Cara menentukan kebutuhan lampu untuk pencahayaan ruangan

Salah satu langkah dalam mendesain sistem tata cahaya adalah menentukan jumlah total lumen yang harus tersedia di sebuah bangunan atau ruangan. Untuk menghitungnya dapat menggunakan persamaan dibawah ini sebagaimana tercantum dalam SNI tentang tata pencahayaan bangunan.

dengan E adalah nilai lux yang tertera pada bidang kerja, Ftotal adalah jumlah total lumen (fluks luminus yang dipancarkan oleh semua lampu, kp adalah koefisien pengguna, kd adalah koefisien depresiasi, dan A adalah luas bangunan atau ruangan. 

Untuk bangunan standar yang tidak terlalu tinggi (tinggi bangunan sekitar 3-4 meter) maka hasil nilai kp dan kd masing-masing dapat diestimasikan 0.7 dan 0.8. 

Untuk lebih jelasnya, bisa lihat contoh berikut:

Sebuah ruangan kerja kantor membutuhkan tata pencahayaan sebesar 350 lux di meja kerja para pegawai. Jika panjang dan lebar ruangan tersebut adalah 5 x 4 m, berapa total lumen yang diperlukan di ruangan tersebut.

Untuk menjawabnya pertama kita perlu hitung luas ruangan tersebut, yaitu:

Kemudian, dengan mengasumsikan bahwa ruang kantor tersebut adalah ruang standar maka jumlah total lumen yang dibutuhkan dapat dihitung, yaitu:

Dengan perhitungan di atas didapat bahwa total lumen yang dibutuhkan adalah 12500 lumen. Lalu berapa jumlah lampu yang dibutuhkan?

Untuk menjawab ini maka perlu ditentukan terlebih dahulu jenis lampu yang digunakan. Misal lampu yang digunakan adalah LED 20 W dengan jumlah lumen 1440, maka jumlah lampu yang dibutuhkan adalah:

Dengan perhitungan diatas dapat diestimasikan bahwa jumlah lampu yang dibutuhkan adalah 9 lampu

(Tri Ayodha Ajiwiguna)

Bangunan yang Efisien (Efficient Building)

Menghemat penggunaan energi pada bangunan merupakan salah satu cara menggunakan energi secara bijak. Namun, dalam menghemat energi tidak harus mengorbankan fungsi bangunan tersebut. Sebagai contoh, sebuah perkantoran mematikan sistem air conditioningnya agar tagihan listrik menurun. Namun, para pekerja menjadi tidak nyaman bekerja sehingga mengurangi produktifitas para pegawai. Langkah seperti ini bukanlah langkah membuat bangunan menjadi efisien. Kondisi optimal dalam menekan penggunaan energi tanpa harus mengurangi fungsi bangunan dinamakan bangunan efisien.

Bagaimana cara menentukan bangunan yang efisien?

Untuk menentukan apakah sebuah bangunan itu efisien atau tidak, diperlukan satu parameter objektif. Parameter yang sering digunakan adalah Intensitas Konsumsi Energi (IKE). IKE didefinisikan sebagai rasio konsumsi energi setiap selang waktu tertentu dengan luas bangunan. Sebagai contoh jika sebuah rumah sakit mengkonsumsi 5000 kWh perbulan dan luas bangunan rumah sakit tersebut adalah 100 m2. Ini berarti nilai IKE bangunan tersebut adalah 50 kWH/bulan/m2. 

Untuk mengetahui konsumsi energi, maka setidaknya ada dua cara, yaitu dilihat tagihan bulanan yang diterima atau mengestimasikan penggunaan konsumsi energi dengan data peralatan yang ada di rumah.

Setelah nilai IKE dihitung, maka diperlukan standar untuk menentukan keefisienan sebuah bangunan. Di Indonesia sendiri, memiliki peraturan pemerintah untuk mengkategorikan bangunan terkait sebagai bangunan yang sangat efisien, cukup efisien, boros, cukup boros, atau sangat boros, seperti tabel yang ditunjukkan di bawah ini

Dengan tabel diatas dapat terlihat bahwa klasifikasi bangunan secara konsumsi energi dapat dibagi menjadi dua jenis bangunan, yaitu bangunan berAC Dan bangunan tidak berAC. Sangat terlihat bahwa standar IKE efisiensi bangunan berAC lebih tinggi dibandingkan dengan bangunan tanpa AC. Hal ini dikarenakan sistem AC hampir selalu menjadi konsumsi energi terbesar dalam sebuah bangunan. Biasanya bangunan ber AC mengkonsumsi energi 60 - 70% dari total konsumsi energinya. Disusul kemudian dengan sistem pencahayaan yang dapat mengkonsumsi sekitr 20% dari total konsumsi energi 

Keyword: Intenstias konsumsi energi, audit energi, efisiensi energi, konservasi energi)

(Tri Ayodha Ajiwiguna)

Mengenal Audit Energi Bangunan

Apa itu audit energi?

Audit energi adalah sebuah kegiatan pengecekan aliran energi untuk mencari peluang penghematan energi. Penggunaan energi sudah seharusnya sesuai dengan kebutuhan. Tidak sedikit bangunan-bangunan atau industri yang melakukan pemborosan energi baik itu sengaja ataupun tidak sengaja. Bijak dalam mengkonsumsi energi juga merupakan bagian dari usaha manusia untuk menjaga lingkungan. Dengan melakukan pemborosan energi, maka secara tidak langsung telah meningkatkan emisi CO2 yang berdampak pada pemanasan global. 

Sumber gambar: https://www.buildingenergyvt.com/

Mayoritas pembangkit listrik di dunia saat ini masih bergantung pada energi fosil, terutama batu bara. Pembakaran batubara menghasilkan emisi CO2 yang merupakan gas utama penyebab efek rumah kaca. Audit energi merupakan salah satu langkah awal untuk mengkonsumsi energi lebih bijak.

Bangunan merupakan salah satu pengkonsumsi energi terbesar. Hal ini dikarenakan bangunan membutuhkan listrik untuk membuat penghuni bangunan merasakan nyaman. Dengan bangunan yang nyaman, maka penghuni bisa menjadi lebih produktif bekerja di dalam bangunan.  Dari sekian banyak alat-alat dalam bangunan, sistem tata udara merupakan aspek yang biasanya paling besar mengkonsumsi energi dibandingkan dengan aspek lain. Disusul kemudian dengan tata cahaya. Oleh karena itu, kedua aspek ini selalu menjadi aspek yang harus diaudit.

Apa yang didapat setelah melakukan audit energi bangunan?

Setelah dilakukannya audit energi, maka setidaknya ada beberpar luaran antara lain:

• Laporan hasil inspeksi, biasanya memuat informasi bagian peralatan yang dominan mengkonsumsi energi

• Rekomendasi agar fungsi bangunan dapat sesuai dengan standar yang ada

• Rekomendasi peluang penghematan energi 

• Analisis ekonomi jika rekomendasi yang diberikan dilaksakanan

Siapa yang diperbolehkan untuk melakukan audit energi?

Sebenarnya audit energi dapat dilakukan oleh siapa saja yang memiliki pengetahuan dan keterampilan melakukan audit. Namun, untuk keperluan-keperluan tertentu, hanya orang-orang yang telah tersertifikasi sebagai auditor energi yang diakui hasil auditnya. Para auditor energi ini sudah teruji oleh badan sertifikasi bahwa yang bersangkutan memiliki kemampuan untuk melakukan audit energi dengan standar yang berlaku. Di Indonesia, profesi auditor energi disertfikasikan oleh badan nasional sertifikasi profesi (BNSP).

(Tri Ayodha Ajiwiguna)

Kenapa lampu LED lebih hemat energi dibandingkan lampu pijar?

LED atau light emitting diode sebenarnya adalah sebuah dioda yang terdiri dari dua jenis tipe semikonduktor, yaitu semikonduktor tipe p dan tipe n dan terdapat junction di antaranya. Arus listrik dapat mengalir dengan mudah jika kutub positif sumber tegangan searah disambungkan ke semikonduktor tipe p dan kutub negative ke semikonduktor tipe n. Akibatnya mayoritas pembawa muatan di semikonduktor tipe p (hole) dan tipe n (elektron) terdorong kearah junction. Nah di junction inilah terjadi rekombinasi antara hole dan elektron. Bedanya dioda biasa dengan LED adalah saat rekombinasi ini. Di LED, fenomena rekombinasi disertai dengan pelepasan kalor dan cahaya. Itulah mengapa LED mengeluarkan cahaya dan juga menjadi panas saat dinyalakan. Energi dalam bentuk cahaya ini jauh lebih besar dibandingkan dengan energi kalornya. Inilah yang menyebabkan lampu LED menjadi hemat energi, yaitu sebagian besar energi listrik yang dicatu akan dikonversikan mejadi cahaya.

LED (sumber gambar: https://www.rohm.com/)

Bagaimana dengan dengan lampu pijar?

Lampu pijar sebenarnya hanyalah sebuah kawat filament wolfram. Kawat ini jika dialiri arus litrik maka suhunya akan naik drastis. Pada suhu tertentu (yang sangat tinggi), wolfram akan memancarkan radiasi berupa cahaya tampak. Artinya apa? Prinsip lampu pijar adalah dengan cara membuat filamen wolfram memiliki suhu yang sangat tinggi. Ini juga berarti energi yang dibutuhkan juga sangat tinggi. Karena prinisp inilah lampu pijar memiliki efisiensi yang sangat rendah. Hal ini dikarenakan hanya sebagian besar energi listrik dkonversikan menjadi energi kalor (panas), dan sebagian kecil energi listrik yang dikonversikan menjadi energi cahaya. Bahasa kasarnya adalah cahaya dari lampu pijar adalah efek samping dari pemanasan kawat wolfram.

Lampu pijar: sumber gambar (Wikipedia)

(Tri Ayodha Ajiwiguna)

Prinsip Kerja Pendinginan Evaporatif

Oleh: Tri Ayodha Ajiwiguna

Pendinginan evaporatif merupakan fenomena yang terjadi pada saat tubuh manusia berkeringat untuk menjaga temperatur tubuh. Pendinginan dengan prinsip ini juga sudah dikembangkan untuk sistem tata udara bangunan. Pada prinsipnya pada saat terjadi perubahan fasa dari liquid (air) ke gas (uap) maka terjadi penurunan temperatur. Kalor dibutuhkan suatu zat agar dapat berubah fasa di sisi lain kalor tidak dapat berpindah jika tidak ada perbedaan temperatur. Oleh karena itu pada saat terjadi evaporasi maka temperatur di perbatasan antara liquid dan uap akan turun agar kalor terserap oleh liquid. 

 

Bagaiamana penjelasan terjadinya penurunan temperatur tersebut?

Gambar 1. Ilustrasi evaporasi pada air

 

Untuk menjawab pertanyaan ini maka perlu ditinjau secara mikroskopis bahwa fluida cair adalah terdiri dari molekul-molekul yang bergerak acak, seperti ditunjukkan gambar 1. Oleh karena itu molekul air memiliki energi kinetik yang dalam termodinamika disebut dengan energi dalam. Besarnya energi kinetik ini sebanding dengan temperatur. Khusus untuk gas ideal berlaku:

 

Intinya adalah bahwa energi kinetik molekul berbanding lurus dengan temperaturnya. Pada saat terjadi evaporasi maka terjadi perpindahan massa dari liquid ke uap yang menyebabkan massa liquid berkurang. Semakin kecil nilai massa maka semakin kecil juga energi kinetiknya. Oleh karena itu saat massa liquid terevaporasi maka energi kinetik molekul juga berkurang dan mengakibatkan turunnya temperatur. 

Keyword: Evaporative Cooling, pendinginan evaporatif, prinsip kerja