PENGARUH TIPE PERCABANGAN HORIZONTAL LIGHT PIPE … · fakultas teknik sipil dan perencanaan institut teknologi sepuluh nopember surabaya 2013. bab 1 pendahuluan draft tesis pengaruh

DRAFT TESISPENGARUH TIPE PERCABANGAN HORIZONTAL LIGHT

PIPE TERHADAP KINERJA PENCAHAYAAN ALAMI DALAM PIPE TERHADAP KINERJA PENCAHAYAAN ALAMI DALAM RUANG KANTOR DI DAERAH TROPIS LEMBAB

FENY ELSIANA NRP 3211204005

DOSEN PEMBIMBINGDr Eng Ir SRI NASTITI N E MTDr Eng Ir SRI NASTITI N.E, MTIr. I GUSTI NGURAH ANTARYAMA, PhD.

PROGRAM MAGISTERBIDANG KEAHLIAN ARSITEKTUR LINGKUNGANJURUSAN ARSITEKTURFAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2013

BAB 1 PENDAHULUAN

DRAFT TESIS PENGARUH TIPE PERCABANGAN HORIZONTAL LIGHT PIPE TERHADAP KINERJA

PENCAHAYAAN ALAMI DALAM RUANG KANTOR DI DAERAH TROPIS LEMBAB

PERNYATAAN PERMASALAHAN

Tujuan pencahayaan alami: denah bangunan berlantai banyakramping, peningkatan rasio S/VMeningkatnya penggunaan

Moore (1993: 306)

Lomas 2007:166 PERTANYAAN PENELITIAN

kuat dan distribusi pengaruh desainkinerja desain

pengkondisian udara: bentuk denahmenjadi dalam, rasio S/V minimal

Lomas, 2007:166

Givoni (1998: 383)

PERTANYAAN PENELITIAN

timbul area‐area yang kurangatau tidak mendapatkandistribusi cahaya alami

kuat dan distribusicahaya alami

dalam ruang yang dihasilkan olehtipe percabangan

pengaruh desaintipe percabanganhorizontal light pipe pada kuatdan distribusi

keterbatasan aplikasimetode: Skylight Sidelighting

tipe percabanganhorizontal light

pipe.

dan distribusicahaya alamidalam ruang.

Hien dan Chirarattananon, 2007:462

Edmonds dan Greenup, 2001: 112 Sidelighting

light shelves vertical light pipe

Szokolay (2004: 124)

horizontal light pipe

BAB 2 KAJIAN PUSTAKA



LIGHT PIPE KAJIAN PUSTAKA

area 4.5 hingga 9.1 m dari ruang yang dalamdengan area bukaan yang relatif kecil.

Beltran, dkk (1996: 09)


melengkapi cahaya alami yang dihasilkanoleh sebuah sidelightingmaupun untukmenjadi sumber utama cahaya alami padajarak 4.6 hingga 9.1 m dari sidelighting

, ( )

jarak 4.6 hingga 9.1 m dari sidelighting

pola iluminan cahaya alami oleh sidelighting: menurun untuk area yang jauh dari jendela, light pipe:meningkat ke arah interior dari

Chirarattananon (2000: 339)

light pipe: meningkat ke arah interior dariruang, dan gabungan keduanya

Dinding bagian belakang memegang perananBeltran, dkk, 1996: 09

penting dalam mengiluminasi ruangHien dan Chirarattananon, 2007: 467

Manipulasi cahaya alami pada Horizontal Light Pipe

Konsep Percabangan Light Pipe

Light PipeSzokolay (2004: 126)

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN



System of inquiry: positivismMETODE PENELITIAN

Groat dan Wang 2002: 252Ek i t lStrategi: Eksperimental

Tactics: validasieksperimentald l

Tactics: validasieksperimentald l

Groat dan Wang, 2002: 252

Satwiko, 2010: 85

toolsSimulasi

Eksperimental

dari simulasidigital

dari simulasidigital

Scartezzini dan Courret (2002)

Courret, dkk (1998)

Canziani, dkk (2004) Radiance

, ( )

VARIABEL PENELITIAN

Tipe percabangan HLP,

VARIABEL BEBAS

Ki j h

VARIABEL TERIKAT

dengan parameter: jumlah pembelokan cahaya dimensi bukaan distribusi panjang HLP

Kinerja pencahayaanalami, dengan parameter: distribusi cahaya alami

Szokolay (2004: 125)


jumlah bukaan distribusi Iluminan, DF


Chirarattananon, dkk (2000: 339)

SUBYEK PENELITIANOPEN PLAN

Komplemen terhadap sidelighting Partially daylight area Blok bangunan tinggi, core padabagian pusat

Lechner, 2009: 394

Beltran, dkk, 1996

Kohn dan Katz, 2002: 33

Sumber utama pencahayaan alami N d li ht

Beltran, dkk, 1996PRIVATE OFFICE

No daylight areaCentral Offices Nilai reflektansi permukaan :

Plafond: 85%Dinding: 70%

Rea dalam Egan dan Olgyay, 2002:59

Marmot dan Eley, 2000:109

Lechner, 2009: 394

Dinding: 70%Lantai: 40%

HORIZONTAL LIGHT PIPE

Prototipe light pipe tipe C

Beltran, dkk, 1996

SKEMA KERANGKA EKSPERIMEN

HLP‐P

HLP‐Y

HLP‐THLP‐O HLP‐L

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN



SKEMA ANALISA DAN PEMBAHASAN

ASPEK KINERJA PENCAHAYAAN ALAMI

ASPEK DESAIN TIPE PERCABANGAN HLP PADA RUANG

ANALISA PENGARUH DESAIN TIPEANALISA KUAT CAHAYA

ALAMIANALISA DISTRIBUSI

CAHAYA ALAMI

ANALISA PENGARUH DESAIN TIPE PERCABANGAN HLP PADA KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI

DALAM RUANG

Perbandingan kuat dan distribusicahaya alami Base case dan Case, dalam kaitannya dengan aspek

Perbandingan Iluminan, DF Base Case dan Case

Perbandingan uniformityBase case dan Case

P P d if i desain tipe percabangan HLPPersyaratan rata‐rata iluminan pada bidang

kerja

Steffy (2008: 146)

Panduan uniformityiluminan pada bidang

kerja

Steffy (2008: 146)

Jumlah pembelokan cahaya

Dimensi bukaan distribusi

Standar DF: Kualitas B (kerja halus, pekerjaancermat tidak secara

intensif terus menerus)

Dimensi bukaan distribusi

Panjang HLP

Jumlah Bukaan Distribusiintensif terus menerus)

RSNI 03‐2396‐2001

Heerwagen (2004:345)

ANALISA KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI DALAM RUANG Lechner (2009)

OPEN PLAN Iluminan

Rata‐rata

Persyaratan Iluminasi RuangKerja

1. Rata‐rata Iluminan

Iluminan padaBidangKerja

Visual Task Sederhana, Tipikal (150 lux, ±10%)

Visual Task BerkekontrasanTinggi, Tipikal(300 lux, ±10%)

HLP O 306 √ √

HLP‐O

k l h d d l h

HLP‐O 306 √ √HLP‐L 296 √ √HLP‐T 295 √ √

Beltran, dkk (1996) HLP komplemen terhadap sidelighting

HLP‐L

Prosentase Titik dalam Ruang Open Plan dengan NilaiIluminan di Bawah Persyaratan Iluminasi Ruang Kerja

HLP T,L < ±300 lux: 55.3% HLP‐O < ±300 lux: 54.7% HLP‐T < ±150 lux: 1.9% dan HLP‐L < ±150 lux: 1.24%

HLP‐T

3. DFANALISA KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI DALAM RUANG

Keseluruhan Area

2. Uniformity RatioOPEN PLAN

HLP‐O

Rasio KeseragamanRata‐rata terhadap

MinimumMaksimum terhadap

MinimumKondisi Persyaratan Kondisi Persyaratan

(maksimal 3:1) (maksimal 6:1)HLP‐O 2.1: 1 √ 5.1: 1 √HLP‐L 2.2: 1 √ 5.5: 1 √HLP‐T 2.2: 1 √ 5.5: 1 √

HLP‐L

Rasio KeseragamanRata‐rata terhadap Maksimum terhadap

Partially Daylight Area

HLP T

Minimum MinimumKondisi Persyaratan

(maksimal3:1)

Kondisi Persyaratan(maksimal

6:1)HLP‐O 1.24:1 √ 1.45:1 √

Memenuhi persyaratan DF kualitas peneranganB (kerja halus, pekerjaan cermat tidak secaraintensif terus menerus)

HLP‐THLP OHLP‐L 1.24:1 √ 1.50:1 √

HLP‐T 1.24:1 √ 1.49:1 √

1 2 Rata rata Iluminan dan DF

PRIVATE OFFICE ANALISA KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI DALAM RUANG

HLP‐P

1,2. Rata‐rata Iluminan dan DF

Rata‐rata Iluminanpada

Persyaratan Iluminasi RuangKerja

Rata‐rata DF pada

Persyaratan DF padaVisual Task Visual Task

HLP‐Y

BidangKerja(lux)

BidangKerja(%)

RuangKerja(2%)

Sederhana, Tipikal (150 lux, ±10%)

BerkekontrasanTinggi, Tipikal(300 lux, ±10%)

HLP‐P 127.1 x x 1.27 xHLP‐Y 135.3 √ x 1.35 x

Case 3 (HLP‐Y): 62.5% memenuhipersyaratan iluminasi ruang kerja denganvisual task sederhana

HLP Y 135.3 √ x 1.35 x

3. Uniformity Ratio

HLP‐P

Rasio KeseragamanRata‐rata terhadap

MinimumMaksimum terhadap

MinimumKondisi Persyaratan

(maksimalKondisi Persyaratan

(maksimal

HLP‐Y

(maksimal3:1)

(maksimal6:1)

HLP‐P 1.07:1 √ 1.12:1 √HLP‐Y 1.07:1 √ 1.15:1 √

Titik‐titik dengan Nilai DF < 2%

Kedua kasus, sebagai sumber utama pencahayaan alami, menghasilkan keseragaman iluminasi tinggi pada ruang

Titik‐titik dengan Nilai Iluminan < 150 lux (±10%)

OPEN PLANJUMLAH PEMBELOKAN CAHAYA

ANALISA PENGARUH DESAIN TIPE PERCABANGAN HLP TERHADAP KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI DALAM RUANG

1,2. Rata‐rata Iluminan dan DFIluminan dan DF padaPotongan Ruang

3. Uniformity Ratio

Pembelokan cahaya memberikan Peningkatan level iluminan pada

HLP‐O, tanpa pembelokancahaya, mendistribusikan cahayal i l bih

Szokolay, 2004Ander, 1993

Chirarattananon,2007

Pembelokan cahaya memberikanpengurangan rata‐rata iluminan danDF: HLP L 3.27%, HLP‐T 3.59% Rata‐rata iluminan, DF HLP‐L > HLP‐T

Peningkatan level iluminan padabagian belakang ruang Pada jarak 7 m dari sidelighting:HLP‐O: 171 lux, HLP‐L: 163 lux, HLP‐T:161 lux

alami secara lebih meratadibandingkan HLP‐T, HLP‐L Area partially daylight: HLP‐T lebih merata dibandingkan HLP‐L

OPEN PLANJUMLAH PEMBELOKAN CAHAYA


:

Dominasi keberadaan sidelightingsepanjang ruang

Peran dinding belakang dalam pencahayaan ruangBeltran, dkk (1996)

Szokolay, 2004 Pembelokan cahaya: pengurangan kuat cahaya alami

OPEN PLANPANJANG HLP


Iluminan dan DF padaPotongan Ruang

1,2 Rata‐rata Iluminan dan DF 3. Uniformity Ratio

HLP‐T dan HLP‐L

Chirarattananon,dkk (2000)HLP‐O dan HLP‐T

HLP dengan panjang kedua lengan Peningkatan panjang HLP: pengurangan terhadap rata‐rata iluminan, DF dan keseragamaniluminan dalam ruang.

HLP dengan panjang kedua lengansama mendistribusikan cahaya alamilebih merata dibandingkan HLP dengan panjang lengan berbeda

OPEN PLAN


JUMLAH BUKAAN DISTRIBUSI

1,2 Rata‐rata Iluminan dan DF 3. Uniformity Ratio

pembagian 1 bukaan distribusimenjadi 2 melaluipembelokan danpenambahanpanjang HLP: pengurangan

h dterhadap rata‐rata iluminan, DF dalam ruang

Jumlah bukaan distribusi >, rasiokeseragaman >, dibandingkandengan HLP berjumlah bukaandistribusi lebih sedikit tetapi tidak

Szokolay 2004

Hien dan Chirarattananon, 2007

distribusi lebih sedikit, tetapi tidakmengalami pembelokan HLP

Szokolay, 2004

PRIVATE OFFICEANALISA PENGARUH DESAIN TIPE

PERCABANGAN HLP TERHADAP KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI DALAM RUANGLUAS BUKAAN DISTRIBUSI

1. Rata‐rata IluminanIluminan pada TitikPengukuran

Iluminan pada PotonganRuang

HLP-P

Pengurangan luas bukaan distribusi: meningkatkan rata‐rata iluminan dan

Beltran, dkk, 1996

DF sebesar 6.42% HLP-Y Peningkatan iluminan padaarea dekat dinding belakangruang

HLP-P

Nilai iluminan dekat dindinglebih tinggi dibandingkan area

tengah ruang: kuatnyapengaruh dinding dalam

g Luas bukaan distribusi <, iluminan > (146 luxdibandingkan 127 lux)

HLP-Y

p g gmerefleksikan cahaya alami

pada proporsi ruang yang kecil

Beltran, dkk, 1996

PRIVATE OFFICEANALISA PENGARUH DESAIN TIPE

PERCABANGAN HLP TERHADAP KUAT DAN DISTRIBUSI CAHAYA ALAMI DALAM RUANGLUAS BUKAAN DISTRIBUSI

Radius Iluminasi

Penguranganl b k

2. Rata‐rata DF

luas bukaandistribusi:

meningkatkanrata‐rata DF sebesar

3. Uniformity Ratio

sebesar6.42%

f y

HLP dengan luas bukaan distribusilebih besar: lebih merata

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN



Aspek KINERJA: KESIMPULAN

memenuhi persyaratan keseragaman iluminan untuk visual task sederhanab k k t ti i d bid k j d h ilk di t ib i

Ruang Open Plan

Tipe Percabangan HLP

Beltran, dkk (1996) maupun berkekontrasan tinggi pada bidang kerja dan menghasilkan distribusicahaya alami yang merata dalam ruang

memenuhi persyaratan iluminan untuk visual task sederhana danRuang Private Office

Aspek DESAIN:

memenuhi persyaratan iluminan untuk visual task sederhana danmenghasilkan distribusi cahaya alami yang merata dalam ruang

Szokolay 2004

Pembelokan cahaya alami, peningkatan panjang HLP dan penambahanjumlah bukaan distribusi memberikan pengurangan terhadap rata-ratailuminan DF dan keseragaman iluminan dalam ruang

Ruang Open Plan

Szokolay, 2004

Chirarattananon, dkk (2000)

iluminan, DF dan keseragaman iluminan dalam ruang Rata-rata iluminan HLP-L> HLP-T; akan tetapi HLP-T mendistribusikancahaya alami secara lebih merata dibandingkan HLP-L.

Ruang Private OfficePengurangan luas bukaan distribusi meningkatkan rata-rata iluminan danDF; tetapi menurunkan keseragaman iluminan dalam ruang

Ruang Private Office

KESIMPULAN DAN SARAN

SARAN:

T iti

Penelitian lebih lanjut: kedalaman ruang > 10 m Pengembangan prototipe HLP: penyesuaian kemiringan reflektor

Teoritis

Praktis

Simulasi dengan software OPTICAD, PHOTOPIA

Metodologi

Praktis

Sebagai komplemen terhadap sidelighting:

Meminimalkan pembelokan cahaya, panjang HLP, jumlah bukaandistribusi dan menyamakan cara bukaan mendistribusikan cahaya alami

Sebagai sumber utama cahaya alami:

Mengoptimalkan luas material reflektif spekular tinggiMengoptimalkan luas material reflektif spekular tinggi

DAFTAR PUSTAKAAnder, Gregg D, (1995), Daylighting Performance and Design, John Wiley & Sons, Inc, Canada.Bailey, Stephen, (1990), Offices: A briefing and design Guide, Butterworth Architecture, London.Baroncini, C; Boccia, O.; Chella, F; Zazzini, P. (2010), “Experimental Analysis on a 1:2 Scale Model of the Double Light

Pipe an Innovative Technological Device for Daylight Transmission” Solar Energy Vol 84 hal 296–307Pipe, an Innovative Technological Device for Daylight Transmission , Solar Energy, Vol. 84, hal. 296 307.Beltran, L.O, Lee, E.S dan Selkowitz, S.E. (1996), “Advanced Optical Daylighting Systems: Light Shelves and Light Pipes”,

IESNA Annual Conference, 4‐7 Agustus 1996.Canziani, R, Peron, F dan Rossi, G. (2004), “Daylight and Energy Performances of a New Type of Light pipe”, Energy and

buildings, Vol. 36, hal. 1163‐1176.Chirarattananon, S., Chedsiri, S. dan Renshen, L. (2000). “Daylighting through Light Pipes in the Tropics”, Solar Energy,

Vol. 69, No. 4, hal. 331‐341. Courret, Gilles; Scartezzini, JL; Francioli, David dan Meyer, JJ. (1998). “Design and Assessment of an Anidolic light‐duct”,

Energy and Buildings, Vol 26, hal 79‐99.Edmonds, I.R dan Greenup, P.J, (2002). “Daylighting in the Tropics”, Solar Energy, Vol.73, hal 111‐121.d o ds, . da G ee up, .J, ( 00 ). ay g t g t e op cs , So a e gy, o . 3, a .Egan, M.David dan Olgyay, Victor W, (2002). Architectural Lighting, Second Edition, McGraw‐Hill Company, New York.Evans, Benjamin H, AIA. (1981), Daylight in Architecture, McGraw‐Hill, Inc, New York.Farrel, Anthony J; Norton, Brian; Kennedy, David. (2010), Lightpipe Daylight Simulation Modelling Using Radiance

Backward and Forward Ray Tracing Methods: A Comparison With Monitored Data for Commercial Li ht i i I l d di liLightpipes in Ireland. www.radiance‐online.org

Frick, Heinz; Ardiyanto, Antonius; Darmawan, AMS, (2008), Ilmu Fisika Bangunan: Pengantar Pemahaman Cahaya, kalor, Kelembaban, Iklim, Gempa Bumi, Bunyi dan Kebakaran, Kanisius, Yogyakarta.

Givoni, Baruch, (1998), Climate Considerations in Building and Urban Design, John Wiley and Sons, Inc, Canada.Groat, Linda dan Wang, David, (2002), Architectural Research Methods, John Wiley and Sons, Inc, Canada.Hansen, Veronica Garcia; Edmonds, Ian dan Hyde, Richard. (2001), “The Use of Light Pipes for Deep Plan Office

Buildings: A Case Study of Ken Yeang’s Bioclimatic Skyscraper Proposal for KLCC, Malaysia”, ANZAsCA, hal 1‐8.

DAFTAR PUSTAKAHeerwagen, Dean, (2004), Passive and Active Environmental Controls: Informing The Schematic Designing of

Buildings, McGraw‐Hill, New York.Hien, V. D. dan Chirarattananon, S. (2007), “Daylighting through Light Pipe for Deep Interior Space of Building with

Consideration of Heat Gain”, Asian Journal on Energy and Environment, Vol. 08, hal. 461‐475.Jenkins D dan Muneer T (2003) “Modelling Light pipe Performances a Natural Daylighting Solution” Building andJenkins, D. dan Muneer, T. (2003), Modelling Light‐pipe Performances‐a Natural Daylighting Solution , Building and

Environment, Vol. 38, hal. 965‐972.Jenkins, D. dan Muneer, T. (2004), “Light‐pipe Prediction Methods”, Applied Energy, Vol. 79, hal. 77‐86.Kischkoweit‐Lopin, Martin. (2002). “An Overview of Daylighting Systems”. Solar Energy, Vol 73 No 2, hal. 77‐82.Kohn, A.Eugene dan Katz, Paul, (2002), Building Type Basics for Office Buildings, John Wiley & Sons, Inc. New York.Lam, William M.C, (1986), Sunlighting as Formgiver for Architecture, Van Nostrand Reinhold Company, New York.Lauber, Wolfgang, (2005), Tropical Architecture, Prestel, New York.Lechner, Norbert, (2009), Heating, Cooling, Lighting, Sustainable Design Methods for Architects, John Wiley & Sons,

Inc, Canada.Lomas, Kevin J. (2007), “Architectural Design of an Advanced Naturaly Ventilated Building Form”, Energy andLomas, Kevin J. (2007), Architectural Design of an Advanced Naturaly Ventilated Building Form , Energy and

Buildings, Vol 39, hal. 166‐181.Marmot, Alexi dan Eley, Joanna, (2000), Office Space Planning: Designing for Tomorrow’s Workplace, McGraw‐Hill

Professional, USA.Meel, Juriaan van; Martens, Yuri dan Ree, Hermen Jan van, (2010), Planning Office Spaces: a Practical Guide for

M d D i L Ki P bli hi L d L dManagers and Designers, Laurence King Publishing Ltd, London.Moore, Fuller, (1993), Environmental Control Systems: Heating Cooling Lighting, McGraw‐Hill, Inc, USA.Oakley, G, Riffat, S. B. dan Shao, L. (2000), “Daylight Performance of Light pipes”, Solar energy, Vol. 69, No. 2, hal. 88‐98.Paroncini, M.; Corvaro, F.; Nardini, G.; Pistolesi, S. (2008), “The experimental and Numerical Analysis of a Lightpipe, ; , ; , ; , ( ), p y g p p

using a Simulation Software”, World Academy of Science, Engineering and Technology, Vol. 40, hal 580‐583.

Pemerintah Kota Surabaya, (2012), Info kota: Perdagangan, Diunduh darihttp://www.surabaya.go.id/infokota/index.php?id=6

DAFTAR PUSTAKA

Raymond, Santa dan Cunliffe, Roger, (1997), Tomorrow Office: Creating Effective and Humane Office, E&FN Spon, London.

RSNI 03 2396 2001 (2001) Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Alami pada Bangunan Gedung DiunduhRSNI 03‐2396‐2001 (2001), Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Alami pada Bangunan Gedung, Diunduhdari http://www.ciptakarya.pu.go.id/pbl/pustaka/

Satwiko, Prasasto, (2010), Arsitektur Digital, Gadjah Mada University Press, YogyakartaScartezzini, Jean Louis dan Courret, Gilles. (2002). “Anidolic Daylighting Systems”. Solar Energy. Vol 73, hal 123‐135.Steffy, Gary, (2002), Architectural Lighting Design, John Wiley & Sons, Inc, New York.Szokolay, Steven V, (2004), Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable Design, Architectural

Press, Oxford.Singh, M.C dan Garg, S.N. (2011). “Suitable Glazing Selection for Glass‐Curtain Walls in Tropical Climates of India”.

ISRN Renewable Energy, Vol 2011, hal 1‐11.United Nation: Economic and Social Commission for Asia and the Pacific, (2003), Cities and SustainableUnited Nation: Economic and Social Commission for Asia and the Pacific, (2003), Cities and Sustainable

Development: Lessons and Experiences from Asia and the Pacific, United Nation Publications, New York

PENGARUH TIPE PERCABANGAN HORIZONTAL LIGHT PIPE … · fakultas teknik sipil dan perencanaan institut teknologi sepuluh nopember surabaya 2013. bab 1 pendahuluan draft tesis pengaruh

Documents