Fisika Bangunan

FISIKA BANGUNAN

a. Macam-macam sinar matahari

b. Terang alami

c. Persyaratan Bukaan bangunan

d. Syarat teknis dan perhitungan

Pencahayaan alami (penerangan alami siang hari) Pencahayaan alami ini memberi manfaat psikologi disamping kegunaan praktis berupa pengurangan energi untuk pencahayaan buatan. Intensitas sinar matahari berubah sesuai dengan waktu, musim dan lokasi. Intensitas sinar matahari berubah sesuai dengan waktu, musim dan lokasi. Senar matahari dapat dibaurkan oleh awan, kabut dan uap air dan dipantulkan dari tanah atau permukaan lain yang berada disekitar bangunan.

1. Macam-macam sinar matahari

a. Macam-macam sinar

§ Ultra Violet (jingga ultra)

§ Infra merah (infrared)

Adalah pembawa utama daya kalor dari matahari. Sinar ini merupakan sinar panas yang menjadi syarat mutlak kehidupan dan penghidupan makhluk-makhluk bumi.

§ Cahaya terang

§ Sinar kosmik (kosmos = semesta alam)

2. Terang alami

Terang yang berasal dari matahari.

a.     Terang secara langsung

           

1) Cahaya langsung dari matahari pada bidang kerja.

2) Cahaya pantulan dari benda-benda sekitar.

3) Cahaya pantulan dari halaman, yang untuk kedua kalinya dipantulkan oleh langit-langit dan/atau dinding ke arah bidang kerja.

4) Cahaya yang jatuh dilantai dan dipantulkan lagi oleh langit-langit.

b.     Terang secara tidak langsung yaitu sebagai pantulan cahaya matahari oleh awan-awan serta benda-benda yang berada di sekitar kita.

3. Persyaratan Bukaan bangunan

Pemerintah memiliki aturan melalui UU no 28 Tahun 2002 tentang Bangunan Gedung bagian persyaratan sistem pencahayaan, antara lain :

a. Pencahayaan alami meliputi perencanaan pencahayaan alami dan penentuan besarnya iluminasi.

b. Bengunan gedung hunian rumah tinggal, pelayanan kesehatan, pendidikan dan bangunan pelayanan umum harus mempunyai bukaan untuk pencahayaan alami.

c. Pencahayaan buatan, meliputi tingkat iluminasi, konsumsi energi, perencanaan sistem pencahayaan, penggunaan lampu, daya maksimum yang diizinkan dan daya pencahayaan buatau di luar bangunan gedung.

d. Pencahayaan buatan untuk pencahayaan darurat harus dapat bekerja secara otomatis dan mempunyai tingkat pencahayaan yang cukup untuk evakuasi yang aman.

4. Syarat teknis dan perhitungan

Standar Nasional Indonesia tenteng tata cara perancangan penerangan alami siang hari untuk rumah dan gedung (SNI 03-2396-1991) adalah sebagai berikut :

a. Ruang Lingkup

Tata cara ini digunakan untuk memperoleh sistem penerangan alami sesuai syarat kesehatan, kenyamanan untuk rumah dan gedung, meliputi persyaratan-persyaratan pokok sistem penerangan alami siang hari dalam ruangan.

b. Ringkasan

Penerangan alami siang hari yang baik adalah sekitar jam 08.00 sampai jam 16.00, dimana banyak cahaya yang masuk dalam ruang dan tingkat penerangannya ditentukan oleh hubungan geometris antara titik ukur dan lubang cahaya.

c. Penggolongan kualitas penerangan

ü Kualitas A : kerja halus sekali, pekerja cermat terus (seperti menggambar detail, menjahit kain warna gelap, dsb.

ü Kualitas B : kerja halus, cermat tidak intensif (seperti : menulis, membaca, merakit komponen kecil, dsb).

ü Kualitas C : kerja sedang, pekerjaan tanpa konsentrasi yang besar (seperti : pekerjaan kayu, merakit suku cadang yang agak besar, dsb).

ü Kualita D : Kerja kasar, pekerjaan hanya detail-detail yang besar (seperti : pada gudang, lorong lalu lintas orang, dsb). Dengan persyaratan teknis : d=jarak lubang cahaya ke dinding (M), fl min TUS = 40% dari fl min TUU dan tidak boleh kurang 0,10d.TUU = titik ukur utama dan TUS = titik ukur samping.

ü Penempatan faktor langit didasarkan atas keadaan langit terang merata dan kekuatan terangnya dilapangan terbuka sebesar 10.000 lux.

ü Faktor yang mempengaruhi kualitas penerangan : perbandingan las lubang cahaya dan luas lantai, bentuk dan letak lubang cahaya, refleksi cahaya didalam ruangan.

ü Untuk meningkatkan kualitas penerangan alami siang hari didalam ruangan, hendaknya ruangan menerima cahaya lebih dari satu arah. Kasa nyamuk dapat mengurangi cahaya masuk 15%.

Radiasi matahari (orientasi/posisi bangunan terhadap arah radiasi) Tujuan Utama : mempertahankan keseimbangan antara periode kekurangan panas dimana radiasi diperlukan dan periode kelebihan panas dimana radiasi matahari harus dihindari. Lintasan matahari di langin bervariasi tergantung pada musim dan lokasi tapak.

Bentuk-bentuk dan orientasi yang di anjurkan :

1. Daerah Dingin

§ Mengurangi area permukaan bangunan akan mengurangi eksposur terhadap suhu rendah.

§ Memaksimalkan serapan radiasi matahari.

§ Mengurangi kehilangan panas melalui radiasi konduksi dan penguapan.

§ Menyediakan pelindung angin

2. Daerah Temperatur Sedang

§ Perpanjangan bentuk bangunan dalam arah timur-barat dan memaksimalkan bidang selatan.

§ Meminimumkan eksposur bidang timur dan barat, yang biasanya lebih hangat di musim panas dan lebih dingin dimusim dingin daripada bidang selatan.

§ Menyeimbangkan pemanasan matahari dengan bayangan peneduh pada setiap musim.

§ Memberi pergerakan udara ketika cuaca panas, perlindungan terhadap angin ketika cuaca dingin.

3. Daerah Panas-kering

§ Bangunan harus membentuk halaman dalam.

§ Mengurangi pemanasan matahari akibat konduksi.

§ Mengupayakan pendinginan melalui fitur kolam air dan tumbuh-tumbuhan.

§ Sebaiknya memasang kisi peneduh matahari pada jendela dan ruang outdoor.

4. Daerah Panas-lembab

§ Bentuk bangunan memanjang arah timur-barat dengan bidang timur dan barat sekecil mungkin.

§ Mengurangi pemanasan matahari.

§ Memanfaatkan angin agar terjadi pendinginan karena penguapan.

§ Sebaiknya memasang kisi peneduh matahari pada jendela dan ruang outdoor.

Matahari Pasif Adalah penggunaan energi matahari untuk memanaskan ruang interior bangunan tanpa mengandalkan peralatan mekanikal yang memerlukan energi tambahan. Sistem matahari pasif mengandalkan proses perpindahan panas alami berupa konduksi, konveksi dan radiasi untuk pengumpulan, penyimpanan, distribusi dan pengendalian energi matahari. Berdasarkan hubungan antara matahari, ruang interior, dan sistem pengumpulan panas terdapat tiga cara untuk memperoleh pemanasan matahari pasif.

1. Perolehan panas langsung

2. Perolehan panas tidak langsung

3. Perolehan panas isolasi.

Ada dua elemen penting dalam sistem matahari pasif, yaitu

a. Kaca atau plastik transparan yang menghadap matahari sebagai pengumpul sinar matahari.

b. Massa thermal untuk mengumpulkan, penyimpanan dan distribusi panas, diorientasikan agar dapat menerima ekspos sinar matahari maksimum.