studi pemanfaatan pencahayaan alami pada...
TRANSCRIPT
STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA BEBERAPA RANCANGAN RUANG KELAS
PERGURUAN TINGGI DI MEDAN
TESIS
Oleh
FERRY ANDERSON SIHOMBING 077020016/AR
S
EK O L A
H
PA
SC A S A R JANA
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2008
Ferry Anderson Sihombing : Studi Pemanfaatan Pencahayaan Alami Pada Beberapa Rancangan Ruang Kelas Perguruan Tinggi Di Medan, 2008 USU Repository © 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 MEDAN
2008
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)
Tanggal lulus : 5 Desember 2008
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
3. Imam Faizal Pane, ST, MT
4. R. Lisa Suryani, ST, MT
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.
Kata Kunci : Kualitas Ruang, Bukaan, Distribusi Cahaya, Nilai Intensitas Kekuatan
Penerangan.
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. Keyword : Quality Of Room, Aperture , Distribution Light , Value Intensity Strength of
Lighting
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.
5. Bapak A/Prof. Abdul Majid Ismail, B.Sc, B.Arch, PhD, Pembimbing 1.
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
Ferry Anderson Sihombing
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
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
PENDIDIKAN 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
PASCASARJANA S-2 : Universitas Sumatera Utara 2009
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
1.7. Struktur Penulisan Tesis .................................................................... 6
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 8
2.1. Pengertian Cahaya ............................................................................. 8
2.2. Difraksi dan Diagram Matahari ........................................................ 12
2.3. Hubungan Cahaya dan Manusia ....................................................... 17
2.4. Hubungan Cahaya dan Ruang ........................................................... 20
2.5. Pemanfaatan Pencahayaan Alami dalam Arsitektur ......................... 22
2.6. Bentuk dan Massa Bangunan ............................................................ 24
2.7. Pengertian Ruang Kelas (Ruang Perkuliahan) .................................. 29
2.8. Jendela dan Ruang Kelas .................................................................. 32
2.9. Persepsi .............................................................................................. 38
2.10. Studi Banding .................................................................................. 40
2.11. Studi Literatur/Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Alami pada Bangunan Gedung/Standar Nasional Indonesia .......... 53 BAB III. METODE PENELITIAN/PERALATAN .................................... 84
3.1. Peralatan Penelitian ........................................................................... 84
3.2. Rancangan Penelitian ........................................................................ 87
3.3. Variabel yang Diamati ...................................................................... 88
BAB IV. KAWASAN PENELITIAN ........................................................... 90
4.1. Lokasi Penelitian ............................................................................... 90
4.2. Kondisi Ruangan Kelas ..................................................................... 96
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 PUSTAKA ......................................................................................... 131
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 9. Medan Sky Diagram/General Position, 2008-05-04 ....................................... 125
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
15. Facade Detail of Rainbow Shores (Richard Stinger) ..................................... 29
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
26. Section View of Classroom Showing Lamp Placement and Sloped Ceilings .............................................................................................. 47
27. Typical Switching Diagram ........................................................................... 48
28. South Classroom at Zack Elementary ........................................................... 48
29. Twenhofel Middle School ............................................................................... 49
30. Campus Plan .................................................................................................. 49
31. Floor Plan ...................................................................................................... 50
32. Roof Plan ........................................................................................................ 50
33. Typical Classroom ......................................................................................... 51
34. Common and Gymnasium .............................................................................. 51
35. Academic Wing Section .................................................................................. 53
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 Software Design 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
54. Denah Lokasi Penelitian Ruang Kelas 4.3. Fakultas Teknik 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
75. 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
96. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas I.2. ................................................... 120
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 .......................................... 127 107. Grafik Nilai Rata-rata Pengukuran Menggunakan Pencahayaan Alami pada Ruang Kelas 1.2. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia ....... 127
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
1. Data Penelitian Universitas HKBP Nomensen ............................................. 133
2. Data Penelitian Universitas Medan Area ...................................................... 136
3. Data Penelitian Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia .................... 138
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
dalam ruangan tersebut. Untuk memperoleh kenyamanan visual dalam ruang,
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
objek penelitian yang representatif. Pemilihan objek penelitian dengan lokasi dan
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
yang menjadi daya tarik selama bertahun-tahun. Sebelum penggunaan neon
(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
tentang pemanfaatan Pencahayaan Alami dalam membentuk kualitas visual ruang
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 HKBP Nomensen,
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
HKBP Nomensen, 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
Perhitungan
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
Diamati, Jadwal Pelaksanaan,
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
RANCANGAN RUANG KELAS PERGURUAN TINGGI di MEDAN”.
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.
8
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.
3. Gelombang dapat dibelokkan melalui 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 (φ), 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.
φ = )(
)(twaktupersatuan
ncahayajumlah⋅⋅⋅⋅
φ = )()(
tn …………………………………………………….. (2.1)
Untuk kekuatan penerangan adalah arus cahaya yang jatuh pada sebuah satuan
permukaan.
E = )()(
Aϕ
................................................................................. (2.2)
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 = )()(
2hI cos 3 α .................................................................... (2.3)
dimana:
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
α = 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
L = )()(
AI .................................................................................... (2.4)
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
sangat mempengaruhi arsitektur.
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
bisa diterangkan oleh prinsip Huygens.
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
menggunakan diagram matahari dapat dilihat posisi harian matahari pada setiap jam
sehingga pada proses perancangan sebuah bangunan dapat digunakan untuk
menentukan posisi shade untuk menghindari sinar matahari langsung
.
Gambar 6. Stereographic Sun-Path Diagram
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
bidang langit merupakan sumber cahaya.
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)
impian menjadi alam kenyataan.
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
6. Kebutuhan untuk ruang yang menyenangkan
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
fitur material atau dimensi lainya dan nyata secara persepsi dan artistikal.
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
perbedaan pencahayaan disebut color constancy. Kemampuan ini memiliki implikasi
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
dan tidak mengganggu.
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
memanfaatkan pencahayaan alami sebagai pembentuk ruang. Cahaya tercurah
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
mengambil bagian secara aktif dalam proses perancangan.
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
membutuhkan pertimbangan secara hati-hati di dalam konteks luminasi dan objek
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 11. Section 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
interior melawan pencahayaan didekat selubung batas) dapat membantu untuk
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
adalah susunan dari rangkaian massa-massa kecil dalam beragam konfigurasi,
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 14. Plans of the Type/Variant House
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
yaitu:
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
can take place uninterrupted by other distractions.
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
membangun suasana dan menghasilkan kualitas visual yang baik bagi penggunanya.
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
datangnya cahaya matahari.
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 kebingungan-
kebingungan menuju kelas. Di dalam studi-studi yang pernah dilakukan sebelumnya
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
dari desirable”
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
ditempatkan didalam, penyaring dari bagian luar, bingkai dari pemandangan dan
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.
Jendela yang kecil dapat digunakan untuk membingkai pemandangan tertentu atau
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
pembayangan, dapat menciptakan kontras yang berlebihan antara jendela dan
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
atau menanggapi
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
sensitivities yang berbeda.
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,
kolom dan permukaan langit-langit diduplikasi pada model dengan cat yang tepat.
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
3. Kolom 3 mengindikasikan jumlah level cahaya pada Ø skylight lebih kecil
4. Kolom 4 mengindikasikan level cahaya yang dihasilkan bukaan skylight lebih
kecil dan faktor transmisi skylight lebih rendah 69 %
Gambar 21. Cara pengukuran Illuminasi dalam ruang
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
13o Sun Azimuth
POSI
TIO
N 1
MEASURED Eh = 6.600 d = 1,2 m t = 49 %
2 CALCULATED
Eh = 12.000 d = 1,2 m t = 49 %
3 CALCULATED
Eh = 12.000 d = 1,0 m t = 49 %
4 CALCULATED
Eh = 12.000 d = 1,0 m t = 49 %
Leve
l 3
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12
14,3 12,7 5,8
20,5 17,2 6,9 9,6 8,8 2,9
16,7 14,1 3,6
26,1 23,2 10,5 37,3 31,2 12,5 17,4 15,9 5,2
30,2 25,5 6,5
18 16 7
26 22 9
12 11 4
21 18 5
25 23 9
37 31 13 17 15 6
30 25 7
Leve
l 4
A B C D E F G H
30,1 39,5 33,6 30,1 15,6 27,7 36,9 8,7
54,3 71,2 60,5 54,2 28,1 49,8 66,5 15,7
38 49 42 38 20 35 46 11
54 69 59 54 28 49 65 15
Eh = Illumination on horizontal roof t = Transmission factor of skylight
d = Diameter of skylight
Sumber : Benyamin H. Evans; Daylight in Architecture, Mc Graw-Hill, 1981
Gambar 22. The Model of Test Site
Gambar 23. Model Tes
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
set photosensors diatap bangunan, tergantung pada kelas tersebut menghadap Utara
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.
Gambar 25. Finelite Series 4 Pendant Fixture Demonstrating Bi-Level Control
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 26. Section View Of Classroom Showing Lamp Placement And Sloped Ceilings
Gambar 27. Typical Switching Diagram
Gambar 28. South Classroom at Zach Elementary
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 30. Campus Plan
Gambar 31. Floor Plan
Gambar 32. Roof Plan
Gambar 33. Typical Classroom
Gambar 34. Commons & Gymnasium
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
mengurangi biaya energi. Penyaring silau elektrik dioperasikan diantara clearstory
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
agar diperoleh sistem pencahayaan alami siang hari yang sesuai dengan syarat
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
perhitungan.
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
pada bidang datar di lapangan terbuka ditentukan oleh:
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
dari cahaya langit
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
pencahayaan yang berasal dari refleksi permukaan-permukaan dalam
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:
1. fl = π1 {arctan L/D -
2)/(11
DH+ arctan
2)/(1/
DHDL
−} ........... (2.5)
keterangan :
L = lebar lubang cahaya efektif.
H = tinggi lubang cahaya efektif.
D = jarak titik ukur ke lubang cahaya.
2. fr = (fl) x Lrata-rata ..................................................................... (2.6)
3. frd = )1( RA
kaca−
τ x (C R fw + 5 R cw) ............................................. (2.7)
keterangan :
(fl) = faktor langit jika tidak ada penghalang.
Lrata-rata = perbandingan antara luminasi penghalang dengan luminasi rata-rata
langit.
τkaca = faktor transmisi cahaya dari kaca penutup lubang cahaya, besarnya
tergantung pada jenis kaca yang nilainya dapat diperoleh dari katalog
yang dikeluarkan oleh produsen kaca.
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
Langit Perancangan
a) Dalam ketentuan ini sebagai terang langit diambil kekuatan terangnya langit yang
dinyatakan dalam lux
b) Karena keadaan langit menunjukkan variabilitas yang besar, maka syarat-syarat
yang harus dipenuhi oleh keadaan langit untuk dipilih dan ditetapkan sebagai
Langit Perancangan adalah:
1) bahwa langit yang demikian sering dijumpai
2) memberikan tingkat pencahayaan pada bidang datar di lapangan terbuka,
dengan nilai dekat minimum, sedemikian rendahnya hingga frekuensi
kegagalan untuk mencapai nilai pencahayaan ini cukup rendah
3) nilai tingkat pencahayaan tersebut dalam butir 2) pasal ini tidak boleh
terlampau rendah sehingga persyaratan tekno konstruksi menjadi terlampau
tinggi
c) Sebagai Langit Perancangan ditetapkan:
1) langit biru tanpa awan atau
2) langit yang seluruhnya tertutup awan abu-abu putih
d) Langit Perancangan ini memberikan tingkat pencahayaan pada titik-titik di
bidang datar di lapangan terbuka sebesar 10.000 lux. Untuk perhitungan diambil
ketentuan bahwa tingkat pencahayaan ini asalnya dari langit yang keadaannya
dimana-mana merata terangnya (uniform luminance distribution)
Faktor Langit
Faktor langit (fl) suatu titik pada suatu bidang di dalam suatu ruangan adalah
angka perbandingan tingkat pencahayaan langsung dari langit di titik tersebut dengan
tingkat pencahayaan oleh Terang Langit pada bidang datar di lapangan terbuka.
Pengukuran kedua tingkat pencahayaan tersebut dilakukan dalam keadaan
sebagai berikut:
a) Dilakukan pada saat yang sama
b) Keadaan langit adalah keadaan Langit Perancangan dengan distribusi terang yang
merata di mana-mana
c) Semua jendela atau lubang cahaya diperhitungkan seolah-olah tidak ditutup
dengan kaca
Suatu titik pada suatu bidang tidak hanya menerima cahaya langsung dari
langit tetapi juga cahaya langit yang direfleksikan oleh permukaan di luar dan di
dalam ruangan. Perbandingan antara tingkat pencahayaan yang berasal dari cahaya
langit baik yang langsung maupun karena refleksi, terhadap tingkat pencahayaan pada
bidang datar di lapangan terbuka di sebut faktor pencahayaan alami siang hari.
Dengan demikian faktor langit adalah selalu lebih kecil dari faktor pencahayaan alami
siang hari. Pemilihan Faktor Langit sebagai angka karakteristik untuk digunakan
sebagai ukuran keadaan pencahayaan alami siang hari adalah untuk memudahkan
perhitungan oleh karena fl merupakan komponen yang terbesar pada titik ukur.
Titik Ukur
a) Titik ukur diambil pada suatu bidang datar yang letaknya pada tinggi 0,75 meter
di atas lantai. Bidang datar tersebut disebut bidang kerja
Gambar 37. Tinggi dan Lebar Cahaya Efektif
b) 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.
c) Dalam perhitungan digunakan dua jenis titik ukur :
1) titik ukur utama (TUU), diambil pada tengah-tengah antar kedua dinding
samping, yang berada pada jarak ⅓ d dari bidang lubang cahaya efektif
2) titik ukur samping (TUS), diambil pada jarak 0,50 meter dari dinding
samping, yang juga berada pada jarak ⅓ d 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 dalam ruangan yang hendak dihitung pencahayaannya itu (lihat gambar
dibawah ini)
Gambar 38. Penjelasan mengenai jarak d
d) Jarak ”d” pada dinding tidak sejajar
Apabila kedua dinding yang berhadapan tidak sejajar, maka untuk d diambil jarak
ditengah antara kedua dinding samping tadi, atau diambil jarak rata-ratanya
e) Ketentuan jarak ”1/3.d” minimum
Untuk ruang dengan ukuran d sama dengan atau kurang daripada 6 meter, maka
ketentuan jarak 1/3.d diganti dengan jarak minimum 2 meter.
Lubang Cahaya Efektif
Bila suatu ruangan mendapatkan pencahayaan dari langit melalui lubang-
lubang cahaya di beberapa dinding, maka masing-masing dinding ini mempunyai
bidang lubang cahaya efektifnya sendiri-sendiri.
Umumnya lubang cahaya efektif dapat berbentuk dan berukuran lain daripada lubang
cahaya itu sendiri.
Hal ini, antara lain disebabkan oleh:
a) penghalangan cahaya oleh bangunan lain dan atau oleh pohon.
b) bagian-bagian dari bangunan itu sendiri yang karena menonjol menyempitkan
pandangan ke luar, seperti balkon, konstruksi ”sunbreakers” dan sebagainya.
c) pembatasan-pembatasan oleh letak bidang kerja terhadap bidang lubang cahaya.
d) bagian dari jendela yang dibuat dari bahan yang tidak tembus cahaya.
2. Persyaratan Teknis
Klasifikasi Berdasarkan Kualitas Pencahayaan
a) 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
b) Klasifikasi Kualitas Pencahayaan
1) Kualitas A: kerja halus sekali, pekerjaan secara cermat terus menerus, seperti
menggambar detil, menggravir, menjahit kain warna gelap, dan sebagainya.
2) Kualitas B : kerja halus, pekerjaan cermat tidak secara intensif terus menerus,
seperti menulis, membaca, membuat alat atau merakit komponen-komponen
kecil, dan sebagainya.
3) Kualitas C: kerja sedang, pekerjaan tanpa konsentrasi yang besar dari si
pelaku, seperti pekerjaan kayu, merakit suku cadang yang agak besar, dan
sebagainya.
4) Kualitas D: kerja kasar, pekerjaan dimana hanya detil-detil yang besar harus
dikenal, seperti pada gudang, lorong lalu lintas orang, dan sebagainya.
Persyaratan Faktor Langit Dalam Ruangan
a) Nilai faktor langit (fl) dari suatu titik ukur dalam ruangan harus memenuhi syarat-
syarat sebagai berikut :
1) sekurang-kurangnya memenuhi nilai-nilai faktor langit minimum (flmin) yang
tertera pada Tabel 1, 2, dan 3, dan dipilih menurut klasifikasi kualitas
pencahayaan yang dikehendaki dan dirancang untuk bangunan tersebut.
2) nilai flmin dalam prosen untuk ruangan-ruangan dalam BANGUNAN UMUM
untuk TUUnya, adalah seperti tertera pada tabel 1 dimana d adalah jarak
antara bidang lubang efektif ke dinding di seberangnya, dinyatakan dalam
meter. Faktor langit minimum untuk TUS nilainya 40 % dari flmin untuk TUU
dan tidak boleh kurang dari 0,10 d.
Tabel 2. Nilai Faktor Langit untuk Bangunan Umum
Klasifikasi Pencahayaan flmin TUU A 0,45 d B 0,35 d C 0,25 d D 0,15 d
Sumber : Standar Nasional Indonesia
Tabel 3. Nilai Faktor Langit untuk Bangunan Sekolah
JENIS RUANGAN Flmin TUU Flmin TUS Ruang Kelas Biasa 0,35 d 0,20 d Ruang Kelas Khusus 0,45 d 0,20 d Laboratorium 0,35 d 0,20 d Bengkel kayu/besi 0,25 d 0,20 d Ruang Olahraga 0,25 d 0,20 d Kantor 0,35 d 0,15 d Dapur 0,20 d 0,20 d Sumber : Standar Nasional Indonesia
3) nilai dari fl min dalam prosen untuk ruangan-ruangan dalam bangunan sekolah,
adalah seperti pada tabel 2; Untuk ruangan-ruangan kelas biasa, kelas khusus
dan laboratorium dimana dipergunakan papan tulis sebagai alat penjelasan,
maka flmin pada tempat 1/3 d di papan tulis pada tinggi 1.20 m, ditetapkan
sama dengan flmin = 50 % TUU.
4) nilai dari flmin dalam prosentase untuk ruangan-ruangan dalam bangunan
tempat tinggal seperti pada tabel 3;
Tabel 4. Nilai Faktor Langit Bangunan Tempat Tinggal
Jenis Ruangan fl min TUU flmin TUS Ruang Tinggal 0,35 d 0,16 d Ruang Kerja 0,35 d 0,16 d Kamar Tidur 0,18 d 0,05 d
Dapur 0,20 d 0,20 d Sumber : Standar Nasional Indonesia
5) untuk ruangan-ruangan lain yang lain yang tidak khusus disebut dalam tabel
ini dapat diperlakukan ketentuan-ketentuan dalam tabel 1
b) Ruangan dengan pencahayaan langsung dari lubang cahaya di satu dinding nilai fl
ditentukan sebagai berikut:
1) dari setiap ruangan yang menerima pencahayaan langsung dari langit melalui
lubang-lubang atau jendela-jendela di satu dinding saja, harus diteliti fl dari
satu TUU dan TUS
2) Jarak antara dua titik ukur tidak boleh lebih besar dari 3 m. Misalnya untuk
suatu ruangan yang panjangnya lebih dari 7 m, harus diperiksa (fl) lebih dari
tiga titik ukur (jumlah TUU ditambah)
c) Ruangan dengan pencahayaan langsung dari lubang cahaya di dua dinding yang
berhadapan.
Nilai faktor langit (fl) untuk ruangan semacam ini harus diperhatikan hal-hal
sebagai berikut:
1. bila suatu ruangan menerima pencahayaan langsung dari langit melalui
lubang-lubang atau jendela-jendela di dua dinding yang berhadapan (sejajar),
maka setiap bidang lubang cahaya efektif mempunyai kelompok titik ukurnya
sendiri.
2. untuk kelompok titik ukur yang pertama, yaitu dari bidang lubang cahaya
efektif yang paling penting, berlaku ketentuan dari tabel diatas.
3. untuk kelompok titik ukur yang kedua ditetapkan syarat minimum sebesar 30
% dari yang tercantum pada ketentuan-ketentuan dari tabel diatas.
4. dalam hal ini (fl) untuk setiap titik ukur adalah jumlah faktor langit yang
diperolehnya dari lubang-lubang cahaya di kedua dinding.
5. ketentuan untuk kelompok titik ukur yang kedua ini seperti yang termaksud
dalam ayat 3, tidak berlaku apabila jarak antara kedua bidang lubang cahaya
efektif kurang dari 6 meter.
6. bila jarak tersebut dalam butir 5) adalah lebih dari 4 meter dan kurang dari 9
meter dianggap telah dipenuhi apabila luas lubang cahaya efektif kedua ini
sekurang-kurangnya 40 % dari luas lubang cahaya efektif pertama. Dalam hal
yang belakangan ini, luas lubang cahaya efektif kedua adalah bagian dari
bidang lubang cahaya yang letaknya di antara tinggi 1 meter dan tinggi 3
meter.
d) Ruangan dengan pencahayaan langsung dari lubang cahaya di dua dinding yang
saling memotong.
1. bila suatu ruangan menerima pencahayaan langsung dari langit melalui
lubang-lubang atau jendela-jendela di dua dinding yang saling memotong
kurang lebih tegak lurus, maka untuk dinding kedua, yang tidak begitu
penting, hanya diperhitungkan satu Titik Ukur Utama saja.
2. syarat untuk titik ukur yang dimaksud dalam butir 1) pasal ini adalah 50 %
dari yang berlaku untuk titik ukur utama bidang lubang cahaya efektif yang
pertama.
3. jarak titik ukur utama tambahan ini sampai pada bidang lubang cahaya efektif
kedua diambil ⅓ d, dimana d adalah ukuran dalam menurut bidang lubang
cahaya efektif pertama (lihat gambar 3).
e) Ruangan dengan lebih dari satu jenis penggunaan.
Apabila suatu ruangan digunakan sekaligus untuk dua jenis keperluan, maka
untuk ruangan ini diberlakukan syarat-syarat yang terberat dari kedua jenis
keperluan tersebut.
f) Penerimaan cahaya pada koridor atau gang dalam bangunan rumah tinggal.
Setiap koridor atau gang dalam bangunan rumah tinggal harus dapat menerima
cahaya melalui luas kaca sekurang-kurangnya 0,10 m2 dengan ketentuan, bahwa
untuk:
1. luas kaca dinding luar atau atap diperhitungkan 100%
2. luas kaca dinding dalam, yang dapat merupakan batas dengan kamar tidur,
kamar tinggal, kamar meja dan sebagainya, diperhitungkan 30%
3. luas kaca ruangan lainnya, seperti gudang, kamar mandi, dan sebagainya,
diperhitungkan 0%
g) Penerimaan cahaya siang hari pada koridor atau gang/lorong dalam bangunan.
Setiap gang atau lorong dalam bangunan umum harus sekurang-kurangnya dapat
menerima cahaya siang hari melalui luas kaca minimal 0,30 m2.
Untuk setiap 5 meter panjang gang atau lorong, dengan ketentuan, bahwa untuk :
1. luas kaca dinding luar atau atap, diperhitungkan 100%
2. luas kaca dinding dalam yang merupakan batas dengan ruangan dengan
kualitas pencahayaan A dan B, diperhitungkan 20%
3. luas kaca untuk perbatasan dengan ruangan dengan pencahayaan kualitas C,
diperhitungkan 10%
4. luas kaca ruangan lainnya diperhitungkan 0%
h) Penerimaan cahaya siang hari pada ruang tangga umum.
Ruang tangga umum harus dapat menerima cahaya siang hari melalui luas kaca
sekurang-kurangnya 0,75 m2 . (Lihat gambar dibawah).
Untuk setiap setengah tinggi lantai dengan ketentuan:
1. lubang cahaya dinding luar, diperhitungkan 100%
2. apabila terdapat kaca diatap maka cahaya di
Gambar 39. Potongan Ruang Tangga
a. tingkat paling atas 100 %
b. tingkat pertama dibawahnya 50 %
c. tingkat kedua dibawahnya 25 %
d. tingkat ketiga dibawahnya 12,5 %
e. tingkat dibawah selanjutnya 0 %
i) Sudut penghalang cahaya.
Sudut penghalang cahaya hendaknya tidak melebihi 60o ditinjau dari sudut tata
letak bangunan-bangunan sesuai dengan perencanaan tata ruang kota, bila hal
tersebut tidak dapat dipenuhi, maka pencahayaan tambahan yang diperlukan
diperoleh dari pencahayaan buatan.
j) Faktor langit dalam ruangan yang menerima pencahayaan tidak langsung.
Untuk lubang cahaya efektif dari suatu ruangan yang menerima cahaya siang hari
tidak langsung dari langit akan tetapi melalui kaca atau lubang cahaya dari
ruangan lain, misalnya lewat teras yang beratap, maka f dari titik ukur dalam
ruangan ini dihitung melalui ketentuan-ketentuan dalam persyaratan teknis ini,
hanya boleh diambil maksimal 10% dari faktor langit dalam keadaan dimana titik
ukur langsung menghadap langit.
Penetapan Faktor Langit
a) 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 dilapangan terbuka sebesar
10.000 lux.
b) Perhitungan faktor langit.
Perhitungan besarnya faktor langit untuk titik ukur pada bidang kerja didalam
ruangan dilakukan dengan menggunakan metoda analitis dimana nilai f
dinyatakan sebagai fungsi dari H/D dan L/D seperti tercantum dalam tabel 4
dengan penjelasan:
Faktor langit sebagai fungsi H/D dan L/D
Posisi titik ukur U, yang jauhnya D dari lubang cahaya efektif berbentuk persegi
panjang OPQR (tinggi H dan lebar L) sebagaimana dilukiskan dibawah ini:
Gambar 40. Cara mengukur persentase cahaya yang masuk ke dalam ruangan
Ukuran H dihitung dari 0 ke atas.
Ukuran L dihitung dari 0 ke kanan, atau dari P ke kiri sama saja.
H adalah tinggi lubang cahaya efektif
L adalah lebar lubang cahaya efektif
D adalah jarak titik ukur ke bidang lubang cahaya efektif
Tabel 5. Nilai faktor langit dinyatakan dalam %
L/D 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
H/D 0.10 0.02 0.03 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.09 0.10 0.10 0.20 0.06 0.12 0.17 0.22 0.27 0.30 0.33 0.36 0.38 0.40 0.30 0.13 0.26 0.37 0.48 0.57 0.65 0.72 0.77 0.82 0.86 0.40 0.22 0.43 0.52 0.80 0.96 1.09 1.20 1.30 1.38 1.44 0.50 0.32 0.62 0.91 1.17 1.39 1.59 1.76 1.90 2.02 2.11 0.60 0.42 0.62 1.20 1.55 1.85 2.12 2.34 2.53 2.69 2.83 0.70 0.52 1.02 1.50 1.93 2.31 2.64 2.93 3.18 3.38 3.55 0.80 0.62 1.22 1.78 2.29 2.75 3.26 3.50 3.80 4.05 4.26 0.90 0.71 1.40 2.04 2.64 3.17 3.63 4.04 4.39 4.69 4.94 1.00 0.79 1.56 2.29 2.95 3.56 4.09 4.55 4.95 5.29 5.57 1.50 1.10 2.17 4.13 4.13 4.99 5.77 5.45 7.05 7.58 8.03 2.00 1.27 2.51 4.80 4.80 5.81 5.74 7.56 8.29 8.94 9.51 2.50 1.37 2.70 3.98 3.95 6.29 7.31 8.22 9.03 9.75 10.40 3.00 1.43 2.82 4.16 4.16 6.59 7.66 8.62 9.49 10.27 10.96 3.50 1.47 2.90 4.28 4.28 6.78 7.89 8.89 9.79 10.60 11.33 4.00 1.49 2.96 4.36 4.36 6.91 8.04 9.07 10.00 10.83 11.58 4.50 1.51 2.99 4.41 4.41 7.01 8.15 9.20 10.15 11.00 11.76 5.00 1.53 3.02 4.46 4.46 7.07 8.24 9.29 10.25 12.12 11.90
L/D 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6
H/D 0.10 0.11 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.20 0.45 0.47 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 0.49 0.30 0.97 1.01 1.03 1.04 1.04 1.05 1.05 1.05 1.05 0.40 1.63 1.71 1.74 1.76 1.77 1.78 1.78 1.78 1.78 0.50 2.40 2.52 2.57 2.60 2.61 2.63 2.63 2.63 2.63 0.60 3.22 3.39 3.46 3.50 3.52 3.54 3.54 3.54 3.55 0.70 4.07 4.29 4.39 4.40 4.47 4.48 4.50 4.50 4.51 0.80 4.90 5.18 5.31 5.37 5.41 5.43 5.45 5.45 5.46 0.90 5.71 6.04 6.04 6.20 6.28 6.33 6.36 6.39 6.40 1.00 5.47 6.87 7.06 7.16 7.22 7.25 7.28 7.26 7.30 1.50 9.52 10.23 10.59 10.79 10.90 10.97 11.05 11.05 11.08 2.00 11.44 12.43 12.96 13.26 13.44 13.55 13.62 13.67 13.73 2.50 12.64 13.85 14.52 14.92 15.16 15.32 15.42 15.49 15.58 3.00 13.41 14.78 15.58 16.06 16.36 16.56 16.70 16.79 16.91 3.50 13.93 15.42 16.31 16.87 17.22 17.46 17.64 17.74 17.89 4.00 14.30 15.88 16.84 17.45 17.85 18.13 18.32 18.46 18.63 4.50 14.56 16.21 17.23 17.89 18.33 18.63 18.85 19.01 19.21 5.00 14.75 16.45 17.52 18.22 18.69 19.03 19.26 19.44 19.67
6.00 15.01 16.79 17.92 18.68 19.20 19.58 19.85 20.06 20.33 Sumber : Standar Nasional Indonesia
c) Tingkat pencahayaan optimal.
Untuk memperoleh tingkat pencahayaan yang optimal harus diperhatikan:
1) bagian dari jendela yang tidak tembus cahaya perlu diadakan koreksi;
2) perhitungan secara global dilakukan menurut ratio luas bagian yang tidak
dapat ditembus cahaya terhadap luas bagian seluruh lubang cahaya efektif.
d) Perhitungan faktor langit dengan cara lain.
Cara perhitungan faktor langit dalam perancangan dapat dilakukan dengan
metoda lain secara keilmuan/keahlian selama hasilnya tidak berbeda dengan hasil
dari metoda analitis yang dimuat dalam pedoman ini.
Ketentuan Khusus
a) Sudut penghalang cahaya lebih besar dari 35o.
Apabila sudut penghalang lebih besar dari 35o (tangen 35o = 0,7 = H/D), maka
pada perhitungan faktor langit dapat diambil sudut penghalang sebesar 35o,
dengan ketentuan bahwa garis bawah dari kaca seluruhnya terletak tidak lebih
tinggi dari tinggi bidang kerja.
b) Pembebasan dari persyaratan yang ditentukan pada butir 4.2.2 hanya diberikan
apabila untuk hal-hal khusus dapat dibuktikan bahwa persyaratan tersebut tidak
dapat dipenuhi.
c) Jika ketentuan pada butir b) diatas digunakan, maka syarat minimal untuk
pembebasan adalah sebagai berikut:
1) untuk ketentuan nilai faktor langit pada tabel 1, tabel 2, dan tabel 3, lubang
cahaya efektif diatas 0,75 meter dari lantai dibuat seluas mungkin.
2) untuk ruangan dengan pencahayaan alami langsung dari 2 lubang cahaya di
dua dinding berhadapan atau saling memotong, nilai prosen yang diambil dari
tabel 1, tabel 2, dan tabel 3 atau 50% dari yang berlaku untuk titik ukur utama
dari bidang cahaya efektif yang pertama.
3) untuk penerimaan cahaya pada koridor atau gang/lorong dan ruang tangga
umum, harus diberi pencahayaan buatan sehingga pada siang hari dengan
instalasi ini keadaan pencahayaan dapat memenuhi syarat.
4) khusus dalam hal ruangan untuk keperluan umum, setiap penyimpangan dari
syarat-syarat didalam petunjuk teknis ini, hanya dapat disetujui apabila dapat
diajukan rancangan sistem pencahayaan buatan sebagai tambahan atau
sebagai penggantian yang memenuhi syarat sesuai dengan sifat dan
penggunaan ruangan itu.
5. Cara Perancangan Pencahayaan Alami Siang Hari.
1. Prosedur Perancangan Pencahayaan Alami Siang Hari
Prosedur Perancangan Alami Siang Hari dilaksanakan dengan mengikuti bagan
dibawah ini:
HITUNG FAKTOR
PENCAHAYAAN SIANG
FUNGSI RUANGAN FAKTOR PENCAHAYAAN SIANG HARI MINIMUM
YANG DIPERLUKAN
ORIENTASI, LEBAR, TERITIS
(OVERSTEK), ALAT PENEDUH
HITUNG : TINGGI LUBANG CAHAYA EFEKTIF, HD LEBAR LUBANG CAHAYA EFEKTIF, L
UKURAN LUBANG CAHAYA
POSISI LUBANG
HITUNG : KOMPONEN REFLEKSI LUAR KOMPONEN REFLEKSI DALAM
HITUNG : KOMPONEN REFLEKSI LUAR KOMPONEN REFLEKSI DALAM
HITUNG FAKTOR LANGIT
Gambar 41. Prosedur Perancangan Sistem Pencahayaan Alami siang hari
2. Pencahayaan Alami dan Luas Lubang Cahaya
a) Untuk memperoleh kualitas pencahayaan yang diinginkan maka di dalam
perancangan perlu diperhatikan hal-hal yang mempengaruhi kualitas pencahayaan
tersebut.
Kualitas pencahayaan alami siang hari dalam ruangan ditentukan oleh:
1) perbandingan luas lubang cahaya dan luas lantai.
2) bentuk dan letak lubang cahaya.
3) faktor refleksi cahaya dari permukaan di dalam ruangan.
b) Kedudukan Lubang Cahaya
Disamping ketiga faktor tersebut pada a) perlu diperhatikan kedudukan lubang
cahaya terhadap bagian lain dari bangunan dan keadaan lingkungan sekitarnya
yang dapat merupakan penghalang bagi masuknya cahaya kedalam ruangan.
3. Letak dan Bentuk Lubang Cahaya
a) Letak atau posisi lubang cahaya berpengaruh kepada nilai faktor langit serta
distribusi cahaya ke dalam ruang sebagai berikut:
1) lubang cahaya yang sama besarnya mempunyai nilai fl yang lebih besar untuk
kedudukan yang lebih tinggi. Hingga suatu ketinggian tertentu nilai fl akan
menurun lagi. (lihat tabel dibawah).
2) dalam tabel dibawah telah dihitung nilai faktor langit untuk titik ukur yang
terletak 2 m dari bidang lubang cahaya efektif. Titik ukur tersebut
memperoleh pencahayaan dari lubang cahaya efektif yang berbentuk bujur
sangkar dengan sisi 20 cm dengan letak tinggi yang berbeda-beda.
Tabel 6. Hubungan antara tinggi tempat lubang cahaya dengan nilai faktor langit relatif
Tinggi tempat lubang cahaya (cm) Nilai faktor langit relatif
0 – 20 1 20 – 40 2 40 – 60 3,5 60 – 80 4
80 – 100 5 100 – 120 5 120 – 140 5 140 – 160 5 160 – 180 4,5 180 – 200 4
Sumber : Standar Nasional Indonesia
Salah satu sisi dari lubang cahaya efektif berimpit dengan garis potong bidang
vertikal yang melalui titik ukur. Proyeksi titik ukur pada bidang lubang
cahaya efektif disebut titik O (lihat gambar 7). Nilai faktor langit diambil
terhadap tempat yang terendah.
Gambar 42. Pengaruh kedudukan lubang cahaya atas besarnya faktor langit
3) lubang cahaya efektif yang sama besarnya apabila kedudukannya lebih ke
samping dari bidang vertikal yang lewat titik ukur dan tegak lurus pada
bidang lubang cahaya efektif , akan memberikan nilai faktor langit pada titik
ukur yang lebih kecil. Faktor langit dengan sisi 20 cm dan garis bawahnya
berimpitan dengan ketinggian bidang kerja (titik ukur), diambil sebagai dasar
satuan.
Tabel 7. Hubungan antara jarak ke samping dengan Nilai Faktor Langit Relatif
Jarak kesamping (cm) Nilai Faktor Langit Relatif 0 – 20 1 20 – 40 0,5 40 – 60 1 60 – 80 0,5 80 – 100 0,5
180 – 200 0 280 – 300 0
Sumber : Standar Nasional Indonesia
4) nilai faktor langit untuk lubang cahaya efektif yang letaknya sentral dan tinggi
terhadap titik ukur, lebih efektif dibandingkan lubang cahaya yang letaknya
ke samping dan rendah.
5) bagian-bagian dari lubang cahaya efektif yang letaknya tinggi akan lebih
efektif dalam distribusi cahaya ke bagian-bagian dari ruangan yang letaknya
lebih dalam dari pada ke samping
b) Bentuk lubang cahaya memberikan pengaruh terhadap distribusi cahaya sebagai
berikut :
c) Penghalang cahaya
d) Penghalang cahaya lainnya yang berupa bagian dari bangunan itu sendiri seperti :
e) Bangunan lain yang berada di hadapan lubang cahaya umumnya akan membatasi
bagian bawah dari lubang cahaya efektif. Apabila pada saat perancangan
bangunan belum ada bangunan lain di sekitarnya, sedangkan dalam rencana kota
akan dibangun bangunan lain maka hal ini harus dipertimbangkan pada saat
perancangan bangunan.
f) Tanaman dapat merupakan penghalang cahaya karena hal ini sukar sekali untuk
diperkirakan maka pengaruhnya sering tidak diperhitungkan. Untuk
memperhitungkan hal ini dianjurkan dalam perancangan diambil nilai faktor
langit 10 % sampai 20 % lebih tinggi dari persyaratan yang diberikan. Juga
dianjurkan pohon-pohon yang tinggi dan rindang jangan ditanam terlampau dekat
pada bangunan.
g) Distribusi cahaya dalam ruangan.
Kualitas pencahayaan alami siang hari dalam suatu ruangan dapat dikatakan baik
apabila:
1) tingkat pencahayaan yang minimal dibutuhkan selalu dapat dicapai atau
dilampaui tidak hanya pada daerah-daerah di dekat jendela atau lubang
cahaya tetapi untuk ruangan secara keseluruhan.
2) tidak terjadi kontras antara bagian yang terang dan gelap yang terlalu tinggi
(40:1) sehingga dapat mengganggu penglihatan.
h) Untuk meningkatkan kualitas pencahayaan alami siang hari di dalam ruangan
perlu diperhatikan petunjuk-petunjuk di bawah ini:
1) apabila kondisi bangunan memungkinkan, hendaknya ruangan dapat
menerima cahaya lebih dari satu arah. Hal ini akan membantu meratakan
distribusi cahaya dan mengurangi kontras yang mungkin terjadi.
2) untuk memanfaatkan sebaik-baiknya pemasukan cahaya alami ke dalam
ruangan, hendaknya permukaan ruangan bagian dalam menggunakan warna
yang cerah.
3) vitrase (gorden transparan) dapat membantu membaurkan cahaya, tetapi juga
mengurangi cahaya yang masuk. Pengurangan cahaya dapat mencapai 50 %
atau lebih, tergantung pada bahan yang digunakan.
4) kasa nyamuk dapat mengurangi banyaknya arus cahaya yang masuk sekurang-
kurangnya 15 %.
5) penggunaan kaca khusus untuk mengurangi radiasi termal sebaiknya tidak
mengurangi cahaya yang masuk.
6. Pengujian dan Pemeliharaan
1. Pengujian
Pengujian pencahayaan alami siang hari dimaksudkan menguji dan atau
menilai/memeriksa kondisi pencahayaan alami siang hari pada point 4. Pengujian
dilakukan dengan mengukur atau memeriksa:
a) Tingkat Pencahayaan
a. Ukur tingkat pencahayaan di Titik Ukur Utama (TUU). Titik Ukur Samping
(TUS). Titik di luar ruangan di tempat terbuka dan pengukuran dilakukan
pada waktu yang bersamaan.
b. Hitung faktor langit di TUU dan TUS
c. Bandingkan hasil perhitungan pada butir b dengan ketentuan pada point 4.
b) Indeks Kesilauan
Silau terjadi diakibatkan oleh masuknya cahaya matahari langsung atau
adanya pantulan dari benda-benda reflektif. Faktor-faktor yang mempengaruhi
silau adalah luminasi sumber cahaya, posisi sumber cahaya terhadap penglihatan
pengamat dan adanya kontras pada permukaan kerja.
Nilai Indeks Kesilauan maksimum yang direkomendasikan untuk berbagai
tugas visual diberikan pada tabel dibawah. Nilai Indeks Kesilauan dapat dihitung
dengan rumus-rumus yang ada pada CIBSE Publication TM 10.
(CIBSE=Chartered Institution of Building Services Engineering)
Tabel 8. Nilai Indeks Kesilauan Maksimum Untuk Berbagai Tugas Visual dan Interior
Jenis Tugas Visual atau Interior dan Pengendalian Silau yang Dibutuhkan
Indeks Kesilauan Maksimum
Contoh Tugas Visual dan Interior
28 Perbekalan bahan mentah, pabrik produksi beton, fabrikasi rangka baja, pekerjaan pengelasan
Tugas Visual kasar atau tugas yang tidak dilakukan secara terus menerus Pengendalian silau diperlukan secara terbatas
25 Gudang, cold stores, Bangunan turbin dan boilers, toko mesin dan peralatan, Plants rooms
22 Koridor, ruang tangga, penyiapan dan pemasakan makanan, kantin, kafetaria, ruang makan, pemeriksaan dan pengujian (pekerjaan kasar), ruang perakitan, pekerjaan logam lembaran
Tugas visual dan Interior Normal Pengendalian silau sangat penting
19 Ruang kelas, perpustakaan (umum), ruang keberangkatan dan ruang tunggu di bandara, pemeriksaan dan pengujian (pekerjaan sedang), lobby, ruangan kantor
Tugas visual sangat teliti – Pengendalian silau tingkat tinggi sangat diperlukan
16 Industri percetakan, ruang gambar, perkantoran, pemeriksaan dan pengujian (pekerjaan teliti)
Sumber : Standar Nasional Indonesia
2. Pemeliharaan
Pada pencahayaan alami siang hari sebagai sumber masuknya cahaya ke
dalam ruangan adalah lubang cahaya. Pemeliharaan yang perlu dilakukan adalah
menghindarkan adanya penghalang yang dapat mengurangi terang langit yang masuk
ke dalam ruangan dan membersihkan kaca-kaca.
BAB III
METODE PENELITIAN/PERALATAN
3.1 Peralatan Penelitian
Peralatan penelitian dibutuhkan untuk menunjang lancarnya penelitian
STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA BEBERAPA
RANCANGAN RUANG KELAS PERGURUAN TINGGI DI MEDAN. Pada
penelitian ini penulis menggunakan beberapa peralatan penelitian yaitu:
1. Kamera Digital
Untuk mendokumentasikan kondisi eksisting pada lokasi penelitian maka
dibutuhkan Alat perekam/penyimpan gambar.
Gambar 43. Samsung Digimax A40 2 Digital Camera
84
Dalam penelitian ini penulis menggunakan Digital Camera/Kamera Digital
sebagai alat mendokumentasi data visual pada lokasi penelitian. Kamera Digital yang
digunakan untuk mendokumentasikan kondisi penerangan alami pada lokasi
penelitian (kondisi visual eksisting pada lokasi penelitian) adalah DIGIMAX A40 2
FC dengan Merk SAMSUNG DIGITAL CAMERA MADE by SAMSUNG S/N :
S5230385 dengan kemampuan hingga 4.0 Mega Pixels. Dokumentasi kondisi
eksisting pada lokasi penelitian selanjutnya dapat dijadikan bukti/fakta yang berlaku
pada lokasi penelitian.
2. Alat Ukur Kekuatan Penerangan
Gambar 44. Alat ukur KYORITSU
Nilai Kekuatan Penerangan dibutuhkan untuk mengetahui Nilai Variabel yang
akan diamati. Untuk mengetahui nilai kekuatan penerangan di dalam ruangan maka
penulis menggunakan Alat Ukur Kekuatan Penerangan. Alat ukur yang digunakan
untuk mengukur kekuatan penerangan adalah ILLUMINOMETER MODEL 5200
dengan Merk KYORITSU buatan KYORITSU ELECTRICAL INSTRUMENTS
WORKS, LTD SERIAL NO :2110176 MADE IN JAPAN.
Nilai kekuatan penerangan yang didapatkan melalui pengukuran manual pada
setiap titik pengukuran selanjutnya dijadikan acuan untuk menganalisa variabel yang
akan diamati.
3. Software Design Grafis
Profil Archicad versi 9
Gambar 45. Tampilan Software Design Grafis Archicad versi 9
Software Design Grafis digunakan untuk membuat simulasi kondisi eksisting
pada lokasi penelitian. Dengan demikian kita mengetahui dimensi dari lokasi
penelitian. Dalam penelitian ini penulis menggunakan Software Design Grafis yaitu
sebagai berikut :
SOFTWARE DESIGN GRAFIS
Simulasi Lokasi
ALAT UKUR KEKUATAN PENERANGAN
Ukur kekuatan penerangan lokasi penerangan
KAMERA DIGITAL Rekam Gambar Lokasi
Penelitian
PERALATAN PENELITIAN
Gambar 46. Skema penggunaan peralatan penelitian
3.2 Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian dimaksudkan untuk menjelaskan proses/metoda
penelitian yang akan dilakukan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Metoda
yang digunakan pada penelitian adalah sebagai berikut :
1. Metoda Kuantitatif.
Pada penelitian ini menggunakan Pendekatan dengan Metoda Kuantitatif.
Metoda terbagi atas eksperimen langsung dan quasi experimen/eksperimen tidak
langsung serta eksperimen subjek tunggal secara khusus. Pendekatan dengan Metoda
Kuantitatif merupakan eksperimen kompleks dengan banyak variabel. Pendekatan
dengan Metoda Kuantitatif pada penelitian ini dibagi atas Metoda Pengukuran
berdasarkan Standar Nasional Indonesia dan Metoda Analisa Data.
2. Metoda Pengukuran berdasarkan Standar Nasional Indonesia
Metoda Pengukuran Standar Nasional Indonesia dilakukan untuk
mengumpulkan data menggunakan Alat Ukur yang telah dipersiapkan sebelumnya.
3. Metode Analisa Data.
Metode Analisa Data dilakukan untuk mendapatkan nilai dari variabel yang
akan diamati. Pada metoda ini menggunakan perhitungan Matematis atau Kalkulasi
Data.
KAMERA DIGITAL ALAT UKUR KEKUATAN PENERANGAN
SOFTWARE DESIGN GRAFIS Rekam Gambar Lokasi
Penelitian Ukur kekuatan penerangan lokasi penerangan
Simulasi Lokasi
Gambar 47. Skema pengumpulan data penelitian
3.3 Variabel Yang Diamati
Variabel penelitian dimaksudkan untuk memberikan batasan pembahasan
didalam penelitian. Variabel Penelitian yang akan diamati adalah sebagai berikut :
1. Dimensi dan orientasi bukaan pada Lokasi Penelitian
Mengamati dan mengukur dimensi bukaan dan orientasinya terhadap arah lintasan
matahari
2. Orientasi Bangunan dan Arah datangnya sinar matahari
Sedangkan Variabel Penelitian yang akan dianalisa adalah sebagai berikut :
1. Kekuatan penerangan = E (lux),
Kekuatan penerangan sangat mempengaruhi kualitas visual pengguna Ruang
Kelas. Dengan kekuatan penerangan yang cukup siswa dan pengajar dapat merasa
nyaman berada didalam ruang dan kegiatan belajar mengajar menjadi lebih
efektif.
2. Kekuatan cahaya dari sumber cahaya = I (cd),
Kekuatan cahaya dari sumber cahaya adalah kekuatan penerangan di kali tinggi
sumber cahaya. Hal ini menentukan kekuatan penerangan pada bidang ruang
kelas. Dengan mengetahui nilai I kita dapat mengetahui daerah yang berkualitas
rendah dan tinggi pada Ruang Kelas.
3. Kekuatan cahaya per m 2 = L (cd/m2),
Luminasi adalah kekuatan cahaya per m2. Dengan mengetahui nilai luminasi kita
dapat menentukan posisi meja dan kursi.
4. Arus cahaya = φ (lumen)
Arus cahaya adalah jumlah cahaya yang dipancarkan setiap detik oleh sebuah
sumber cahaya. Dengan mengetahui arus cahaya kita dapat menentukan waktu
penggunaan penerangan tambahan pada Ruang Kelas
5. Banyak cahaya yang masuk ke dalam ruangan (%)
Banyak cahaya yang masuk ke dalam ruangan adalah persentase cahaya yang
masuk kedalam Ruang Kelas pada waktu penyinaran tertentu.
BAB IV
KAWASAN PENELITIAN
4.1. Lokasi Penelitian
Lokasi Penelitian STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI
PADA BEBERAPA RANCANGAN RUANG KELAS PERGURUAN TINGGI
terletak di Kotamadya Medan, Provinsi Sumatera Utara. Pemetaan (Mapping) lokasi
perencanaan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
KOTA MEDAN
Gambar 48. Letak Geografis Kotamadya Medan
90
U P M I Kec. Medan Kota
U H N Kec. Medan Kota
U M A Kec. Medan Tembung
Gambar 49. Lokasi Penelitian di Kota Medan
STUDI PEMANFAATAN PENCAHAYAAN ALAMI PADA BEBERAPA
RANCANGAN RUANG KELAS PERGURUAN TINGGI ini mengambil Studi
Kasus Tiga Perguruan Tinggi di Kotamadya Medan sebagai Lokasi yang akan
diamati berdasarkan kondisi pencahayaan alaminya yaitu : Universitas HKBP
Nomensen, Universitas Medan Area, Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia.
Kondisi Eksisting Lokasi masing-masing perguruan tinggi adalah sebagai berikut :
1. Universitas HKBP Nomensen
Universitas HKBP Nomensen terletak di jalan Sutomo dengan jalan Perintis
Kemerdekaan kecamatan Medan Timur kotamadya Medan. Ruang Kelas yang
menjadi objek penelitian terletak pada lantai 4 Gedung L (lihat gambar dibawah ini).
GEDUNG L
Gambar 50. Universitas HKBP Nomensen
Gambar 51. Foto Udara Universitas HKBP Nomensen
Gambar 52. Foto Udara Universitas HKBP Nomensen
GEDUNG L
3. Universitas Medan Area
Universitas Medan Area terletak di Jalan Kolam Medan Estate Kecamatan
Medan Tembung Kotamadya Medan. Ruang Kelas yang menjadi objek Penelitian
terletak pada Gedung Fakultas Teknik. Posisi Gedung dapat dilihat pada gambar
dibawah ini.
FAKULTAS TEKNIK
Gambar 53. Universitas Medan Area
FAKULTAS TEKNIK
Gambar 54. Denah Lokasi Penelitian Ruang Kelas 4.3. Fakultas Teknik Universitas Medan Area
3. UNIVERSITAS PEMBINAAN MASYARAKAT INDONESIA
Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia terletak kecamatan Medan Kota
kotamadya Medan. Ruang Kelas yang diamati terletak pada Bangunan yang
merupakan Gedung Fakultas Teknik. Posisi Gedung dapat dilihat pada gambar
dibawah ini.
FAKULTAS TEKNIK
Gambar 55. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
FAKULTAS TEKNIK
Gambar 56. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
FAKULTAS TEKNIK
Gambar 57. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
4.2. Kondisi Ruang Kelas
Berdasarkan survei yang dilakukan pada lokasi penelitian maka didapatkan
kondisi kualitas pencahayaan alami dan bentuk bukaan (kondisi lapangan) yang
didokumentasikan di dalam gambar Photo. Gambar dokumentasi tersebut adalah
sebagai berikut :
1. Universitas HKBP Nomensen
Ruang Kelas L4.7 Universitas HKBP Nomensen (dapat kita lihat dari gambar
dokumentasi) memperlihatkan ruangan dengan kondisi pencahayaan alami yang
kurang memenuhi kebutuhan untuk fungsi belajar mengajar di dalam ruang. Cahaya
alami (difusse light) yang masuk dari sisi Utara dan sisi Selatan memberikan
pencahayaan alami untuk kebutuhan melihat objek di dalam ruang. Pada saat tertentu
(pada saat matahari terbit dan saat matahari terbenam) kondisi pencahayaan didalam
ruang kelas menjadi gelap (lihat gambar 18 dan gambar 19). Kondisi ini memberikan
makna negatif untuk fungsi belajar mengajar di dalam ruang.
Gambar 58. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L.4.7
Gambar 59. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas L.4.7
Gambar 60. Kondisi Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L.4.7
Gambar 61. Kondisi Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L.4.7
Gambar 62. Bagian Utara Ruang Kelas L.4.7
Cahaya matahari terhalang oleh over-hang yang berada pada sisi Selatan
bangunan sehingga intensitas cahaya yang masuk ke dalam ruang berkurang. Selain
itu jarak antara tepi (selubung bangunan) yang demikian dekat dengan bangunan
disebelahnya sehingga pada saat tertentu bayangan bangunan tersebut memberi
pengaruh terhadap ruang kelas L4.7.
Koridor pada sisi Selatan yang digunakan sebagai area sirkulasi dengan jarak
± 3 meter sehingga pantulan cahaya matahari dari lingkungan sekitar (pada kondisi
langit terang) tidak mencapai bagian dalam ruang kelas (cahaya pantul matahari
(diffuse) jatuh pada wilayah ini).
Gambar 63. Bagian Selatan Ruang Kelas L.4.7
Gambar 64. Tepi Timur Laut Ruang Kelas L.4.7
Gambar 65. Bagian Dalam (koridor) Ruang Kelas L.4.7
Gambar 66. Bagian Dalam Ruang Kelas L.4.7
Gambar 67. Bagian Utara Ruang Kelas L.4.7
Gambar 68. Bagian Timur Laut Ruang Kelas L.4.7
Gambar 69. Interface/Merupakan Bagian dari Bangunan
Gambar 70. Sky is the Limit
Gambar 71. Interface
Gambar 72. Bentang Antara Sisi Bangunan
2. Universitas Medan Area
Ruang Kelas 4.3 Universitas Medan Area (dapat kita lihat dari gambar
dokumentasi) memperlihatkan ruangan dengan kondisi pencahayaan alami yang
memenuhi kebutuhan untuk fungsi belajar mengajar di dalam ruang. Cahaya alami
(difusse light) yang masuk dari sisi Utara dan sisi Selatan memberikan pencahayaan
alami untuk kebutuhan melihat objek di dalam ruang. Pada saat tertentu (pukul 12.00
wib) kondisi pencahayaan alami mengakibatkan silau didalam ruang kelas (lihat
gambar dibawah) diakibatkan dari pantulan cahaya dari sekitar ruang kelas.
Gambar 73. Glare didalam Ruang Kelas L.4.3
Gambar 74. Silau/Dazzled didalam Ruang Kelas L.4.3
Gambar 75. Silau/Dazzled didalam Ruang Kelas L.4.3
Gambar 76. Deflect Light didalam Ruang Kelas L.4.3
Gambar 77. Light Reflection diluar Ruang Kelas L.4.3
Gambar 78. Bentuk Permukaan bagian luar Ruang Kelas L.4.3
Gambar 79. Pencahayaan Alami Bagian dalam Ruang Kelas L.4.3
Gambar 80. Pencahayaan Alami Bagian dalam Ruang Kelas L.4.3
Gambar 81. Properti Ruang Kelas L.4.3
Gambar 82. Properti Ruang Kelas L.4.3
3. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
Ruang Kelas I.2 Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia (dapat kita
lihat dari gambar dokumentasi) memperlihatkan ruangan dengan kondisi
pencahayaan alami yang kurang memenuhi kebutuhan untuk fungsi belajar mengajar
di dalam ruang. Cahaya alami (difusse light) yang masuk dari sisi Utara dan sisi
Selatan memberikan pencahayaan alami untuk kebutuhan melihat objek di dalam
ruang. Secara keseluruhan kondisi pencahayaan alami didalam ruang kelas I.2 tidak
cocok untuk fungsi belajar mengajar (kondisi ruang kelas cukup gelap).
Gambar 83. Posisi Ruang Kelas 1.2
Gambar 84. Bagian Barat Ruang Kelas 1.2
Gambar 85. Koridor didepan Ruang Kelas 1.2
Gambar 86. Pemantulan cahaya pada permukaan lantai Koridor didepan Ruang Kelas 1.2
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Kondisi Ruang Kelas Dan Titik Pengukuran
Cahaya yang masuk ke dalam ruang kelas merupakan cahaya diffuse yaitu
cahaya yang menyebar merata di dalam ruang setelah melalui shading (penyaring
cahaya). Disamping itu Rancangan Bangunan, cerahnya cahaya matahari serta
rancangan bukaan terhadap sudut datangnya cahaya sangat berpengaruh terhadap
kualitas pencahayaan pada ruang kelas.
Penggunaan Jendela pada Rancangan Ruang Kelas (Perkuliahan)
dimaksudkan untuk memberikan pemandangan kepada ruang luar serta menghasilkan
kualitas pencahayaan ruang yang baik (menghemat biaya operasional bangunan.
Pencahayaan pada ruang dan jarak pandang yang baik akan berpengaruh terhadap
penampilan pelajar. Persepsi (kualitas visual) yang baik di dalam kelas dihasilkan
oleh kualitas pencahayaan yang baik. Luas dan perletakan bukaan terhadap lintasan
matahari serta letak penghalang cahaya sangat mempengaruhi kualitas pencahayaan
di dalam bangunan.
Titik Pengukuran dimaksudkan untuk mengetahui Nilai Kekuatan Penerangan
yang terdapat masing-masing bidang lantai pada bidang lantai Ruang Kelas. Nilai
Kekuatan Penerangan pada Ruangan Kelas masing-masing Perguruan tinggi di
113
Medan merupakan kondisi penerangan alami eksisting menurut pengukuran yang
dilakukan.
Untuk mendapatkan data yang akan dijadikan acuan untuk kemudian dianalisa
di dalam pembahasan selanjutnya maka perlu di jelaskan dimensi bukaan pada setiap
ruang kelas serta letak titik pengukuran pada masing-masing ruang kelas untuk
mengetahui Nilai Kekuatan Penerangan pada masing-masing titik pengukuran.
Analisa Data yang dilakukan dimaksudkan untuk mendapatkan Nilai dari masing-
masing variabel yang akan diamati dalam penelitian.
1. Universitas HKBP NOMENSEN
Pintu Kaca sebagai
sumber cahaya
Gambar 87. Kondisi Eksisting dan Meubiler
Ruang Kelas L4.7
Titik Pengukuran
Gambar 88. Titik Pengukuran Ruang Kelas L4.7
Gambar 89. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L4.7
Gambar 90. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas L4.7
Gambar 91. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas L4.7
Gambar 92. Bidang Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas L4.7
KETERANGAN untuk BUKAAN (EKSISTING) :
Panjang Ruang = 6 m
Lebar Ruang = 12 m
Tinggi Ruang = 4,5 m
Jalusi = 1,2 m
Tinggi Pintu Kaca + Jalusi = 1,2 + 2 = 3,2 m
Luas Bukaan Keseluruhan = (1,2m x 12m) + (2m x 8m) + (1,7m x 2m)
= 14,4m + 16m +3,4m = 33,8m2
Luas Posisi 4 = 2 x 6 = 12 m 2
Luas Posisi 5 = 2 x 6 = 12 m 2
Luas Posisi 6 = 2 x 6 = 12 m 2
2. Universitas PEMBINAAN MASYARAKAT INDONESIA
Titik Pengukuran
Gambar 93. Titik Pengukuran Ruang Kelas I.2
Gambar 94. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas I.2
Gambar 95. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas I.2
Gambar 96. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas I.2
Gambar 97. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas I.2
KETERANGAN untuk BUKAAN (EKSISTING) :
Jendela 4 Daun = 3 buah
Jendela 3 Daun = 1 buah
Tinggi Jalusi = 83 cm
Tinggi Jendela = 95 cm
Jarak Jendela bawah dengan muka lantai = 117 cm
Jarak Jendela atas dengan muka lantai = 117 cm + 95 cm = 212 cm = 212 m
Panjang Ruang Lt 12 = 7,72 m
Lebar Ruang Lt 12 = 8,81 m
Tinggi Ruang Lt 12 = 3,78 m
Luas Bukaan Keseluruhan = (1,78 m x 2,8 m) x 4 = 20 m2
Luas Posisi 4 = 11,334 m 2
Luas Posisi 5 = 11,334 m 2
Luas Posisi 6 = 11,334 m 2
3. Universitas MEDAN AREA
Gambar 98. Kondisi Eksisting dan Meubiler Ruang Kelas 4.3
Titik Pengukuran
Gambar 99. Titik Pengukuran Ruang Kelas 4.3
Gambar 100. Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas 4.3
Gambar 101. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Utara Ruang Kelas 4.3
Gambar 102. Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas 4.3
Gambar 103. Ukuran Bidang Bukaan pada Sisi Selatan Ruang Kelas 4.3
KETERANGAN untuk BUKAAN (EKSISTING) :
Panjang Ruang Lt 43 = 11,68 m
Lebar Ruang Lt 43 = 8,55 m
Tinggi Ruang Lt 43 = 3,65 m
Luas Bukaan Keseluruhan = 2m x 2,5m x 6 = 30m2
Luas Posisi 4 = 9 m 2
Luas Posisi 5 = 9 m 2
Luas Posisi 6 = 9 m 2
5.2. Data Penelitian
Untuk menerangkan situasi dan kondisi Penerangan Ruang Kelas Perguruan
Tinggi Swasta di Medan (data pada lokasi penelitian) maka diambil data selama 10
hari kerja pada masing-masing lokasi penelitian. Kemudian data tersebut dihitung lalu
diambil nilai rata-rata dari masing-masing lokasi. Cara pengambilan data dapat
mengacu pada Standar Nasional Indonesia pada halaman 57 laporan penelitian ini.
Untuk lebih jelasnya langkah-langkah dalam proses ini dapat kita lihat pada
skema dibawah ini :
DATA HASIL Analisa data dengan metoda perhitungan
DATA Hasil pengukuran
(10 hari kerja)
LOKASI PENELITIAN Kondisi Bukaan dan
Posisi Titik pengukuran
Gambar 104. Proses Pengumpulan Data Penelitian
Waktu pengambilan data (pengukuran pada lokasi penelitian) dimulai pada
hari Minggu tanggal 04 Mei 2008 pada Ruang Kelas 4.3. Universitas Medan Area.
Data diambil pada pukul 07.00 wib hingga 18.00 wib. Lama pengukuran 10 hari pada
masing-masing lokasi (teknis pengukuran dapat dilihat pada tabel di lampiran 4).
Selanjutnya Pengukuran menggunakan pencahayaan alami dimulai pada hari Minggu
18 Mei 2008 pada Ruang Kelas 1.2. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia.
Kemudian pada hari Jum’at tanggal 30 Mei 2008 pada Ruang Kelas L.4.7.
Universitas HKBP Nomensen. Standar Kekuatan Penerangan Ruang Kelas adalah
750 lux.
Sunpath Diagram Kotamadya Medan diambil pada bulan Mei saat lintasan
matahari condong kearah Utara. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel dibawah
ini.
Tabel 9. Medan Sky Diagram/General Position, 2008-05-04
Waktu Pengukuran Nilai Sudut Azimut (°) Nilai Sudut Altitude (°) 07.00 170 5
08.00 160 30
09.00 150 45
10.00 130 55
11.00 120 60
12.00 100 70
13.00 90 80
14.00 70 60
15.00 60 50
16.00 40 45
17.00 25 30
18.00 10 15
Sumber : Pengukuran pada Lokasi
Data Penelitian beserta Analisa yang dilakukan terhadap variabel yang
diamati dapat dilihat pada lampiran dibagian belakang Laporan Penelitian ini. Data
Penelitian dapat dilihat pada Lampiran 4, 5, 6 dan Analisa Data dapat dilihat pada
Lampiran 1, 2, 3. Selanjutnya hasil dari analisa yang dilakukan Grafik nilai rata-rata
(untuk melihat peningkatan intensitas cahaya) pada setiap lokasi penelitian. Grafik
nilai rata-rata tersebut dapat dilihat dibawah ini :
UNIVE RS ITAS HKBP NOMENS ENPengukuran menggunakan pencahayaan Alami
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13: 0 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
Waktu
Intensitas Cah
aya (lux)
220
765
13801450
15901720
1420 1450 1400
1110
505
140
0
S eries 1
Gambar 105. Grafik Nilai Rata-rata Pengukuran Menggunakan Pencahayan Alami pada Ruang Kelas L.4.7. Universitas HKBP Nomensen
Pada Gambar 5.19 diatas kita bisa melihat peningkatan intensitas cahaya pada
ruang kelas dimulai pada pukul 07.00 wib sebesar 220 lux hingga 12.00 wib sebesar
1720 lux. Penurunan intensitas cahaya dimulai pada pukul 13.00 sebesar 1175 lux.
Kemudian akibat pergerakan awan terjadi peningkatan intensitas pada pukul 14.00
wib menjadi sebesar 1450 lux. Selanjutnya penurunan intensitas terjadi dari pukul
15.00 wib menjadi sebesar 1400 lux hingga pukul 18.00 wib nilai intensitas cahaya
sebesar 140 lux. Dari grafik diatas terlihat pergerakan awan mempengaruhi intensitas
cahaya didalam ruang kelas L.4.7. Jadi selain rancangan bangunan dan bukaan
terhadap lintasan matahari intensitas cahaya didalam ruang kelas dipengaruhi oleh
pergerakan awan.
UNIVERSITAS MEDAN AREA Pengukuran menggunakan pencahayaan alami
48360
111380
393720
504250530970
612770 592850 582650541190
377330
204200
227250
100000
200000
300000
400000
500000
600000
700000
7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
Waktu
Inte
nsita
s C
ahay
a (lu
x)
Series1
Gambar 106. Grafik Nilai Rata-rata Pengukuran Menggunakan Pencahayan Alami pada Ruang Kelas 4.3. Universitas Medan Area
UNIVE R S ITAS P EMB INAAN MAS YAR AK AT INDONE S IAP engukuran meng gunakan penc ahayaan Alami
Waktu
Intensitas Cah
aya (lux)
24802065
3380 3570
51404880 4680
5470
4490
3140
2160
3000
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00
S eries 1
Gambar 107. Grafik Nilai Rata-rata Pengukuran Menggunakan Pencahayan Alami pada Ruang Kelas 1.2. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
Pada Gambar 5.20 diatas kita melihat Grafik peningkatan intensitas cahaya
pada ruang kelas 4.3. Universitas Medan Area dimulai pada pukul 07.00 wib sebesar
48360 lux hingga titik puncak (kulminasi) pada pukul 12.00 wib sebesar 612770 lux.
Selanjutnya terjadi penurunan pada setiap jam hingga pukul 18.00 wib sebesar 22725
lux. Tidak terjadi pergerakan awan yang mengakibatkan perubahan intensitas cahaya
didalam ruang kelas. Perubahan intensitas cahaya dipengaruhi oleh lintasan matahari
dan rancangan bangunan dan bukaan pada ruang kelas.
Pada Gambar 5.21 diatas kita melihat Grafik peningkatan intensitas cahaya
pada ruang kelas 1.2. Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia dimulai pada
pukul 07.00 wib sebesar 2480 lux. Pada pukul 08.00 wib terjadi penurunan menjadi
sebesar 2065 lux. Peningkatan intensitas cahaya terjadi pada pukul 09.00 wib hingga
pada pukul 11.00 wib sebesar 5140 lux. Selanjutnya terjadi penurunan pada jam
12.00-13.00 wib menjadi sebesar 4680 lux. Kemudian terjadi peningkatan intensitas
cahaya didalam ruang kelas menjadi sebesar 5470 lux (nilai intensitas tertinggi).
Penurunan terjadi pada pukul 15.00 wib hingga pukul 18.00 wib menjadi sebesar 300
lux. Naik turunnya intensitas cahaya di dalam ruang kelas dipengaruhi oleh lintasan
matahari, pergerakan awan dan pembayangan yang terjadi karena dekatnya jarak
antar bangunan.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai
berikut :
1. Dari penelitian yang dilakukan maka Ruang Kelas yang memenuhi Persyaratan
Pencahayaan Alami adalah Ruang Kelas 4.3. Universitas MEDAN AREA.
Kondisi ini menjelaskan bahwa pada pencahayaan alami pada ruang kelas ini
seimbang. Cahaya matahari menerangi keseluruhan ruangan. Ruang Kelas ini
dapat beroperasi tanpa penerangan elektrik.
2. Untuk Ruang Kelas L.4.7. pada Universitas HKBP NOMENSEN dan Ruang
Kelas 1.2. Universitas PEMBINAAN MASYARAKAT INDONESIA kurang
memenuhi persyaratan pencahayaan alami.
6.2. Saran
Saran yang diberikan untuk mempermudah penelitian adalah :
1. Dibutuhkan penambahan bukaan pada Ruang Kelas L.4.7. Universitas HKBP
NOMENSEN dan pada Ruang Kelas 1.2 Universitas PEMBINAAN
MASYARAKAT INDONESIA untuk memenuhi persyaratan pencahayaan alami.
2. Usulan yang diberikan pada perguruan tinggi swasta yang kualitas
pencahayaannya kurang baik adalah sebagai berikut:
129
Universitas HKBP Nomensen
a) Menambah luas bidang bukaan pada ruang kelas.
b) Memposisikan arah bukaan pada bidang normal cahaya alami dengan
perhitungan lintasan matahari.
Universitas Pembinaan Masyarakat Indonesia
a) Sebaiknya menyesuaikan pemasukan pencahayaan alami dengan kebutuhan
ruang kelas yang diperlukan.
DAFTAR PUSTAKA
Buku :
Architecture and Urbanism ; Louis. I. Kahn, A+U Publishing Co. Ltd., 1975.
Architecture and Urbanism ; Poetics of Light, Henry Plummer, A+U Publishing Co. Ltd. Tokyo, 1987.
Brown, G.Z ; Matahari Angin dan Cahaya – Strategi Perancangan Arsitektur, Penerbit Intermatra, Bandung, 1994.
Buku Panduan dan Penulisan Tesis Magister Teknik Arsitektur Sekolah Pascasarjana USU, Universitas Sumatera Utara, Medan, 2006.
CALIFORNIA Energy Commission; Windows and Classroom: A Study of Student Performance and the Indoor Environment. California, 2003
Departemen Pendidikan Nasional; Kamus Besar Bahasa Indonesia Edisi Ketiga, Penerbit Balai Pustaka, Jakarta, 2003.
Echols, John. M ; An English-Indonesian Dictionary, Penerbit Gramedia, Jakarta, 2000.
Evans, Benyamin. H ; Daylight in Architecture, Mc Graw-Hill, 1981.
Gibson, James.J ; The Perception of the Visual World, 1950.
Guzowski, Mary ; Daylighting for Sustainable Design, McGraw-Hill, 2000.
Hopkinson, R. G. and KAY J.D ; The Lighting of Building ; Faber and Faber Limited, 1969.
Lam, William M.C ; Perception and Lighting as Formgivers for Architecture, McGraw-Hill Education, 1977.
Lechner, N ; Heating, Cooling, Lighting, Design Methods for Architect, John Willey and Sons Inc, 1991.
Lippsmeier, Georg ; Building in the Tropics, Callwey Verlag Munchen, 1980.
Neufert ; Architects Data, Third Edition, Blackwell, 2000
Orr, Frank, Skala dalam Arsitektur, Penerbit Abdi Widya, Bandung, 1995.
Jurnal :
Standar Nasional Indonesia, Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Alami pada Bangunan Gedung, Badan Standardisasi Nasional, 2001.
”Internet Connection/Web Site” : http://www.arcspace.com
http://en.wikipedia.org.
http://en.wikipedia.orgα/wiki/Pantheon,_Rome
http://www.findarticles.com
http://schorsch.com
http://squ1.org/wiki/αSun-Path_Diagram