PEMILIHAN TEKNOLOGI PIPA CAHAYA SEBAGAI ALTERNATIF PENCAHAYAAN SIANG HARI PADA BANGUNAN KOMERSIL

## LIGHT PIPE TECHNOLOGY SELECTION AS AN ALTERNATIVE OF DAYLIGHTING IN COMMERCIAL BUILDINGS
Willy Rofi 1 , Dermawati Djoko Santoso 2 , Endhi Ibuhindar Poernomo 3
1 Program Studi Arsitektur, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Trisakti, Jakarta
2,3 Dosen Program Studi Arsitektur, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Universitas Trisakti, Jakarta
*Email: 1 willyrofi45@gmail.com, 2 dermawatids@gmail.com, 3 endhipoernomo59@gmail.com

## ABSTRAK
Pencahayaan  merupakan  salah  satu  bagian  yang  penting  dalam  sebuah  ruangan.  Tanpa cahaya,  manusia    akan  kurang  optimal  dalam  merasakan  suasana  ruang.Sejumlah  inovasi telah  banyak  dilakukan  untuk  menghasilkan  alternatif  pengganti  lampu  sebagai  sumber cahaya yang hemat energi dengan berbagai cara pengaturan pencahayaannya salah satunya yaitu,  teknologi  pipa  cahaya (Light  Pipe). Tulisan  ini  memaparkan  salah  satu  teknologi pencahayaan  yang  hemat  energi  dengan  cara  mendistibusikan  cahaya  matahari  ke  dalam ruangan  yang  bertujuan  untuk  menjadi  referensi  bagi  perancang  bangunan,  khususnya bangunan komersil agar dapat menghemat energi listrik dalam jangka waku yang panjang. Metode  yang  akan  digunakan  dalam  penelitian  ini  menggunakan  pendekatan  kualitatif dengan  studi  literatur.  Pengolahan  data  menggunakan studi  preseden.  Hasil  pembahasan menunjukkan bahwa pipa cahaya ini mampu menghemat penggunaan energi listrik  hingga 40%  dan  memiliki  banyak  keunggulan  dibandingkan  dengan  lampu  konvensional,  karena memiliki keunggulan lebih banyak maka teknologi berpotensi besar untuk digunakan secara luas di Indonesia.
Kata kunci : pipa cahaya, teknologi, lampu, pencahayaan

## ABSTRACT
Lighting is an important part of a room. Without light, humans will be less than optimal in feeling  the  atmosphere  of  space.  A  number  of  innovations  have  been  made  to  produce alternative  replacements  for  lamps  as  energy-efficient  light  sources  with  various  ways  of lighting settings, one of which is the light pipe technology. This paper describes one of the energy-efficient lighting technologies by distributing sunlight into a room which aims to be a  reference  for  building  designers,  especially  commercial  buildings  in  order  to  save electrical  energy  in  the  long  term.  The  method  used  in  this  research  uses  a  qualitative approach with literature studies. Data processing using precedent studies. The results of the discussion show that this light pipe is able to save up to 40% of electrical energy use and has many advantages compared to conventional lamps, because it has more advantages, so the technology has great potential to be widely used in Indonesia.
Keywords : light pipes, technology, light, lighting

## A.  PENDAHULUAN
Pencahayaan  merupakan  salah  satu  bagian yang  penting  dalam  sebuah  ruangan.  Tanpa cahaya, manusia  akan kurang optimal dalam merasakan  suasana  ruang.  Kualitas  cahaya sangat mempengaruhi tekanan psikologis pada pengguna  didalam  ruangan  dan  suasana atmosfer  pada  ruang  (Latifah,  N.L.  2015). Sedangkan  pencahayaan  siang  hari  adalah metode  untuk  menerangi  interior  bangunan dengan  cahaya  alami  tanpa  pencahayaan buatan  di  siang  hari.  Lampu  samping  dari jendela biasanya digunakan untuk memungkinkan cahaya siang masuk ke dalam bangunan.  Selain  itu,  pencahayaan  matahari juga  dapat  masuk  ke  dalam  gedung  dari pencahayaan  tinggi  seperti  skylight  atau jendela  clerestory  terutama  untuk  bangunan dengan fasad terbatas.
Hampir  setiap bangunan menggunakan pencahayaan  buatan  seperti  lampu  untuk penerangan  di  dalam  ruangnya,  terutama bangunan  komersil  yang  memiliki  berbagai macam aktivitas didalamnya. Dalam kasus ini penggunaan  lampu  sebagai  pencahayaan  di dalam ruangan menjadi faktor terpenting agar lancarnya  kegiatan  yang  di  dalam  ruangan berjalan  lancar,  namun  penggunaan  lampu secara berlebih pasti memiliki efek samping, yaitu mengkonsumsi energi listrik dalam skala besar dan berkepanjangan serta meningkatkan kadar  karbon  terhadap  lingkungan  (Thakkar, V. 2013). Hal ini tentunya buruk untuk iklim lingkungan  sekitar  dan  efisiensi  dalam penggunaan  energi,  karena  kedua  faktor  ini bertentangan dengan prinsip konsep arsitektur hijau.
Saat  ini  sejumlah  inovasi  telah  banyak dilakukan  untuk  menghasilkan  alternatif
penggganti  lampu  sebagai  sumber  cahaya yang  hemat  energi  dengan  berbagai  cara pengaturan  pencahayaannya.  Bentuk  inovasi dalam  mengatasi  penghematan  energi  listrik dalam  optimalisasi  pencahayaan  alami  yaitu, menggunakan  teknologi  pipa  cahaya  ( Light Pipe ).
Pipa cahaya ini lebih efisien untuk bangunan dibandingkan lampu penerangan konvensional  dalam  bidang  penghematan energi listrik pada bangunan. Jika dibandingkan  antara  pipa  cahaya  dengan lampu konvensional, pipa cahaya ini memiliki banyak  kelebihan  yang  mana  salah  satunya selain  menghemat  penggunaan  energi  listrik mampu membuat lingkungan sekitar menjadi sehat  karena  karbon  yang  dihasilkan  dari bangunan akan berkurang.
Dari  banyak  manfaat  yang  diberikan  oleh teknologi ini diharapkan pipa cahaya ini dapat dipergunakan  selain  untuk  bangunan  yang bersifat komersil diharapkan dapat dimanfaatkan  untuk  bangunan  yang  bersifat hunian.

## B. STUDI PUSTAKA

## Cahaya Alami
Cahaya adalah suatu gejala fisika dimana suatu sumber  energi  cahaya  yang  memancarkan energi  dan  sebagian  energi  yang  terpancar menjadi  cahaya  tampak.  Sedangkan  cahaya alami  merupakan  cahaya  yang  tampak  dan berasal  dari  energi  matahari  (alam)  yang memiliki  banyak  manfaat  untuk  aktivitas manusia.  Kekuatan  cahaya  yang  dikeluarkan oleh sumber energi cahaya dapat diukur dalam lumen. Nilai lumen dapat diindikasikan bahwa jumlah cahaya yang keluar oleh sumber enegi cahaya  dapat  ke  segala  arah,  namun  tidak
menjelaskan bagaimana
cahaya terdistribusikan keluar (Latifah, N.L. 2015).
Pencahayaan  siang  hari  merupakan  metode untuk  menerangi  ruang  dalam  bangunan dengan  cahaya  alami  tanpa  pencahayaan buatan  pada  siang  hari.  Penerangan  dari  sisi jendela  adalah  hal  yang  biasa  dalam  aspek arsitektur dalam desain bangunan agar cahaya pada  siang  hari  masuk  kedalam  bangunan (Latifah, N.L. 2015). Strategi yang umumnya dilakukan  agar  cahaya  matahari  yang  masuk kedalam  ruangan  lebih  banyak,  yaitu  dengan menggunakan jendela yang besar bukanlah ide yang baik, karena strategi ini akan memungkinkan  peningkatan  panas  yang berlebih  pada  ruangan  atau  kerugian  pada pendingin  udara  (Shete  A.N,  Vaibhav  D.K. 2017). Seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1 .
Strategi pencahayaan samping (sumber : Tregenza, P. 2020)
Meskipun jendela menampilkan tampilan yang bagus  sebagai  fasad,  hal  ini  juga  dapat meningkatkan  tingkat  silau,  kebisingan,  atau gangguan  pada  penghuni  yang  sedang melakukan aktivitasnya. Dalam hal ini orang- orang  cenderung  menggunakan  tirai  dan pencahayaan  buatan  dalam  mengendalikan penerangan didalam ruangan. Demikian secara tidak  langsung  perilaku  ini  meningkatkan konsumsi  energi,  ketika  orang  menyalakan
lampu di siang hari (Shete A.N, Vaibhav D.K. 2017).
Manfaat bangunan yang menggunakan cahaya alami  sebagai  pencahayaan  pada  siang hari,yaitu dapat menghemat energi, mengurangi  emisi  pada  lingkungan,  serta menigkatkan  produktivitas  dari  pengguna ruangan tersebut.

## Pipa Cahaya
Pipa  cahaya  merupakan  sebuah  inovasi teknologi dalam pengoptimalisasikan pencahayaan  dengan  cara  mendistribusikan cahaya  matahari  ke  dalam  ruangan.  Dengan memanfaatkan penerangan dari alam, bangunan  yang  menggunakan  teknologi  ini dapat hemat energi listrik 15 hingga 40 persen dan  mengurangi  emisi  lingkungan.  Sistem kerja dari pipa cahaya ini menyalurkan cahaya matahari ke dalam bangunan tanpa menghasilkan  panas  yang  ekstrim (Tregenza, P. 2013).

## Permasalahan Awal Pipa Cahaya
Terdapat  beberapa  permasalahan  awal  pada pemasangan  pipa  cahaya  ini  untuk  bangunan baru, yaitu:(Shete A.N, Vaibhav D.K. 2017) 1. Biaya awal yang tinggi
Biaya pemasangan pipa cahaya ini lebih mahal  dibandingkan  ddengan  pemasangan sistem listrik dan jendela, karena implementasi teknologi canggih yang akan dipasangkan. Namun sistem pipa cahaya ini akan ringan biaya kedepannya.
2. Pemeliharaan
Agar  kualitas  cahaya  yang  masuk kedalam  bangunan  terjaga,  diperlukan pemeliharaan  pada  sistem  pipa  cahaya. Kotoran  dan  debu  dapat  mengurangi efisiensi  sitem,  karena  itu  perlunya
pembersihan  yang  teratur  serta  pergantian komponen yang distorsi optik atau rusak.
3. Kesadaran dari setiap pengguna
Menurut  studi  yang  dilakukan  oleh Carter  D.J.  2014  mengenai  Perkembangan Sistem Tubular Siang Hari bahwa manusia menjadi  faktor  terpenting  dalam  penentu penerapan teknologi yang luas. Tidak cukup untuk  meyakinkan  dengan  menghemat tagihan  listrik  tapi  diberikan  informasi tentang manfaat untuk lingkungan dampak kesejahteraan dan penigkatan produktivitas yang  dapat  menigkatkan  kesadaran  dari pengguna akan sistem ini.

## Proses Kerja Pada Pipa Cahaya
Sistem  pipa  cahaya  ini  terdiri  dari  kolektor, tabung  cahaya  dan  diffuser.  Seperti  yang ditunjukkan gambar 2.
Gambar 2 .
Komponen pipa cahaya (Sumber: Shete, A.N.Vaibhav D.K. 2017)
Kolektor  biasanya  terletak  di  atas  atap  yang berbentuk kubah jernih yang berfungsi untuk menerima  sinar  matahari  dari  berbagai  arah. Tabung cahaya berfungsi sebagai pendistribusi  cahaya  dari  luar  ke  dalam ruangan.  Tabung  cahaya  ini  mengarah  lurus dari atas ke bawah agar sinar yang dipantulkan bekerja  lebih  baik.  Dalam  studi  yang  pernah dilakukan  bahwa  penggunaan  banyak  siku
atau tekukan pada tabung bisa menghilangkan 8%  cahaya  setiap  siku.  Bagian  dalam  pipa cahaya  terbuat  dari  bahan  yang  sangat reflektif, seperti lembaran aluminium dengan pantulan  sekitar  95-99%.  Refleksi  efisiensi yang tinggi adalah prinsip dalam sistem pipa cahaya.
Gambar 3. Gambar 3. Skema pipa cahaya (Sumber: Shete, A.N.Vaibhav D.K. 2017)
Diffuser terletak di bawah tabung cahaya dan dipasang  di  plafond  yang  berfungsi  sebagai menyebarkan  cahaya  matahari  yang  di transfer dari atap ke dalam ruangan.
Gambar 4 .
Diffuser  didalam  ruangan (Sumber: interiordesign.net, 2020)

## C. BAHAN & METODE

## C.1 Bahan/Material
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini  menggunakan  data  sekunder.  Data sekunder  dapat  diperoleh  dari  kajian,  jurnal, literatur,  dan  hasil  studi  banding  yang berkaitan dengan subjek yang akan dibahas.

## C.2 Metode
Tahap awal pengambilan data dilakukan yaitu dengan  melalui  studi  literatur  mengenai bangunan  yang  sudah  menerapkan  teknologi pipa  cahaya  ini.  Pengambilan  data  dilakukan dengan  membandingkan  keefesiensian    dan keefektifan  energi  dari  teknologi  ini  pada setiap  bangunan.  Selanjutnya  teknologi  ini akan dibandingkan dengan lampu konvensional  yang  biasa  digunakan  setiap bangunan  dan  menjelaskan  cara  untuk memaksimalkan  kerja  dari  teknologi  ini. Metode  ini  digunakan  untuk  memperoleh gambaran  bagaimana  manfaat  pipa  cahaya untuk bangunan tersebut. Data yang diperoleh dari  studi  literatur  ini  akan  dikompulasi  lalu dianalisis dan selanjutnya akan disimpulkan.

## D. HASIL DAN PEMBAHASAN
D.1 Studi Preseden
a. Copper Box Arena
Gambar 5 .
Copper Box Arena (sumber : https://copperboxarena.org.uk/, 2020)
Copper Box Arena adalah tempat berbagai macam olahraga di kawasan Hackney Wick di  London,  Inggris.  Bangunan  ini  berdiri pada  awal  januari.  Bangunan  ini  memiliki kapasitas  sekitar  7.000  kursi  penonton. Bangunan  ini  pernah  berhasil  menjadi  uji
coba  olimpiade  dan  paraolimpiade  pada tahun 2012 (copperboxarena.org.uk, 2020).
Bangunan  ini  berlapiskan  dengan  tembaga murni  yang  akan  mengembangkan  warna alaminya  seiring  bertambah  usia.  Desain yang  digunakan  dalam  bangunan  ini menggabungkan  88  pipa  cahaya  dan pengumpul air hujan yang dapat mengurangi  penggunaan  air  dan  energi hingga  40%.  Pencahayaan  pada  bagian ruang  utama  Copper  Box  Arena,  yakni ruang olahraga menggunakan sistem pencahayaan pipa cahaya (copperboxarena.org.uk, 2020).
b. Dubai  British  School,  Jumeirah  Park (Dubai)
Gambar 6 . Dubai British School Jumeirah Park (sumber :https://www.dubaibritishschooljp.ae/,
2020)
Dubai British School merupakan salah satu sekolah  independent  internasional  yang terletak  di  Jumeirah  Park,  Dubai.  Sekolah ini  dibuka  pada  tahun  2015  dan  menerima murid dari umur 5 sampai 18 tahun.
Sekolah  ini  mempunyai  banyak  fasilitas yang  dapat  mendukung  pendidikan  anak. Semua  ruang  fasilitas  dibangunan  ini
hampir  seluruhnya  menggunakan  sistem pencahayaan  alami  pipa  cahaya,  salah satunya seperti: lab sains, perpustakaan, dan arena olahraga. Dengan penggunaan sistem pipa  cahaya,  sekolah  ini  dapat menghemat energi listrik hingga 40% (dubaibritishschooljp.ae, 2020). c. Cora Alexandriei Hypermarket (Rumania) Gambar 7 . Cora  Alexandriei  Hypermarket  (sumber
:https://www.galimmo.com/en/centres- projets/shopping-center-cora-alexandriei/, 2020)
Cora  Alexandriei    Hypermarket  adalah salah satu pusat perbelanjaan yang terletak di jalan Alexandria 152, Bucharest 051543, Rumania.  Hypermarket  ini  dirancang  oleh arsitek  yang  bernama  Atelier  Pierre  Schall dan  Zelphis  dan  bangunan  ini  jadi  pada november tahun 2012 (https://en.wikipedia.org/wiki/Cora_hyper market, 2020). Bangunan ini merupakan pusat
perbelanjaan  yang  mendapat  sertifikat
BREEAM di Rumania, yang mana berhasil dalam  mengurangi  penggunaan  energi  dan jejak karbon yang berkelanjutan. Bangunan ini  dilengkapi  dengan  lebih  dari  150  pipa
cahaya  yang  ditempatkan  pada  area  retail dan kantor.
Selain penggunaan pencahayaan  alami,  pengurangan  biaya energi dan karbon dapat melalui rain water harvesting, panel surya, penggunaan lampu LED  dan  sistem  pemulihan  panas  yang sangat efisien.
Pada  bangunan  komersil  umumnya  banyak yang  menggunakan  lampu  konvensional sebagai penerangan utama (https://www.monodraught.com/projects/feat ured-projects/cora-alexandriei--sunpipes, 2020).

## D.2  Pengurangan  Penggunaan  Lampu Konvensional  Sebagai  Penerangan  Siang Hari
Pada  bangunan  komersil  umumnya  banyak yang  menggunakan  lampu  konvensional sebagai  penerangan  utamanya  pada  setiap aktivitas  yang  ada  di  bangunan  tersebut. Namun  seiringnya  berjalan  waktu  akan menggunakan  energi  listrik  yang  besar  dan menghasilkan  karbon  yang  dapat  merusak lingkungan,  berdasarkan  prinsip  arsitektur hijau bahwa penggunaan energi yang berlebih dan  emisi  lingkungan  harus  dikurangi, bangunan harus efisien energi serta mengurangi dampak lingkungan. Maka
pemilihan teknologi pipa cahaya ini merupakan  alternatif  yang  baik  untuk pengganti  lampu  konvensional  yang  berguna mengurangi pemakaian enrgi listrik pada siang hari dan membuat lingkungan lebih hijau serta menjadi lebih baik lagi.
Gambar 8 .
Shijiazhuang international convention and exhibition center (sumber : archdaily.com, 2020)
Keterangan  :  Pada  gambar  5  dapat  dilihat masih  banyaknya  bangunan  menggunakan teknologi lampu konvensional sebagai penerangan utama pada ruangan eksibisi.
D.3  Penerapan  Teknologi  Pipa  Cahaya pada Bangunan
i. Atap Bangunan
Penerapan teknologi ini yang paling umum di letakkan  pada  atap  bangunan,  karena  pipa cahaya ini mampu dengan maksimal menangkap  cahaya  matahari  dari  berbagai arah.Pada  bangunan  komersil  umumnya banyak yang menggunakan lampu konvensional  sebagai  penerangan  utamanya pada setiap aktivitas. (Srisamranrungruang T, Kyosuke H.2019)
Gambar 9 . Pemasangan pipa cahaya di atap (sumber : Yohannes, I. dkk, 2020)
Keterangan  :  Terlihat  pada  gambar  6 perletakan pipa cahaya di atap pada bangunan berfungsi  agar  memaksimalkan  menangkap jumlah  cahaya  pada  siang  hari  dari  berbagai arah.  Dan  suhu  pada  ruangan  tidak  menjadi sangat  panas  karena  pipa  cahaya  ini  hanya meneruskan  cahaya  siang  hari  masuk keruangan  dan  menyaring  panas  matahari yang masuk (Srisamranrungruang T, Kyosuke H.2019).
ii. Fasad Bangunan
Teknologi  ini  dapat  juga  dipasangkan  pada fasad  bangunan,  akan  tetapi  hasil  yang diterima  kurang  memuaskan  dikarenakan sinar matahari yang ditangkap pipa cahaya ini hanya  satu  sisi  dari  bangunan  tersebut. Dengan  kata  lain  pipa  cahaya  ini  menjadi kurang efektif dalam fungsinya
(Srisamranrungruang T, Kyosuke H.2019).
Gambar 10 .
Pemasangan pipa cahaya pada fasad bangunan (sumber : archsd.gov.hk, 2020)
Keterangan  :  Terlihat  pada  gambar  7 perletakan  pipa  tidak  hanya  berada  di  atap bangunan, melainkan bisa juga dipasang pada fasad  bangunan.  Namun  pada  penelitian sebelumnya mengenai perletakan pipa cahaya ini  di  fasad  bangunan  dinilai  kurang  efisien karena hanya menangkap sinar matahari dari sebelah  bangunan  saja  (Srisamranrungruang T, Kyosuke H.2019).

## E. KESIMPULAN
Pipa  cahaya  terdiri  dari  3  bagian,  yaitu kolektor,  pipa  transfer  dan  diffuser.  Sistem kerja  dari  pipa  cahaya  ini, yaitu  dengan cara meneruskan sinar matahari dari luar bangunan ke  dalam  bangunan    dengan  cara  sinar matahari yang ditangkap oleh kolektor lalu di kirim  kediffuser  melalui  pipa  transfer  yang mana  material-material  dari  pipa  transfer  ini bersifat memantulkan sinar hingga 98%.
Dengan menggunakan teknologi pipa cahaya ini, energi pada bangunan dapat hemat energi dari  15%  hingga  20%  dalam  jangka  panjang dibandingkan menggunakan lampu konvensional.  Dapat  menghemat  energi mencapai  hingga  20%,  jika  perletakan  pipa cahaya  berada  di  atap  bangunan  karena dengan  meletakkan  di  atap  bangunan  pipa cahaya mampu dengan maksimal memanfaatkan  sinar  matahari  dari  berbagai arah.
Beberapa dampak positif dan  negatif
penggunaan pipa cahaya dibandingkan lampu konvensional pada bangunan, diantaranya :
1. Pipa  cahaya  sudah  mudah  untuk didapatkan, namun pemasangannya harus orang yang berkemampuan khusus untuk  memasangnya,  sedangkan  lampu konvensional sangat mudah didapat dan mudah pada pemasangannya.
2. Biaya pipa cahaya pada awal pemasangan  relatif  mahal,  sedangkan biaya lampu konvensional relatif murah.
3. Energi  listrik  yang  digunakan  pada bangunan  menjadi  lebih  murah  dalam kurun  waktu  yang  lama,  karena  pada siang  hari  menggunakan  teknologi  pipa cahaya  sehingga  pengeluaran  biaya bangunan  untuk  listrik  lebih  hemat  15
hingga 40 persen, sedangkan pada lampu konvensional  akan  memakan  energi listrik  yang  besar  dalam  kurun  waktu yang lama.
Dengan  keunggulan  yang  ditawarkan  oleh sistem  pipa  cahaya,  bahwa  teknologi  ini memiliki potensi untuk digunakan secara luas oleh bangunan komersil di Indonesia.

## DAFTAR RUJUKAN
Latifah,  N.L.,  Fisika  Bangunan  1,  GRIYA KREASI, Jakarta, 2015 Sharma, L. dkk.(2018). Performance evaluation  of  a  top  lighting  light-pipe  in buildings  and  estimating  energy  saving potential. Schemantic Scholar, 33 Shete, A.N.Vaibhav D.K.(2017). Light Pipe - A  Sustainable  Daylightining  System  for Building. International Journal of Engineering Trends and Technology, 46 Srisamranrungruang  T,  Kyosuke  H.(2019) Possibilities of using light pipes to buildings. IOP SCIENCE, 29 Thakkar,  V.  (2013).  Experimental  study  of Tubular  Skylight  and  comparison  with Artificial  Lighting  of  standard  ratings. Schemantic Scholar, 54 Tregenza  P,  Wilson  M.  (2013)  Daylighting: architecture  and  lighting  design.  Routledge, London
Yohannes,  I.  dkk.(2017).  Mirror  lightpipes  : Daylighting  performance  in  real  buildings. Schemantic Scholar, 69
Cora Alexandriei - Sunpipes. Dikutip 25 Juni 2020 dari Monodraught: https://www.monodraught.com/projects/featu red-projects/cora-alexandriei--sunpipes Copeer Box Arena. Dikutip 25 Juni 2020 dari Better the feel good place: https://copperboxarena.org.uk/our_story
Dubai British School Jumeirah Park. Dikutip 25  Juni  2020  dari  Dubai  British  School: https://www.dubaibritishschooljp.ae/