................................................................. 3

BAB II Tinjauan Pustaka. .......................................................................... 4

2.1. Cahaya dan Terang Alami .................................................... 4

2.2. Sistem Pencahayaan Alami ................................................... 5

2.3. Faktor Pencahayaan Alami Siang Hari .................................. 5

2.4. Menemukenali Hasil Penelitian sebelumnya ......................... 7

2.5. Landasan Teoritis ……………………………....................... 8

BAB III Metode Penelitian.............................................................................. 13

3.1 Lokasi dan Metode Penelitian ............................................... 13

3.2 Rancangan Penelitian ............................................................ 13

3.3 Penentuan Jenis dan Sumber Data ........................................ 14

BAB IV Hasil dan Analisis ............................................................................ 16

4.1. Hasil Pengamatan dan Pendataan .......................................... 17

4.2. Pembahasan ............................................................................ 18

BAB V. Kesimpulan dan Saran ..................................................................... 21

5.1. Kesimpulan ............................................................................ 21

5.2. Saran ………………………………………………………... 21

BAB VI Biaya dan Jadwal Kegiatan …………........................................... 22

6.1. Anggaran Biaya .................................................................. 22

6.2. Jadwal Kegiatan .................................................................. 22

Daftar Pustaka .................................................................................................. 23

Lampiran ............................................................................................................. 25

1.

2.

Justifikasi Anggaran Penelitian.........................................................

Susunan Tim Peneliti dan Pembagian Tugas .................................

25

26

iv

RINGKASAN

Krisis energi dan pemanasan global dewasa ini menyadarkan pada kita, agar lebih

bijak dalam menata lingkungan binaan dan untuk lebih memanfaatkan semua potensi

energi terbarukan yang tersedia melimpah di alam. Sejalan hal tersebut, pemanfaatan

cahaya alami menjadi bagian penting dalam perancangan pencahayaan alami untuk

menciptakan ruang secara visual maupun nyata. Karena fenomena obyek dan ruang

merupakan fenomena dari cahaya. Dewasa ini perkembangan penduduk semakin

meningkat, lahan hunian semakin sempit, penataan hunian beimpitan, sehingga membuat

bangunan dengan ruangan tanpa bukaan jendela sama sekali. Kebutuhan pencahayaan

alami dari cahaya matahari langsung sebagai sumber utama atau sekunder untuk

penerangan sangat penting karena dapat menghemat energi, meningkatkan produktivitas

kerja, kesehatan sekaligus dapat menjaga kelestarian alam. Untuk menaggulangi fenomena

di atas dapat di aplikasikan teknologi inovasi seperti penataan skylight, dan lampu

matahari pada bangunan layak untuk di gunakan. Sarana ini adalah upaya memasukkan

cahaya matahari atau terang langit ke dalam lubang cahaya dari atas ke dalam ruangan.

Penelitian ini bertujuan mengetahui penerapan skylight, dan lampu matahari terhadap

kinerja pencahayaan alami di ruang kerja di dalam ruangan pada rumah tinggal. Metode

penelitian deskriptif dan korelasional, berupaya memadukan hasil pengamatan dan

pengukuran (pengamatan yang dilakukan berupa pengukuran iluminasi dengan luxmeter,

kontur pencahayaan alami, identifikasi elemen-elemen yang mempengaruhi pencahayaan

alami) dengan illuminasi cahaya yang ditimbulkan pada ruangan tersebut. Hal hasil dengan

penataan Skylight dan Lampu Matahari pada atap bangunan cukup bermakna dapat

meningkatkan kinerja sistem pencahayaan alami pada ruang dalam rumah tinggal.

Kata kunci : Skylight , Lampu Matahari, pencahayaan alami, ruang dalam rumah tinggal.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Energi merupakan elemen terpenting bagi pemenuhan hidup manusia. Berbagat

sumber energi yang tersedia di alam memberikan manfaat besar untuk kehidupan manusia.

Ada yang terjadi melalui mekanisme alam tanpa campur tangan manusia, ada pula yang

pemanfaatannya diperoleh melalui proses inovasi dan rekayasa manusia (Jhamtani;

Wardana.; Lisa (2009). Departemen PU (1993), pada bukunya berjudul Tata Cara

Perencanaan teknis Konservasi Energi pada Bangunan Gedung, menebutkan krisis energi

dan pemanasan global dewasa ini menyadarkan pada kita, agar lebih bijak dalam menata

lingkungan binaan dan untuk lebih memanfaatkan semua potensi energi terbarukan yang

tersedia melimpah di alam.

Zaman dahulu, sebelum lampu ditemukan, manusia sudah memanfaatkan

pencahayaaan alami sebagai satu-satunya sumber pencahayaan pada bangunan di siang

hari. Namun pencahayaan alami konvensional melalui bukaan jendela memiliki

keterbatasan seperti keterbatasan daya jangkau, potensi menimbulkan silau, keterbatasan

dalam distribusi keseragaman cahaya dalam ruang. Lebih-lebih saat sekarang cukup sulit

dilaksanakan karean faktor keterbatasan bidang samping untuk mengadakan bukaan berupa

jendela. Dalam dunia arsitektur, pemanfaatan cahaya alami menjadi bagian penting dalam

perancangan pencayaan alami untuk menciptakan ruang secara visual maupun nyata.

(Sujadnja, 2001). Karena fenomena obyek dan ruang merupakan fenomena dari cahaya.

Dewasa ini perkembangan penduduk dan kepadatan lingkungan semakin

meningkat. Lahan hunian semakin sempit membuat banyak bangunan memiliki ruang

tanpa bukaan jendela sama sekali. Beberapa ruang yang tidak berbatasan langsung dengan

jendela harus mengandalkan pencahayaan buatan melalui energi listrik di sepanjang hari.

Hal ini menimbulkan pemborosan, namun kebutuhan cahaya untuk penerangan ruangan

mutlak dibutuhkan. Fenomena yang antagonis. Penggunaan pencahayaan alami sebagai

sumber utama atau sekunder untuk penerangan memilikikeuntungan dalam hal

penghematan energi, meningkatkan produktivitas kerja, kesehatan sekaligus dapat menjaga

kelestarian alam (Manuaba, A. 1992).

2

Untuk menaggulangi hal ini dapat di aplikasikan teknologi inovasi seperti penataan

skylight, light pipe system, dan lampu matahari pada bangunan. Wiliam M.0 Lam (1986)

menyebutkan Skylight (cahaya langit), light pipe system (sistem pipa cahaya), dan lampu

matahari (lampu pemendar cahaya mata hari) adalah upaya memasukkan cahaya matahari

atau terang langit ke dalam lubang cahaya dari atas ke dalam ruangan. Sesungguhnya,

Skylight, light pipe system, dan lampu matahari merupakan suatu terobosan sederhana

dalam dunia arsitektur. Utamanya lampu matahari, desebutkan demikian karena

merupakan suatu teknologi tepat guna sangat inovatif, dengan materail botol plastik, bahan

pemutih, dan air di letakkan pada atap menembus ruangan, dapat memendarkan cahaya

sedemikian rupa ibarat lampu listrik.

Berdasarkan hal tersebut maka dirasakan perlu adanya suatu penelitian yang dapat

mengkaji secara lebih mendalam mengenai peranan Skylight, light pipe system, dan lampu

matahari pada bangunan yang benar-benar dapat bermanfaat secara maksimal dalam

menghemat penggunaan energi. Sekaligus mewujudkan kenyamanan visual dalam

bangunan dan tetap hemat energi. Namun pada kesempatan penelitian ini yang akan diuji

dan di bahas adalah teknologi Skylight, lampu matahari. Mengingat ketersediaan waktu,

dan lainnya.

1.2. Rumusan Masalah

Penelitian ini menekankan pada upaya pemanfataan cahaya matahari langsung

sebagai sumber pencahayaan alami siang hari dengan teknik Skylight, lampu matahari

pada ruangan dalam rumah tinggal. Masalah penelitian ini adalah:

1. Apakah dengan penataan Skylight pada atap bangunan dapat memperbaiki

kinerja sistem pencahayaan alamiah pada suatu ruangan?

2. Apakah dengan penataan lampu matahari pada atap bangunan dapat

memperbaiki kinerja sistem pencahayaan alamiah pada suatu ruangan?

3. Model yang mana lebih baik kinerja sistem tersebut tentang penyebaran dan

penetrasi cahaya alamiah didalam upaya meningkatkan pencahayaan alami

pada ruangan dalam.

1.3. Tujuan Penelitian

Mengacu pada rumusan masalah diatas maka tujuan dari penelitian adalah:

1. Menguji rancangan dan penerapan Skylight, dan lampu matahari sebagai

bukaan pencahayaan dalam ruang dan melihat kinerja tingkat pencahayaan dan

kedalaman penetrasinya.

3

2. Menghasilkan suatu strategi penerapan rancangan Skylight, dan lampu

matahari yang memanfaatkan cahaya matahari langsung untuk menerangi

ruang dalam suatu bangunan.

1.4. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari diadakannya penelitian ini, dibedakan menjadi dua, yaitu

manfaat teoritis dan praktis:

1. Manfaat Teoritis

Temuan dalam penelitian ini merupakan sumbangan untuk memperluas

wawasan kajian ilmu arsitektur, khususnya dalam bidang Sain dan Teknologi

dalam hal penentuan acuan penerapan Skylight, atau lampu matahari yang

efektif sebagai solusi desain hemat energi.

2. Manfaat Praktis

Sebagai tolak ukur dan referensi untuk masyarakat umum serta para arsitek

dalam mendesain penggunaan Skylight, atau lampu matahari pada bangunan

sebagai langkah nyata penghematan penggunaan energi.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bangunan merupakan salah satu pengkonsumsi energi besar. World Green Building

Council menyebutkan sektor konstruksi menyerap 30-40% total energy dunia (Kerr,2008).

Salah satu upaya penghematan energi pada bangunan adalah dengan mengoptimalisasikan

potensi alam, termasuk di dalamnya pencahaya alamiah. Studi di Hawaii menyebutkan

bahwa 27% dari total konsumsi energi bangunan tergunakan untuk pencahayaan buatan,

dengan pengoptimalisasian penggunaan pencahayaan alami maka persentase tersebut dapat

ditekan. Masalah yang kemudian muncul adalah bagaimana strategi rekayasa untuk

menciptakan suatu rancang banguna yanmg dapat mengoptimalisasikan potensi alam yaitu

sinar matahari menjadi modal untuk menciptakan kenyamanan visual dalam ruang. Sebuah

review pada reaksi pengguna terhadap lingkungan dalam bangunan menyatakan bahwa

tersedianya pencahayaan alami secara optimal sangat diinginkan karena memenuhi dua

kebutuhan dasar manusia: kebutuhan visual untuk melihat baik bidang kerja maupun

ruangan dan dapat mengurangi biaya hidup sehari-hari dari beban pencahayaan yang harus

dibayar kepada listrik pintar.

2.1. Cahaya dan Terang Alami.

Cahaya matahari yang masuk ke dalam bangunan dapat dibedakan menjadi tiga

(Szokolay et al, 2001), yaitu:

1. Cahaya matahari langsung.

2. Cahaya difus dari terang langit.

3. Cahaya difus dari pantulan tanah atau bangunan lainnya.

Pada kondisi iklim tropis, cahaya matahari langsung harus selalu dihindari karena

membawa panas masuk ke dalam bangunan, caranya dapat melalui desain bentuk

bangunan dan elemen pembayangan (shading devices) baik yang bergerak maupun yang

tetap. Komponen pencahayaan yang dapat digunakan yaitu komponen 2 dan 3. Intensitas

cahaya difus dari terang langit bervariasi bergantung pada kondisi terang langit (cerah atau

berawan). Cahaya difus dari pantulan tanah atau bangunan lain dapat menyebabkan

masalah kesilauan karena sudut datangnya yang rendah, tetapi merupakan solusi paling

baik untuk kawasan iklim tropis dan sub-tropis.

5

2.2. Sistem Pencahayaan Alami.

Bangunan secara umum, cahaya alami didistribusikan ke dalam ruangan melalui

bukaan di saping (side lighting), bukaan di atas (top lighting), atau kombinasi keduanya.

Tipe bangunan, ketinggian, rasio bangunan dan tata massa, serta keberadaan bangunan lain

di sekitar merupakan pertimbangan-pertimbangan pemilihan strategi pencahayaan

(Kroelinger, 2005). Sistem pencahayaan samping yang paling banyak digunakan pada

bangunan. Selain memasukkan cahaya, juga memberikan keleluasaan view, orientasi,

konektivitas luar & dalam, dan ventilasi udara. Posisi jendela pada dinding dapat

dibedakan menjadi tiga, yaitu: tinggi, sedang, rendah, yang penerapannya beda kebutuhan

distribusi cahaya dan sistem dinding. Strategi desain pencahayaan samping yang umum

digunakan antara lain:

1. Single side lighting, bukaan di satu sisi dengan intensitas cahaya yang kuat,

semakin jauh jarak dari jendela intensitasnya semakin melemah.

2. Bilateral lighting, bukaan dari dua sisi bangunan sehingga meningkatkan

pemerataan distribusi cahaya, bergantung pada lebar dan tinggi ruang, serta letak

bukaan pencahayaan.

3. Multilateral lighting, bukaan dari beberapa sisi bangunan (lebih dari dua sisi),

dapat mengurangi silau dan kontras, meningkatkan pemerataan distribusi cahaya

pada permukaan horizontal dan vertikal, dan memberikan lebih dari satu zona

utama pencahayaan alami.

4. Clerestories, jendela atas dengan ketinggian 210 cm di atas lantai, merupa

strategi yang baik untuk pencahayaan setempat pada permukaan horizontal atau

vertikal. Perletakan bukaan cahaya tinggi di dinding dapat memberikan penetrasi

cahaya yang lebih dalam ke dalam bangunan.

5. Light shelves, memberikan pembayangan untuk posos jendela memisahkan kaca

untuk pandangan dan kaca untuk pencahayaan. Bisa berupa elemen eksternal,

internal atau dikombinasikan.

6. Borrowed light, konsep pencahayaan bersama atau antar dua ruangan yang

bersebelahan, misalnya pencahayaan koridor yang didapatkan dari partisi transparan

ruang disebelahnya.

2.3. 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

6

pencahayaan bidang datar di lapangan terbuka yang merupakan ukuran kinerja lubang

cahaya ruangan tersebut. Faktor pencahayaan alami siang hari terdiri dari tiga 'komponen

meliputi:

1. Sky component (SC), yaitu komponen pencahayaan langsung dari cahaya langit.

2. Externally reflected component (ERC) yaitu komponen pencahayaan yang

berasal dari refleksi benda-benda yang berada di sekitar bangunan yang

bersangkutan.

3. Internally reflected component (IRC), yaitu komponen pencahayaan yang

berasal dari refleksi permukaan-permukaan dalam ruangan.

Kim, G. & Kim, J.T., (2009) menambahkan bahwa sistem pencahayaan alamiah

juga dapat dilakukan dengan cara memasukkan sinar matahari langsung melalui cerobong

7

pipa. Pipa cahaya atau light pipe dikenal juga dengan sebutan tubular skylight, sunscoop,

atau tubular daylighting device. Dibandingkan dengan jendela dan skylight konvensional,

light pipe memiliki alat insulasi panas yang lebih baik dan penerapan di dalam 'bangunan

Iebih fleksibel. Namun 'kelemahannya adalah tidak ada 'kontak visual dengan lingkungan

luar. Light tubes atau light pipes digunakan untuk mendistribusikan sinar cahaya alami

maupun cahaya buatan. Di dalam penerapan ·pencahayaan alami, -sering -disebut sun

pipes, solar pipe-s, solar light pipes, .atau daylight pipes.

Gambar 1. Light Pipe System

2.4. Menemukenali Hasil Penelitian Sebelumnya

Berawal dari upaya penelusuran pustaka, diperoleh hasil beberapa penelitian

terdahulu yang diacu dalam penelitian ini, seperti .Jusuf Thojib.dan Muhammad Satya

Adhitama (2013) dalam judul makalahnya Kenyamanan Visual Melalui Pencahayaan

Alami Pada Kantor. (Studi Kasus Gedung Dekanat Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Malang). Memberikan kesimpulan bahwa hasil pengukuran dan pengamatan lapangan

menunjukkan kondisi terang alami beragam antara kurang hingga cukup, disebabkan

standar iluminasi yang tidak sesuai dengan standar iluminasi yang dipersyaratkan SNI 03-

2000 tentang Konservasi Energi Sistem Pencahayaan pada Bangunan Gedung. Respon

pengguna terhadap kualitas kenyamanan visual ruang beragam dari positif-negatif dengan

mayoritas pengguna memberikan respon sedang (cukup sesuai dengan kenyamanan

pengguna).

Rekomendasi untuk mendukung kenyamanan visual dapat dicapai dengan

modifikasi pada ruang, dapat berupa modifikasi interior maupun eksterior. Modifikasi

interior dapat berupa penataan kembali layout ruang dan pola tata perabot, penambahan

reflektor cahaya dalam ruang, atau dengan menggunakan bantuan pencahayaan buatan.

8

Modifikasi eksterior dapat dengan menambahkan shading device (elemen pembayangan),

memperbesar luasan jendela, atau menambahkan skylight. Hasil penelitian Ferry Anderson

Sihombing (2008), dalam karya thesisnya berjudul Studi Pemanfaatan Pencahayaan Alami

pada beberapa Ruang Kelas Perguruan Tinggi di Medan, menyebutkan masih banyak

ruang kelas belum memenuhi standar SNI sebagai ruang kuliah. Untuk itu disarankan

untuk membuat lubang bukaan yang lebih luas. Jika memungkinkan dirancang pada posisi

berdiri (ukuran tinggi lebih besar dari lebamya). Hal ini dimaksudkan agar penetrasi sinar

masuk ruangan dapat jauh ke dalam ruangan. Bagaimana 'halnya dengan rumah tinggal

pada 'hunian yang padat. Sebelah menyebelah berimpit. Upaya mengadakan bukaan dari

samping dan belakang tidak memungkinkan. Sehingga perlu kiat lebih detail untuk

mengupayakan pencahayaan secara alamiah. Sejalan hal ini Ryani Gunawan, ST., MT.

Melalui karya thesisnya Studi Rancangan Bukaan Pencahayaan pada Pipa Cahaya

Horizontal, menyebutkan rancangan model bukaan pencahayaan pada sistem penyalur

cahaya (light pipe system) dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas pencahayaan pada

ruangan yang tidak memiliki jendela sama sekali. Dengan demikian kiat untuk

menggunakan cahaya matahari sebagai sarana pencahayaan alamiah tetap bisa

dilaksanakan, sejauh ada kemauan.

Foto 1. Cahaya alami melalui tubular skylight dan Light tubes system dapat memberikan

peneran,gan ruang dalam yang baik, sehingga dapat mengefisienkan biaya penerangan dan juga ramah .lingkungan.

2.5. Landasan Teoritis

Prinsip Perjalanan Cahaya oleh Departemen PU (1989) pada bukunya Tata Cara

Perancangan Penerangan Alami Siang Hari Untuk Rumah dan Gedung, memaparkan bila

cahaya melalui batas dua media maka terdapat tiga peristiwa yang dapat terjadi yaitu:

1. Refleksi

9

Refleksi adalah peristiwa terpantulnya cahaya bila mengenai suatu permukaan.

Jumlah cahaya yang direfleksikan permukaan ditunjukkan dengan besaran faktor

refleksi (p) yaitu perbandingan fluks cahaya yang dipantulkan dibandingkan

dengan fluks cahaya yang diterima permukaan.Terdapat berbagai macam

refleksi yang tergantung pada sifat permukaan yaitu:

a. Refleksi spekular

Refleksi spekular merupakan .peristiwa khusus refleksi. Refleksi ini

mengikuti hukum Snellius yaitu sudut datang cahaya Ɵi sarna dengan sudut

pantul Ɵm. Peristiwa ini terjadi pada permukaan rata dan datar misalnya pada

pennukaan cermin. Peristiwa refleksi spekular dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Refleksi spekular

b. Refleksi menyebar

Refleksi menyebar merupakan peristiwa refleksi yang biasa terjadi, Cahaya

yang datang pada suatu permukaan akan dipantulkan secara menyebar tetapi

masih di sekitar sudut pantul bila terpantul secara spekular. Peristiwa refleksi

menyebar dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Refleksi menyebar

c. Refleksi difus

Peristiwa refleksi ini terjadi pada permukaan yang kasar atau acak dan dapat

dilihat pada Gambar 4. Distribusi intensitas tidak harus sarna ke segala arah.

Intensitas ·yang .sama -ke segala arah dapat 1erjadi 'bila perrrnrkaarr pada

cahaya datang sangat acak.

10

Gambar 4. Refleksi difus

d. Absorbsi

Peristiwa absorbsi merupakan peristiwa terserapnya cahaya oleh suatu bahan.

Harga absortansi tergantung karakteristik bahan. Penyerapan cahaya oleh

bahan dapat lihat .pada faktor absorbsi (α) bahan yaitu perbandingan fluks

cahaya yang diserap dengan fluks cahaya yang datang.

e. Transmisi

Transmisi adalah peristiwa penjalaran cahaya melewati suatu medium ke

medium yang lain. Cahaya akan mengalami pembiasan bila melewati medium

yang mempunyai indeks bias yang berbeda. Cahaya akan dibiaskan

mendekati garis normal bila memasuki medium dengan indeks bias lebih

tinggi dan akan menjauhi garis normal bila memasuki medium dengan indeks

bias lebih rendah. Pada peristiwa transmisi diperoleh faktor transmisi (τ)

yaitu fluks cahaya yang ditransmisikan dibanding dengan fluks cahaya yang

datang pada bahan tersebut.

Gambar 5. Cahaya Transmisi Spekular

Berdasarkan teori dasar cahaya diatas selanjutnya diaplikasikan dalam bentuk

skylight (cahaya langit), light pipe system (pipa penyalur cahaya), dan lampu

matahari (bola lampu pemendar cahaya matahari).

1. Skylight jika diterjemahkan memiliki arti cahaya langit, sehingga pada intinya

adalah bagaimana membuat bukaan atau jendela pada atap rumah sehingga

cahaya dari atas bisa masuk ke dalam rumah. Ini merupakan satu solusi yang

11

tepat jika rumah kita memiliki keterbatasan lahan, samping kiri dan kanan serta

belakang "mepet" dengan tetangga, sehingga ada bagian-hagian rumah kita

yang tidak memiliki bukaan keluar yang berakibat cahaya dan udara tidak dapat

masuk ke dalam rumah. Skylight berarti kaca atap atau jendela loteng untuk

menyalurkan cahaya matahari sebagai sinar penerangan yang disusun dari atas

atap.

Foto 2. Skylight untuk Sebuah Ruang Dalam

2. Pipa cahaya atau light pipe dikenal juga dengan sebutan tubular skylight,

sunscoop, atau tubular daylighting device. Dibandingkan dengan jendela dan

skylight konvensional, light pipe memiliki alat insulasi panas yang lebih baik

dan penerapan di dalam bangunan lebih fleksibel. Namun kelemahannya adalah

tidak ada kontak visual dengan lingkungan luar. Light tubes atau light pipes

digunakan untuk mendistribusikan sinar cahaya alami maupun cahaya buatan. Di

dalam penerapan pencahayaan alami, sering disebut sun pipes, solar pipes, solar

light pipes, atau daylight pipes.

Gambar 6. Light Pipe

3. Lampu matahari, adalah lampu yang menyala terang di tempat gelap dengan

sumber cahaya matahari (siang hari). Lampu ini juga disebut Lampu Botol

12

Tenaga Surya. Lampu ini bukanlah lampu dengan teknologi mutakhir yang

melibatkan panel surya (solar ceit) atau 'benda-benda 'listrik canggih Iainnya,

Lampu tersebut temyata berbahan dasar yang murah. Misalnya botol air mineral

bekas, larutan pemutih dan air. Ditaruh pada atap menembus ruang dalam.

Ruangan menjadi terang selama ada cahaya matahari. Pertama kali "teknologi"

ini ditemukan di Brazil oleh Alfredo Mozer beberapa tahun lalu. (Filipina) dan

kini Filipina sedang mengembangkan konsep ini dibawah sebuah organisasi

yang bemama I sang Litrong Linawag. Di wilayah yang sudah sangat padat,

dimana tidak ada 'lagi kesempatan atau jarak antar rumah, untuk memasukkan

cahaya / sinar matahari masuk ke dalam rumah melalui jendela. Juga bagus

untuk bangunan yang lebar seperi gudang, hang gar, dan lainnya. Terang

ruangan oleh cahaya matahari secaragratis dan menyehatkan. Dengan

memanfaatkan konsep ini, kita melakukan sesuatu yang baik untuk Bumi yang

dipinjam. Menghemat energi dan melestarikannya.

Foto 3. Lampu Matahari

13

BAB III

METODA PENELITIAN

3.1. Lokasi dan Metode Penelitian

Lokasi penelitian ini adalah di satu ruangan pada rumah tinggal. Metode penelitian yang di

gunakan ini adalah penerapan suatu model skylight (cahaya 'langit), dan lampu matahari (bola

lampu pemendar cahaya matahari) sedangakan keaslian ruangan tersebut digunakan sebagai

kontrol. Teknik Pengumpulan data dilakukan dengan memonitor dan mencatat seluruh hasil setiap

model perlakuan.

3.2. Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian ini merupakan sistematisasi dari rumusan masalah dan tahapan

pelaksanaan pene1itian ini (Bakta, 1997; Nasir, Moh. 1999). Berdasarkan uraian tersebut, maka

rancangan penelitian ini dapat ditunjukkan ke dalam bentuk gambar, sebagaimana nampak pada

diagram berikut ini.

14

Berdasarkan diagram rancangan penelitian ini dapat dilihat tahap-tahap proses

pelaksanaan penelitian, dimana dalam menentukan latar belakang terdapat fakta menunjukkan

ruangan yang sulit memperoleh sinar matahari secara langsung. Selanjutnya melalui upaya

penelusuran kajian teori diperoleh model skylight dan lampu matahari yang diduga dapat

memecahkan masalah tersebut. Dengan melakukan percobaan dan merekam semua 'hasilnya

dilanjutkan ditabulasi dan di-coding. Tahap ini juga tidak terlepas dari peran serta

pengguna/pemakai, ruang percobaan serta mikro iklim yang terjadi pada saat percobaan

tersebut. Kemudian seluruh data dianalisis serta dibahas untuk mendapat hasil.

Berdasarkan pembahasan dan analisis,maka diperoleh pemecahan masalah sebagai

dasar dalam merumuskan suatu kesimpulan yang nantinya akan dijadikan dasar dalam

memberikan rekomendasi untuk dapat mewujudkan model sistem penerangan yang paling

memungkinkan.

3.3. Penentuan Jenis dan Sumber Data

1. Jenis data

Jenis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data kuantitatif dan data

kualitatif:

a. Data kuantitatif yaitu data yang berupa angka-angka atau yang dapat diangkakan,

dalam hal ini adalah data mengenai kuat cahaya dan penyebarannya dalam ruang

percobaan dan mikro iklim saat itu.

b. Data kualitatif adalah data yang berupa uraian-uraian seperti persepsi pengguna

terhadap perubahan suasana ruang.

2. Sumber data

Sumber data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data primer dan data

sekunder.

a. Data primer yaitu data berupa nilai dari hasil percobaan.

b. Data sekunder adalah data yang diperoleh dari luar kegiatan percobaan, seperti

literatur, jurnal, internet dan beberapa informasi yang relevan terhadap penelitian

ini.

3. Prosedur Penelitian

Penelitian ini, cara, dan prosedur pengumpulan data yang digunakan adalah sebagai

berikut.

a. Wawancara

15

Prosedur pengumpulan data dengan mengadakan wawancara dan tanya jawab

dengan pengguna ruangan tersebut.

b. Studi dokumentasi

Prosedur pengumpulan data dengan dengan mentabulasi dan memberi kode serta

mempelajari dokumen yang berkaitan dengan substansi penelitian.

c. Observasi

Prosedur pengumpulan data dengan mengadakan pengamatan pada ruang

percobaan

4. Analisis Data

Analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis data baik secara

kuantitatif maupun secara kualitatif

a. Analisis kuantitatif

Analisis data 'kuantitatif adalah analisis yang digunakan untuk mengetahui hasil

penilaian kuat cahaya dan penyebarannya, serta dapat menyimpulkan yang mana

lebih memungkinkan untuk direkomendasikan.

b. Analisis kualitatif

Analisis data kualitatif adalah untuk memberi gambaran dan menerangkan

keadaan kemungkinan yang paling dapat diterima oleh pengguna.

16

BAB IV

BASIL DAN ANALISIS

Dengan memperhatikan sifat cahaya yitu refleksi, absorpsi, transmisi, radiasi di atas

yang di aplikasikan dalam bentuk skylight {cahaya langit), dan /arnpu matahari {bola

Iampu pemendar cahaya matahari) dilanjutkan dengan 'kegiatan pengukuran. Cara

pengukuran memperhatikan ketentuan sebagai berikut:

Istilah atau Pengertian dalam Perencanaan Penerangan Alami Siang Hari (PASH)

antara lain:

1. Terang Langit adalah sumber cahaya yang diambil sebagai dasar untuk

penentuan syarat-syarat penerangan alami siang hari.

2. Langit Perencanaan adalah langit dalam keadaan yang ditetapkan dan dijadikan

dasar untuk perhitungan (standar 10.000 lux).

3. Faktor Langit adalah angka karakteristik yang digunakan sebagai ukuran

keadaan penerangan alami siang hari di berbagai tempat dalam suatu ruangan.

(%).

4. Faktor PASH (FP) adalah merupakan perbandingan tingkat penerangan pada

suatu titik dari suatu bidang tertentu di dalam suatu ruangan terhadap tingkat

penerangan bidang datar di lapangan terbuka

Prosedur Pengukuran:

1. Terang Langit adalah sumber cahaya yang diambil sebagai dasar untuk

penentuan syarat-syarat penerangan alami siang hari.

2. Langit Perencanaan adalah Iangit dalam keadaan yang ditetapkan dan dijadikan

dasar untuk perhitungan (standar 10.000 lux).

3. Faktor Langit adalah angka karakteristik yang digunakan sebagai ukuran

keadaan penerangan alami siang hari di berbagai tempat dalam suatu ruangan

(%). Faktor PASH (FP).

4. Merupakan perbandingan tingkat penerangan pada suatu titik dari suatu bidang

tertentu didalam suatu ruangan terhadap tingkat penerangan bidang datar di

lapangan terbuka.

5. Titik Ukur adalah titik di dalam ruangan yang keadaan penerangannya dipilih

sebagai indikator untuk keadaan penerangan seluruh ruangan.

6. Bidang Lubang Cahaya Efektif adalah bidang vertical sebelah dalam dari lubang

17

cahaya.

7. Lubang Cahaya Efektif Untuk Suatu Titik Ukur: bagian dari bidang lubang

cahaya efektif' lewat mana titik ukur itu melihat langit.

Alat percobaan yaitu:

1. Genteng kaca sebagai media skylight.

2. Lampu matahari dibuat dari botol air mineral bekas yang menembus genteng.

Di dalam botol tersebut di isi air yang dicampur pemutih pakaian (tepung kaporit).

Foto 4. Alat Percobaan

4.1. Hasil Pengamatan dan Pendataan

Proses pendataan dan pengamatan ini dilakukan sesuai hasil yang dijabarkan

sebagai berikut:

Tabel 1. Hasil Pengamatan dan Pendataan

No Kegiatan

Hasil

Pengukuran

(Lux)

Gambar/Foto

1

Kegiatan pengukuran di halaman

terbuka dengan penerangan sinar

matahari langsung 10.481-10.712

2


terbuka dibawah atap bangunan

dengan penerangan sinar matahari

tidak langsung langsung

336 - 421

Media 2.

Lampu matahari dari botol air

mineral bekas yang menembus

genteng, diisi air dan dicampur

pemutih pakaian (tepung kaporit)

Media 1.

Genteng kaca sebagai media

skylight

18

No Kegiatan

Hasil

Pengukuran

(Lux)

Gambar/Foto

3


tertutup 50% dibawah atap bangunan

dengan penerangan sinar matahari

tidak langsung

12 - 63

4

Kegiatan pengukuran di ruang kerja

tertutup 100% dibawah atap

bangunan

0- 4

5


tertutup 100% di bawah atap

bangunan, dengan menggunakan

lampu hemat energi (SL 18 watt)

20-38

6




sebuah lampu mata hari

14 - 28

7



bangunan, dengan menggunakan satu

lembar genteng kaca sebagai media

skylight

36 - 45

8



bangunan, dengan menggunakan dua


skylight

98 - 150

9


tertutup 1000/0 di bawah atap

bangunan, dengan menggunakan tiga


skylight

154 - 179

10




empat lembar genteng kaca sebagai

media skylight

198 - 227

Catatan: Dimensi ruang kerja yang digunakan tempat pengukuran ini adalah lebar (400) x

panjang (450) x tinggi 350 em.

4.2. Pembahasan

Dari data yang diperoleh di atas dapat dimaknai sebagai berikut:

1. Kegiatan pengukuran di halaman terbuka dengan penerangan sinar matahari

19

langsung sekitar 10.481 - 10.712 lux. lni berarti langit dalam keadaan cerah

(standar terang langit sebesar 10.000 lux).

2. Kegiatan pengukuran di halaman terbuka di bawah atap bangunan dengan

penerangan sinar matahari tidak langsung langsung 336 - 421 lux. Ini berarti jika

bekerja di bawah atap tanpa dinding telah memenuhi standar penerangan, yaitu

sebesar 350 lux. (Sumber: SNI 03-2000, Konservasi Energi Sistem Pencahayaan

pada Bangunan Gedung).

3. Kegiatan pengukuran di ruang kerja tertutup 100% di bawah atap bangunan

sekitar 0 - 4 lux. Ini berarti jika ruangan tersebut ditutup sangat kecil sekali

terjadi keboeoran sinar dari luar.

4. Kegiatan pengukuran di ruang kerja tertutup 100% di bawah atap bangunan,

dengan menggunakan lampu hemat energi (SL 18 watt) sekitar 10 - 38 lux.

Berarti jika untuk memenuhi standar penerangan sebesar 250 lux akan

membutuhkan minimal 8 buah lampu SL 18 watt.


dengan menggunakan sebuah lampu mata hari 20 - 38 Lux. Berarti jika untuk

memenuhi standar penerangan sebesar 250 lux akan membutuhkan minimal 7

buah Iampu SL 18 watt. Namun dari pemantauan kuat cahaya yang dipancarkan

agak lemah dan tidak merata.


dengan menggunakan 4 (empat) lembar genteng kaca sebagai media skylight

memancarkan cahaya penerangan sekitar 198 - 227 lux. Penerangan ruangan ini

telah mendekati standar penerangan yaitu 250 lux.

Dapat disimpulkan sementara bahwa dengan mengadakan bukaan pada atap berupa

skylight sebesar 23 cm x 45 cm x 2 bidang atau seluas 0,20 m2 pada ruangan dengan

dimensi 4 m x 4,5 m x 3,5 m akan memberikan eahaya untuk penerangan alamiah

sebesar 227 lux. (telah mendekati standar penerangan yaitu 250 lux untuk ruang kerja

di kantor).

Perhitungan kebutuhan biaya listrik yang disebabkan oleh penggunaan 7 unit lampu SL

18 watt untuk meneapai standar penerangan (250 lux) setiap hari adalah:

7 x 18 x 24 = 3.024 watt/hari atau 90.720 KWH/bulan untuk setiap ruangan. Jika

membeli pulsa listrik pintar Rp 100.000,00 akan memperoleh 70,45 KWH (sesuai

20

harga listrik PLN di Denpasar bulan September 2015). Ini berarti kebutuhan biaya

listrik sebesar 90,72/70,45 x Rp 100.000,00 = Rp 128.772,20/bulan, setiap ruangan.

Lebih lanjut dapat dihitung biayanya jika menggunakan ruang kerja lebih dari satu.

21

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan rangkaian penelitian yang telah dikaji pada bab sebelumnya, maka

dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Rancangan model bukaan pencahayaan pada plafond dengan material genteng

kaca sebagai media skylight pada sistem penyalur cahaya dapat menghasilkan

tingkat pencahayaan yang lebih besar dari model bukaan pencahayaan dengan

menggunakan bola lampu matahari.

2. Rancangan model bukaan pencahayaan pada sistem ini (skylight) dapat

digunakan untuk meningkatkan kinerja sistem pencayaan alamiah pada ruang

dalam, pada bangunan gedung.

3. Peningkatan kinerja pencahayaan ini jika diasumsikan dengan nilai uang maka

dapat menghemat biaya listrik sebesar Rp 128.772,20 setiap bulan, setiap

ruangan.

5.2. Saran

Kondisi Indonesia yang kaya akan sinar matahari sepanjang tahun selayaknya

menempatkan pencahayaan alami sebagai prioritas dalam rancangan. Selain sebagai upaya

tanggap lingkungan, pemanfaatannya juga dapat menghemat konsumsi energi bangunan.

Sejalan pemikiran ini maka sudah se1ayaknya penggunaan genteng kaca sebagai media

skylight dapat di terapkan untuk mengentaskan problema pencahayaan 'buatan, Murah

'harganya, mudah mengaplikasikan dan besar manfaatnya.

22

BAB VI

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

6.1. Anggaran Biaya

Kegiatan penelitian ini didanai dari DIPA Jurusan Arsitektur Tahun Anggaran 2015.

Total anggaran yang diajukan adalah Rp 10.000.000,00 (sepuluh juta rupiah). Ringkasan dari

anggaran yang diajukan dapat dilihat pada Tabel 1. Justifikasi dan rincian dari anggaran yang

diajukan dapat dilihat pada Lampiran 1 proposal ini.

Tabel 2. Rencana Anggaran Biaya

No Jenis Pengeluaran Biaya yang Diusulkan

(Rp)

1. Gaji dan upah (20%) 2.000.000,- 2. Bahan habis pakai dan peralatan (53%) 5.300.000,-

3. Perjalanan (12%) 1.200.000,-

4. Lain-lain (penggandaan laporan) (15%) 1.500.000,-

JUMLAH TOTAL: 10.000.000,-

6.2. Jadwal Kegiatan

Jadwal pelaksanaan penelitian dimulai pada bulan Mei, hingga Oktober tahun 2015

dengan membuat rancangan penelitian sebagai berikut.

Tabel 3. Jadwal Kegiatan

23

DAFTAR PUSTAKA

Bakta, I Made. (1997). Metodologi Penelitian. Program Pasca sarjana. Program Studi

Ergonomi & Faal Olah Raga Universitas Udayana. Denpasar. (Tidak

Dipublikasikan).

Departemen PU (1993), Tata Cara Perencanaan teknis Konservasi Energi pada Bangunan

Gedung, Yayasan LPMB, Bandung

Departemen PU (1989), Tata Cara Perancangan Penerangan Alami Siang Hari Untuk

Rumah dan Gedung, Yayasan LPMB, Bandung

Jhamtani,H.; Wardana, A.; Lisa, K. (2009). Berubah atau Diubah. Lembar Fakta &

Panduan Tentang Pemanasan Global & Perubahan Iklim.INSISTPress.

Yogyakarta.

Nasir. Moh. (1999). Metode Penelitian. Ghalia. Indonesia.

Mansur, A. Dan Istianto, P. 2000. Perbandingan kecepatan reaksi dan tingkat kesalahan

yang terjadi pada tiga model display berbasis warna pada berbagai kondisi

penerangan ruaagaa kerja. Dalam Sritomo W. (ed.), Proceedings Seminar Nasional

Ergonomi 2000, 224 - 228. Surabaya: Guna Jaya.

Manuaba, A. 1992. 'Ergonomi Meningkatkan Kinerja Tenaga Kerja dan Perusahaan'. Dalam Hermansyah (ed), Proceedengs Simposium dan Pameran Ergonomi indonesia 2{)OO. Bandung.

Setyo Soetiadji Soepadi, Ir ( 1997), Anatomi Utilitas, Penerbit Djambatan, Jakarta.

Wiliam M.C Lam (1986), Sun lighting as Formgiver for Architecture, Van Nostrand

Reinhold Company, New York

Referensi berupa tesis dan internet:

Ferry Anderson Sihombing.(2008). Studi Pemanfaatan Pencahayaan Alami Pada Beberapa

Rancangan Ruang Kelas Perguruan Tinggi di Medan. Sekolah Pascasarjana

Universitas Sumatra Utara Medan.

Jusuf Thojib1, Muhammad Satya Adhitama" (2013). Kenyamanan Visual Melalui

Pencahayaan Alami Pada Kantor (Studi Kasus Gedung Dekanat Fakultas Teknrk

'Universitas Brawijaya Malang) Jurnal itUAS, Volume 11' No '2, Desember 2013,

ISSN 1693-3702.

24

Ryani Gunawan, (2014). Studi Pengembangan Rancangan Bukaan Pencahayaan Pada Pipa

Cahaya Horisontal. Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat.

Universitas Katolik Parahyangan

Sujadnja, IGM. Oka. 2001. Kenyamanan Bale Meten Serta Faktor yang Mempengaruhinya

di Desa Gianyar. Tesis Program Studi Ergonomi - Fisiologi Kerja. Program Pasca

Sarjana (82), Universitas ·Udayana. Denpasar.

25

LAMPIRAN

Lampiran 1. Justifikasi Anggaran Penelitian

26

Lampiran 2. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas

1. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap Ir. Ida Bagus Gde Primayatna, M.Erg.

b. Jenis Kelamin L

c.NIP 19611210 198702 1 001

d. Disiplin Ilmu Arsitektur

e. PangkatiGolongan Penata /IIIc

f. Jabatan fungsional/struktural Lektor

g. Fakultas/Jurusan Fakultas Teknik /Jurusan Arsitektur

h. Waktu penelitian 16jam/minggu

2. Anggota Peneliti

2.1. Anggota Peneliti I

.a. Nama Lengkap .' I Wayan Yuda Manik, ST., MT

b. Jenis Kelamin L

c. NIP 198204192008121002


e. Pangkat/Golongan Penata /11Th

f. Jabatan fungsional/struktural Asisten Ahli

g. Fakultas/Jurusan FakultasTeknik lJurusan Arsitektur

h. Waktu penelitian 16jam/minggu

2.2. Anggota Peneliti II ..

a. Nama Lengkap Ir. Ida Bagus Ngurah Bupala, MT.

b. Jenis Kelamin L

c. NIP 195312311986021004


e. Pangkat/Golongan Penata /IIIc

f. Jabatan fungsional/struktural Lektor

g. Fakultas/Jurusan Fakultas Teknik /Jurusan Arsitektur

'h. Waktu penelitian 16 jam/minggu

laporan akhir penelitian hibah penelitian jurusan ... filepenerangan sangat penting karena dapat...

Documents