## SIMULASI OPTIMASI SISTEM PENCAHAYAAN LABORATORIUM SUHU DAN LABORATORIUM VOLUME
Fitria Hidayanti 1
Program Studi Teknik Fisika, Universitas Nasional 1 fitriahidayanti@gmail.com
Submitted November 29, 2019; Revised December 1, 2019; Accepted December 3,2019

## Abstrak
Laboratorium Suhu dan Laboratorium Volume Unit Pengelola Metrologi yang terletak di bawah tanah memerlukan  pencahayaan  buatan  agar  memenuhi  standar  pencahayaan  yang  berlaku.  Penelitian  ini bertujuan untuk mengetahui tingkat pencahayaan berdasarkan acuan SNI dengan pengukuran, analisis data  dan  simulasi software  Calculux agar  memberikan  solusi  demi  pemenuhan  Standar  Nasional Indonesia (SNI). Hasil pengukuran tingkat pencahayaan laboratorium suhu 338 lux dan laboratorium volume  134  lux.  Simulasi  dengan  software Calculux memberikan  solusi  pemenuhan  SNI  dengan mengubah  posisi  lampu  dan  angka  reflektansi  dinding  sehingga  nilai  rekomendasi  pencahayaan laboratorium sebesar 500 lux tercapai.
Kata Kunci : Pencahayaan, Iluminasi, Reflektansi, Calculux

## Abstract
Temperature Laboratory and Volume Laboratory of Metrology Department located on basement need artificial lighting that meets applicable lighting standard. The purpose of this research is to assess the illuminating  base  on  SNI  standard  using  measurement,  data  analysis,  and  Calculux  software simulation to get the solution of the fulfilment of SNI standard. Based on the measurement, it showed that the illuminating of temperature laboratory was 338 lux and volume laboratory was 134 lux. The solution  to  SNI  compliance  was  to  using  Calculux  software  simulation  and  the  result  obtained  by changing  the  position  of  the  lamps  and  the  wall  reflectance  rate  so  that  a  laboratory  lighting recommendation value of 500 lux is reached.
Key Words : lighting, illumination, reflectance, Calculux
1. PENDAHULUAN
Dalam menjalankan fungsinya, Unit Pengelola  Metrologi  Provinsi  DKI  Jakarta membutuhkan ruang instalasi dan laboratorium  untuk  menunjang  kegiatan pemeriksaan,  pengujian  dan  kalibrasi  alat- alat ukur [1]. Laboratorium sebagai tempat melakukan pengujian dan kalibrasi memerlukan pencahayaan ruang yang baik. Laboratorium  suhu  dan  laboratorium volume  pada  Unit  Pengelola  Metrologi Provinsi  DKI  Jakarta  yang  terletak  di bawah  tanah  membutuhkan  pencahayaan buatan  agar  tujuan  peruntukan  ruang laboratorium  sebagai  tempat  kerja  yang nyaman dapat terpenuhi secara maksimal.
Tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu  untuk mengukur  tingkat  pencahayaan  yang  ada
pada  laboratorium  suhu  dan  laboratorium volume  Unit  Pengelola  Metrologi.  Setelah dilakukan  pengukuran,  dibuat  simulasi sistem pencahayaan pada software computer untuk mengetahui bahwa software yang  digunakan  menghasilkan data  yang  valid.  Kemudian  dilakukan evaluasi  tingkat  pencahayaan  laboratorium agar sesuai dengan rekomendasi SNI  yaitu sebesar 500 lux [2] – [3].

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  diawali  dengan  mengamati kondisi pencahayaan di dalam laboratorium. Tahap selanjutnya mengukur dimensi  ruangan  dan  mengidentifikasi jenis  dan  jumlah  luminer  yang  digunakan pada laboratorium. Luas ruangan digunakan untuk menentukan titik
pengukuran  berdasarkan  aturan  standar ruangan. Tahap terakhir dilakukan pengukuran  tingkat  pencahayaan  buatan masing-masing laboratorium dengan menggunakan luxmeter. Data yang didapat dari  pengukuran,  akan  digunakan  sebagai bahan  untuk  menganalisis  pencahayaan yang  ada  di  laboratorium  sehingga  dapat dibuat  kondisi  pemenuhan  SNI  dengan menggunakan software Calculux [4] –  [5]. Tahapan  penelitian  ditunjukkan  pada Gambar 1 sebagai berikut:
Sumber : dokumen pribadi Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Simulasi  dilakukan  dengan  dua  skenario pencahayaan,  yaitu  pada  kondisi  verifikasi dan  pada  kondisi  optimal.  Untuk  kondisi verifikasi,  kondisi  pencahayaan  dibuat sesuai dengan hasil pengukuran di lapangan, sedangkan pada kondisi optimal, pencahayaan  dibuat  untuk  mengetahui potensi  maksimum  intensitas  pencahayaan yang  tersebar  didalam  ruangan  [6]  –  [7]. Pada  kondisi  ini,  lampu  yang  digunakan untuk  simulasi  telah  diganti  agar  nilai tingkat pencahayaan yang didapat
mencapai  standar  pencahayaan  minimum laboratorium yaitu sebesar 500 lux.
Gambar  2  merupakan  tahapan-tahapan dalam  melakukan  simulai  pada software Calculux .  Hasil  pengukuran  yang  telah dilakukan  kemudian  dimasukkan  kedalam software Calculux untuk dilakukan simulasi.  Parameter  yang  telah  didapatkan yaitu dimensi ruangan, nilai reflektansi dan nilai  estimasi  referensi  dimasukkan  pada kotak dialog  software  Calculux untuk masing-masing  laboratorium.  Jumlah  dan jenis  lampu  juga  dimasukkan  kedalam parameter simulasi pada software
Calculux .

## Sumber : dokumen pribadi Gambar 2. Diagram Alir Simulasi
Data  yang  telah  didapatkan  pada  saat pengukuran,  digunakan  sebagai  bahan pembanding  antara  hasil  pengukuran dengan  standar  rekomendasi  SNI.  Jika masih belum memenuhi syarat, selanjutnya dilakukan  simulasi  menggunakan software Calculux dengan  kondisi  pencahayaan optimal  sehingga  mendapatkan  solusi pencahayaan  yang  tepat.  Berikut  data  luas
ruangan  yang  didapatkan  dari  hasil pengukuran:
Tabel 1. Dimensi Ruangan Laboratorium Laboratorium Panjang (m) Lebar (m) Tinggi (m) Luas (m 2 ) Suhu 3,87 2,86 2,90 11,07 Volume 4,70 3,30 2,90 15,51 Sumber : dokumen pribadi Penentuan  titik  ukur  didasarkan  pada penerangan  setempat  dan  penerangan umum. Untuk penerangan setempat dilakukan  di  tempat  obyek  kerja,  baik berupa meja kerja maupun peralatan kerja. Pengukuran  pada  penerangan  setempat dilakukan di atas meja kerja  yang terdapat pada masing-masing laboratorium.
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 3. Titik Pengambilan Data Iluminasi (a) Laboratorium Suhu (b) Laboratorium Volume
Untuk  penerangan  umum  dilakukan  di seluruh  area  tempat  kerja.  Berdasarkan SNI  16-7062-2004  tentang  pengukuran intensitas  penerangan di  tempat  kerja, titik potong  garis  horizontal  panjang  dan  lebar ruangan  berdasarkan  pada  luas  ruangan tersebut.  Untuk  luas  ruangan  10  (sepuluh)
meter persegi sampai dengan 100 (seratus) meter persegi, titik potong garis horizontal adalah pada tiap jarak 3 (tiga) meter [7].
Tabel 2. Jenis Luminer
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 4. Posisi Luminer
(a) laboratorium suhu, (b) laboratorium volume
Jenis  dan  jumlah  luminer  digambar  secara manual  dengan  posisi  luminer  pada laboratorium  baik  yang  menyala  maupun yang  tidak.  Hasil  identifikasi  jenis  dan jumlah  luminer  ditunjukkan  oleh  Tabel  2 dan Gambar 4.
Labora- tirum Jumlah Lampu tiap Armatur Jenis Lampu Warn a Lam pu Fluks Cahaya Suhu 2 Philips TL528W /865 1SL/40 Cool Day- light 2.500 lumen Volume 2 Philips TL-D36W /54-765 1SL/25 Cool Day- light 2.500 lumen a b a b

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  laboratorum  suhu  diperoleh  hasil sebagai berikut.
a. Hasil Pengukuran Luxmeter
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 5. Hasil Pengukuran Tingkat Pencahayaan Laboratorium Suhu
Pada  Gambar  5  dinyatakan  bahwa  tingkat pencahayaan  laboratorium  suhu  belum mencapai  nilai  yang  direkomendasikan. Tingkat pencahayaan untuk ruangan laboratorium  sudah  merata,  karena  nilai pengukuran  tingkat  pencahayaan  terendah berbanding  tingkat  pencahayaan  rata-rata (E Min /E Ave )  lebih  dari  80%  seperti  yang terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Tabel Pemerataan Pencahayaan
Laboratorium Suhu
Sumber : dokumen pribadi
Untuk  menentukan  angka  reflektansi, terlebih dahulu
mengambil data pengukuran  sinar  pantul  maupun  sinar langsung,  Angka  reflektansi  ini  digunakan sebagai  data  inputan  pada  simulasi Calculux.
Tabel 4. Tabel Perbandingan
Reflektansi Dinding
Sumber : dokumen pribadi
b. Simulasi Menggunakan Calculux
1. Kondisi Eksisting Simulasi  dilakukan  dilakukan  dengan merancang sistem
pencahayaan menggunakan  lampu  yang  sesuai  dengan yang  terpasang  di  lapangan.  Dari  hasil simulasi  diketahui  iluminasi  rata-rata hanya  sebesar  336  lux,  belum  mencakupi 500 lux.
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 6. Filled Iso Contour Kondisi Eksisting Laboratorium Suhu
2. Kondisi Optimal Pertama
Untuk kondisi optimal pertama, mengubah jenis  lampu  dengan  nilai  lumen  yang Titik Pengukuran
Terendah (lux) E Ave (lux) E min / E Ave (%) Keterangan 285 338 84,32 Merata
Bidang Nilai Reflektansi Dinding Perhitungan (%) SNI (%) Dinding belakang 66 50-80 Dinding depan 51 Dinding kiri 66 Dinding kanan 67 Rata-rata 62,50
dibutuhkan dan mengubah angka reflektansi  menjadi  sama  untuk  semua dinding  dengan  nilai  yang  optimal  yaitu sebesar 80%. Kontur cahaya yang
dihasilkan sebesar 437 lux, Nilai ini belum bisa  dikatakan  ideal.  Penyebaran  cahaya juga  belum  merata  sehingga  diperlukan simulasi  kedua  untuk  menghasilkan  nilai yang sesuai.
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 7. Filled Iso Contour Kondisi Optimal Pertama Laboratorium Suhu
3. Kondisi Optimal Kedua Simulasi  kedua  dilakukan  dengan menambahkan  fluks  cahaya  yang digunakan  melebihi  perhitungan  pada simulasi  yang  pertama  menjadi  2.500 lumen dengan lampu berdaya 36W.

## Sumber : dokumen pribadi
Gambar 8. Filled Iso Contour Kondisi Optimal Kedua Laboratorium Suhu
Hasil yang didapat yaitu iluminasi rata- rata  sebesar  588  lux,  sudah  mencapai kondisi  ideal,  akan  tetapi,  penyebaran cahaya  belum  merata  karena  nilai E Min /E Ave belum mencapai angka ≥80% sehingga  masih  diperlukan  simulasi lanjutan  untuk  menghasilkan  nilai iluminasi yang sesuai.
4. Kondisi Optimal Ketiga Simulasi  ketiga  masih  menggunakan lampu  yang  sama  dengan  simulasi kedua, akan tetapi posisi lampu diputar 90° memanjang searah panjang ruangan laboratorium. Angka reflektansi  juga  dibuat  mencapai  nilai optimal reflektansi yaitu sebesar 80%.

## Sumber : dokumen pribadi
Gambar 9. Filled Iso Contour Kondisi Optimal Ketiga Laboratorium Suhu
Dapat  dilihat  pada  Gambar  9,  kondisi optimal  yang  ketiga  sudah  mencapai tingkat
pencahayaan yang direkomendasikan. Nilai iluminasi rata-rata (E Ave )  yaitu  sebesar  599  lux,  dan penyebaran  cahaya  pada  simulasi  ini  juga sudah  merata,  ditunjukkan  dengan  nilai E Min /E Ave bernilai 0,84 atau 84%.
Pada  laboratorium  volume,  hasil  yang diperoleh adalah sebagai berikut,
a. Hasil pengukuran luxmeter
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 10. Grafik Hasil Pengukuran Tingkat Pencahayaan
Pada Gambar 10 dinyatakan bahwa tingkat pencahayaan  laboratorium  volume  belum
mencapai  nilai  yang  direkomendasikan.
Tingkat pencahayaan untuk ruangan laboratorium  juga  belum  merata,  karena nilai  pengukuran  tingkat  pencahayaan terendah  berbanding  tingkat  pencahayaan rata-rata  (E Min /E Ave )  kurang  dari  80% seperti yang terlihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Tabel Pemerataan Pencahayaan
Laboratorium Volume
Sumber : dokumen pribadi
Untuk  menentukan  angka  reflektansi, terlebih dahulu mengambil data pengukuran  sinar  pantul  maupun  sinar langsung,  Angka  reflektansi  ini  digunakan sebagai  data  inputan  pada  simulasi Calculux  seperti  yang  terlihat  pada  Tabel 6.
Tabel 6. Tabel Perbandingan Reflektansi
Dinding
Sumber : dokumen pribadi
b. Simulasi menggunakan Calculux
1. Kondisi Eksisting Simulasi  dilakukan  dilakukan  dengan merancang sistem pencahayaan menggunakan  lampu  yang  sesuai  dengan yang  terpasang  di  lapangan.  Dari  hasil simulasi  diketahui  iluminasi  rata-rata sebesar  139  lux,  belum  mencapai  angka rekomendasi standar yaitu sebesar 500 lux. Penyebaran  cahaya  pada  simulasi  kondisi eksisting  juga  belum  merata  karena  nilai E Min /E Ave belum mencapai angka ≥80%.
Titik Pengukuran Terendah (lux) E Ave (lux) E min / E Ave (%) Keterangan 83 134 61,94 Tidak Merata Bidang Nilai Reflektansi Dinding Perhitungan (%) SNI (%)
Dinding belakang 34 50-80 Dinding depan 40 Dinding kiri 63 Dinding kanan 52 Rata-rata 47,25

## Sumber : dokumen pribadi

## Gambar 11. Filled Iso Contour Kondisi
Eksisting pada Laboratorium Volume
2. Kondisi Optimal Pertama
Untuk kondisi optimal pertama, mengubah jenis  lampu  dengan  nilai  lumen  yang dibutuhkan dan mengubah angka reflektansi  menjadi  sama  untuk  semua dinding  dengan  nilai  yang  optimal  yaitu sebesar 80%.
Gambar  12  menunjukkan  kontur  cahaya yang  dihasilkan  yaitu  sebesar  346  lux, Nilai  ini  belum  mencakupi  500  lux. Penyebaran  cahaya  juga  belum  merata, sehingga  diperlukan  simulasi  kedua  untuk menghasilkan nilai yang sesuai.

## Sumber : dokumen pribadi
Gambar 12. Filled Iso Contour Kondisi Optimal Pertama Laboratorium Volume
3. Kondisi Optimal Kedua
Untuk  kondisi  optimal  yang  kedua,  pada simulasi Calculux semua  lampu  yang terpasang  di  laboratorium  difungsikan  dan mengubah angka reflektansi  menjadi  sama untuk  setiap  dinding  dengan  nilai  yang optimal yaitu sebesar 80%.
Hasil simulasi pada Gambar 13 menunjukkan  nilai  iluminasi  rata-rata (E Ave )  sebesar  818  lux,  sudah  mencapai 500  lux,  tetapi  penyebaran  cahaya  belum merata sehingga diperlukan kondisi optimal lanjutan.
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 13. Filled Iso Contour Kondisi Optimal Kedua Laboratorium Volume
4. Kondisi Optimal Ketiga
Simulasi ketiga dilakukan dengan mengurangi jumlah armatur dan mengubah letak  posisi  armatur  menjadi  di  langit- langit.  Angka  reflektansi  diubah  sesuai dengan nilai optimum sebesar 80%.
Sumber : dokumen pribadi
Gambar 14. Filled Iso Contour Kondisi Optimal Ketiga Laboratorium Volume
Gambar  14  menunjukkan  kontur  cahaya yang  dihasilkan  sebesar  562  lux,  kondisi optimal  yang  ketiga  sudah  mencapai tingkat pencahayaan yang direkomendasikan. Penyebaran cahaya pada  simulasi  ini  juga  sudah  merata, ditunjukkan dengan nilai E Min /E Ave bernilai 0,81 atau 81%.

## Hasil Perhitungan Nilai Error
Tabel  7  merupakan  tabel  nilai  error  hasil dari  simulasi software  Calculux jika dibandingkan dengan pengukuran luxmeter. Tabel 7. Hasil Perhitungan Nilai Error Laboratorium Kondisi Eksisting Nilai
Error E Ave Simulasi Calculux
(lux) E Ave Pengukuran Luxmeter (lux) Suhu 336 338 0,59% Volume 139 134 3,73% Sumber : dokumen pribadi

## 4. SIMPULAN
Dalam  penelitian  diperoleh  simpulan sebagai berikut.
1. Tingkat  pencahayaan  rata-rata  untuk laboratorium suhu sebesar 338 lux dan laboratorium volume sebesar 134 lux.
2. Pada software  Calculux untuk  kondisi eksisting  didapat  nilai  pencahayaan rata-rata  pada  laboratorium  suhu  yaitu sebesar  336  lux  dan  laboratorium volume  yaitu  sebesar  139  lux.  Hasil simulasi  ini  menghasilkan  error  pada software Calculux yaitu sebesar  0,59% untuk  laboratorium  suhu  dan  3,73% untuk laboratorium volume.
3. Optimasi  pencahayaan  telah  dilakukan dengan  mengubah  beberapa  kondisi untuk  masing-masing  laboratorium.
Pada laboratorium suhu dengan mengubah posisi lampu yang terpasang dan angka reflektansi dinding sehingga didapat nilai iluminasi rata-rata sebesar 599  lux,  sementara  pada  laboratorium volume  dengan  mengurangi  jumlah
armatur,  mengubah  angka  reflektansi dinding  dan  letak  lampu  menjadi  di langit-langit  sehingga  menghasilkan nilai  iluminasi  rata-rata  sebesar  562 lux.

## UCAPAN  TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Program  Studi  Teknik  Fisika,  Fakultas Teknik  dan  Sains,  Universitas  Nasional, Jakarta  serta  Lembaga  Penelitian  dan Pengabdian  kepada  Masyarakat  (LPPM) Universitas Nasional atas dukungannya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Pemerintah  Provinsi  DKI  Jakarta,
Peraturan  Gubernur  Daerah  Khusus
Ibukota  Jakarta  Nomor  309  Tahun 2016 tentang Pembentukan Organisasi  dan  Tata  Kerja  Unit Pengelola  Metrologi ,  Jakarta:  Biro Hukum  Sekretariat  Provinsi  DKI Jakarta, 2016.
[2] Badan Standardisasi Nasional, SNI 03- 6575-2001 tentang Tata Cara
Perancangan  Sistem  Pencahayaan Buatan  pada  Bangunan  Gedung ,
Jakarta: Badan Standardisasi Nasional, 2001.
[3] Badan Standardisasi Nasional, SNI 16- 7062-2004 tentang Pengukuran Intensitas  Penerangan  di  Tempat Kerja .  Jakarta:  Badan  Standardisasi Nasional, 2004. [4] Mostafavi A. “Optimizing the Lighting Production through
Photovoltaic  and  Fluorescent  Lamps in  Iran  Residential  Applications  by Calculux  Software”, J.  Appl.  Environ. Biol. Sci. 5(12S):472-88, 2015.
[5] Kotulski L, De Landtsheer J, Penninck S, Sędziwy A, Wojnicki I, “Supporting Energy Efficiency Optimization  in  Lighting  Design Process”.  In Proc.  of  12th  European Lighting  Conference  Lux  Europa, Krakow, 2013.
[6] Das A, Paul SK. “Artificial
Illumination during Daytime in Residential  buildings:  Factors,  Energy Implications  and  Future  Predictions”, Applied Energy 158:65-85, 2015.
[7] Soori, P.K. and Vishwas, M.,.
“Lighting Control Strategy for Energy Efficient  Office  Lighting  System Design”, Energy  and  Buildings , 66 , pp.329-337, 2013.