Instalasi penerangan: luminer, metode lumen, dan penerangan darurat

Di ruang setrika sebuah laundry komersial, seorang operator gagal mendeteksi noda tipis pada kemeja putih karena iluminans di meja kerjanya hanya sekitar 150 lux, jauh di bawah nilai yang lazim dianjurkan untuk pekerjaan inspeksi tekstil. Akibatnya, pakaian yang sudah disetrika dikembalikan dengan keluhan pelanggan. Kejadian ini bukan masalah kelistrikan sirkit, melainkan masalah perencanaan penerangan: berapa luminer yang dipasang, di mana letaknya, dan apakah nilainya cukup untuk tugas visual yang harus dikerjakan.

Bab sirkit akhir membahas cara titik lampu disambung, dikelompokkan, dan diproteksi. Uraian berikut membahas sisi lainnya: jumlah dan letak luminer yang menentukan terang di bidang kerja, sifat kelistrikan luminer LED yang perlu diketahui perancang sirkit, serta penerangan darurat dan tanda keluar. Satu buku ajar korpus menulis rumus jumlah armatur dengan indeks ruang di penyebut, sehingga hasilnya terbagi oleh indeks ruang; kesalahan itu dikoreksi pada contoh kerja.

Batas pembahasan

Cakupannya besaran fotometri, tingkat pencahayaan per area kerja laundry, metode lumen untuk bidang kerja horizontal di ruang persegi panjang, sifat kelistrikan luminer LED pada suplai 230 V 50 Hz, serta penerangan darurat dan tanda keluar. Desain sirkit akhir dan pemilihan pengamannya ada di bab sirkit akhir dan bab proteksi arus lebih, sedangkan tata letak panel hubung bagi (PHB; PUIL 2020 juga memakai istilah PSDK) dibahas pada bab PHB dalam instalasi. Pencahayaan eksterior, pencahayaan jalan, dan perhitungan iluminans titik demi titik tidak dikaji.

PUIL 2020 menempatkan ketentuan luminer di Bagian 5-55 (Lampiran A.559) dan layanan keselamatan, termasuk penerangan darurat, di Bagian 5-56. Kedua bagian itu tercantum dalam prakata PUIL 2020, tetapi tidak ada di salinan yang dipakai editor; butir 5100.3 dan 790.22 yang tersedia hanya berisi rujukan ke sana. Karena itu rujukan teknis untuk luminer dan penerangan darurat memakai IEC 60364-5-55 dan IEC 60364-5-56:2018 sebagai padanan internasional, dengan klausul PUIL 2020 padanannya belum diverifikasi, ditambah PUIL 2020 Bagian 7-790 butir 790.16.4 untuk pencahayaan darurat gedung umum. Uraian ini bahan belajar, bukan instruksi kerja; pengukuran pada rangkaian bertegangan hanya dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD.

Besaran fotometri yang wajib dipahami

Empat besaran fotometri menjadi dasar seluruh perhitungan penerangan.

Dalam metode lumen, jumlah luminer sebanding dengan iluminans target dan luas ruangan, dan berbanding terbalik dengan fluks per luminer. Efikasi dipakai untuk membandingkan konsumsi daya, sedangkan iluminans untuk merencanakan tata letak.

Indeks renderasi warna (Ra) relevan khususnya untuk pekerjaan visual kritis seperti mencocokkan warna kain, mendeteksi noda, atau memeriksa cacat permukaan. Sumber dengan Ra rendah tetap dapat menyebabkan kesalahan visual meskipun iluminansnya tinggi. Pekerjaan inspeksi tekstil umumnya direncanakan dengan Ra ≥ 80 (ilustrasi). Nilai Ra minimum per jenis pekerjaan dibaca dari standar pencahayaan tempat kerja.

Tingkat pencahayaan per area kerja laundry

Laundry komersial terdiri dari beberapa zona dengan tuntutan visual berbeda. Area penerimaan dipakai membaca formulir dan memeriksa kondisi awal pakaian, dan area cuci memerlukan penerangan untuk keselamatan mesin dan pembacaan panel kendali. Area pelipatan dan setrika adalah zona inspeksi visual, dan meja inspeksi atau perbaikan memerlukan iluminans tertinggi agar noda dan cacat kain terdeteksi. Gudang cukup diterangi untuk membaca label dan berjalan dengan aman.

Seluruh nilai lux dan Ra pada tabel di atas adalah ilustrasi pembelajaran, bukan acuan desain, karena tabel normatifnya tidak dibaca editor. Nilai yang berlaku diverifikasi ke dua dokumen sebelum dipakai pada proyek nyata. Pertama, ISO/CIE 8995-1:2025 tentang pencahayaan tempat kerja dalam ruang, yang menggantikan ISO 8995-1:2002 sejak Januari 2025. Kedua, Permenaker 5/2018 tentang K3 lingkungan kerja, yang mengatur pencahayaan sebagai salah satu faktor fisika tempat kerja.

Permenaker 5/2018 masih berlaku sebagai regulasi yang harus dipatuhi, tetapi Permenaker 11/2026 yang berlaku 3 Juli 2026 mencabut sebagian pasalnya, yaitu Pasal 1 angka 40, Pasal 59 ayat (5), dan Pasal 70; editor belum memeriksa apakah ada yang menyangkut pencahayaan. Nilai yang mengikat dibaca langsung dari Permenaker itu; angka lux-nya sengaja tidak direproduksi agar tidak salah kutip. Rentang di buku ajar korpus, misalnya 200–500 lux untuk perkantoran dan 100–200 lux untuk gudang dan koridor, tidak bersumber jelas sehingga juga tidak dijadikan patokan.

Metode lumen langkah demi langkah

Metode lumen adalah cara baku menghitung jumlah luminer untuk mencapai iluminans rata-rata tertentu pada bidang kerja horizontal. Metode ini bekerja atas asumsi luminer tersusun teratur sehingga distribusi cahaya cukup merata, dan tidak cocok dipakai untuk analisis titik tunggal atau ruangan dengan geometri tidak beraturan. Varian yang dipakai di sini membaca faktor utilisasi dari indeks ruang $k$. Varian lain, metode rongga zona (zonal cavity method), memakai rasio rongga ruang $\text{RCR} = 5/k$ untuk membaca tabel koefisien utilisasi; buku ajar korpus menyebut rasio ini tanpa menghubungkannya dengan indeks ruang.

Rumus inti

$N = \frac{E \cdot A}{\Phi \cdot \text{UF} \cdot \text{MF}} \qquad (1)$

dengan $N$ jumlah luminer yang diperlukan (dibulatkan ke atas), $E$ iluminans terpelihara rata-rata yang ditargetkan pada bidang kerja (lux), $A$ luas bidang kerja (m²), $\Phi$ fluks cahaya satu luminer (lm) dari lembar data, $\text{UF}$ faktor utilisasi ($0 < \text{UF} \le 1$), dan $\text{MF}$ faktor pemeliharaan ($0 < \text{MF} \le 1$). Setelah $N$ dibulatkan, iluminans yang benar-benar dicapai diperiksa dengan bentuk kebalikannya:

$E_\text{m} = \frac{N \cdot \Phi \cdot \text{UF} \cdot \text{MF}}{A} \qquad (2)$

$E_\text{m}$ adalah iluminans terpelihara, yaitu iluminans rata-rata menjelang akhir periode pemeliharaan; tanpa $\text{MF}$, rumus yang sama memberi iluminans awal saat luminer baru. Langkah perhitungannya:

1. Tentukan iluminans target $E$ sesuai standar atau regulasi yang berlaku.
2. Ukur atau hitung luas bidang kerja $A$.
3. Pilih tipe luminer dan baca $\Phi$ dari lembar data pabrikan.
4. Hitung indeks ruang $k$, lalu baca $\text{UF}$ dari tabel pabrikan.
5. Tentukan $\text{MF}$ berdasarkan jadwal pemeliharaan dan kondisi ruang.
6. Hitung $N$, bulatkan ke atas, susun tata letak, lalu periksa $E_\text{m}$ dengan persamaan (2).

Indeks ruang

Indeks ruang dihitung dengan

$k = \frac{L \cdot W}{H_\text{m}\,(L + W)} \qquad (3)$

dengan $L$ panjang ruangan (m), $W$ lebar ruangan (m), dan $H_\text{m}$ tinggi pemasangan luminer di atas bidang kerja (m). Nilai $k$ besar berarti ruang yang lebar dan rendah dibandingkan tinggi pasang luminer, sehingga porsi fluks yang jatuh ke dinding lebih kecil dan UF lebih tinggi. Indeks ruang tidak berdimensi dan hanya dipakai sebagai kunci untuk membaca tabel; ia bukan faktor pengali di rumus (1).

Faktor utilisasi

Faktor utilisasi adalah bagian fluks total luminer yang benar-benar mencapai bidang kerja. Nilainya bergantung pada indeks ruang, reflektansi langit-langit dan dinding, serta distribusi fotometri luminer, dan dibaca dari tabel fotometri pabrikan untuk tipe luminer itu. Sebagian buku menulis UF sebagai hasil kali efisiensi luminer $\eta_\text{LB}$ dan utilansi ruang $\eta_\text{R}$; maknanya sama. Untuk ilustrasi perhitungan, dipakai UF = 0,65 (ilustrasi; harus diganti nilai dari tabel pabrikan untuk tipe luminer yang dipilih).

Faktor pemeliharaan

Faktor pemeliharaan memperhitungkan penurunan iluminans selama periode operasi antara dua jadwal pembersihan atau penggantian. MF merupakan hasil kali beberapa subfaktor: faktor pemeliharaan luminer (luminaire maintenance factor), faktor penurunan fluks lampu (lamp lumen maintenance factor), faktor kelangsungan hidup lampu (lamp survival factor), dan faktor pemeliharaan permukaan ruangan (room surface maintenance factor). Untuk luminer LED di ruang bersih dengan pembersihan setiap 12 bulan, contoh ini memakai MF = 0,80 (ilustrasi; nilai nyata ditetapkan dari jadwal pemeliharaan); untuk ruang lembab seperti area cuci, MF bisa lebih rendah karena akumulasi uap air dan serat kain pada penutup optik. Buku ajar korpus memasukkan faktor ini sebagai "faktor perencanaan 1,25", yang sama dengan membagi dengan MF = 0,8.

Luminer LED: karakteristik kelistrikan

Luminer LED bukan beban resistif murni. Karakteristik kelistrikannya memengaruhi desain sirkit dan pemilihan pengaman, walaupun perancangan sirkit itu sendiri ada di bab sirkit akhir.

Catu daya: driver LED. Setiap luminer LED mengandung driver yang mengubah tegangan AC 230 V, 50 Hz menjadi arus searah bertegangan rendah untuk keping LED. Driver dapat bertipe arus tetap (constant current) atau tegangan tetap (constant voltage). Kualitas driver menentukan umur luminer, faktor daya, dan kadar harmonisa yang disuntikkan ke jaringan. Luminer dengan faktor daya 0,5 menarik arus dua kali arus beban resistif berdaya aktif sama, dan makin rendah faktor dayanya makin besar arus itu; faktor daya beban elektronik adalah hasil kali bagian pergeseran dan bagian distorsi, seperti dijelaskan bab daya AC.

Arus asut (inrush current). Pada saat dinyalakan, kapasitor penyaring dalam driver mengisi muatan dan menimbulkan lonjakan arus sesaat yang jauh melampaui arus kerja. Satu lembar data driver LED 50 W yang dicek editor mencantumkan puncak arus asut dingin 50 A dengan lebar pulsa 350 µs (diukur pada 50 % puncak) pada 230 V, sedangkan arus masukannya 0,29 A; puncaknya sekitar 170 kali arus masukan. Lembar data yang sama membatasi lima driver per MCB kurva B 16 A dan delapan per kurva C 16 A. Jika banyak luminer dinyalakan serentak oleh satu sakelar, arus asut total dapat memicu pelepas seketika MCB kurva B. Kurva MCB ada di bab proteksi arus lebih, dan diagnosis trip seketika saat penyalaan dibahas pada bab diagnosis instalasi.

Harmonisa arus. Driver LED yang tidak memiliki koreksi faktor daya aktif (active PFC) menghasilkan distorsi harmonisa arus yang tinggi, terutama orde ketiga dan kelima. Pada sirkit tiga fasa empat kawat dengan banyak beban LED, harmonisa orde ketiga (bersifat urutan nol, zero sequence) tidak saling meniadakan di netral, sehingga arus netral dapat melebihi arus fasa. Kondisi ini memengaruhi pemilihan penampang konduktor netral; bab harmonisa menghitung arus netral seperti itu dan menjelaskan ketentuan PUIL 2020 523.6.3 tentang ukuran netral.

IP untuk ruang lembab. Kode IP (IEC 60529) ditandakan pada luminer menurut IEC 60598-1 bila nilainya selain IP20, tetapi kebutuhan IP di lokasi ditentukan dari pengaruh eksternal menurut PUIL 2020 Bagian 5-51 Tabel 51A. Air yang memercik dari sembarang arah (AD4) meminta IPX4, dan pancaran air, misalnya dari selang saat lantai dibersihkan (AD5), meminta IPX5; angka pertama dipilih dari kode debu dan benda padat, termasuk serat kain di laundry. Baris AE4 Tabel 51A tercetak "IPX5", salah ketik untuk IP5X. Ketentuan ruang basah dibahas pada bab ruang basah dan ruang khusus.

Luminer yang keliru untuk lingkungan lembab juga berdampak pada proteksi. Uap air yang menembus rumahan luminer menurunkan isolasi dan menimbulkan arus bocor yang memicu RCD (gawai proteksi arus sisa, GPAS). Jika RCD trip berulang karena luminer tidak sesuai IP-nya, teknisi menilai ulang kode IP luminer sebelum tindakan lain pada sirkit pengamannya, dan RCD tidak pernah dijembatani. Driver juga mengalirkan arus bocor alami melalui filternya; lembar data yang sama menyebut kurang dari 0,75 mA per unit pada 277 V, sehingga pembagian luminer per RCD mengikuti batas akumulasi 30 % $I_{\Delta\text{n}}$ pada bab RCD.

Penerangan darurat dan tanda keluar

Penerangan darurat memungkinkan penghuni mengevakuasi diri dengan aman ketika catu utama padam. Iluminans minimumnya lebih rendah daripada penerangan normal, tetapi persyaratan keandalan dan otonominya jauh lebih ketat. ISO/CIE 8995-1:2025 secara tegas tidak berlaku untuk penerangan darurat dan merujuk ISO 30061:2007. Pembagian yang lazim dipakai perancang adalah penerangan jalur evakuasi, penerangan area terbuka (antipanik), dan penerangan area tugas berisiko tinggi, yaitu penerangan yang memungkinkan proses berbahaya dihentikan dengan aman. PUIL 2000 memakai pembagian serupa: penerangan gerbang keluar, lorong keluar, dan antipanik (PUIL 2000, sebagai rujukan cadangan).

PUIL 2020 Bagian 7-790 butir 790.16 berlaku untuk gedung pertunjukan, gedung pertemuan, museum, pasar, toko, dan gedung umum lainnya. Butir 790.16.4 tentang pencahayaan darurat meminta, antara lain, kuat pencahayaan darurat sekurang-kurangnya 1,3 lux di koridor auditorium dan ruang publik (790.16.4.2), sekurang-kurangnya 5 lux di ruang yang dipasangi pencahayaan darurat (790.16.4.5), dan suplai dari baterai khusus yang mampu menyalakan seluruh lampu darurat sekurang-kurangnya ½ jam tanpa pengisian (790.16.4.6). Butir lain meminta pembagian menjadi dua bagian dengan baterai berbeda bila luas lantai auditorium dan balkon melebihi 600 m² (790.16.4.7), pengisi yang memulihkan baterai kosong sampai penuh dalam 10 jam (790.16.4.10), dan penyalaan otomatis segera setelah tegangan utama turun di bawah 80 % tegangan kerjanya (790.16.4.12). Teks salinan korpus langsung melompat dari judul 790.16.4 ke 790.16.4.2, dan rujukannya ke 790.22.3.2, 790.22.3.3, serta 790.22.6.1.2 menunjuk butir yang kini kosong dan dialihkan ke Bagian 5-56.

Untuk jenis bangunan dan fungsi lain yang tidak dicakup 790.16, IEC 60364-5-56:2018 digunakan sebagai rujukan teknis internasional, dengan klausul PUIL 2020 Bagian 5-56 padanannya belum diverifikasi. Persyaratan pokok sistem penerangan darurat dapat diringkas sebagai berikut:

• Menyala otomatis ketika catu utama gagal. PUIL 2020 790.16.4.12 memakai ambang 80 % tegangan kerja; PUIL 2000 8.22.2.2 meminta penerangan tersedia dalam 15 detik (PUIL 2000, sebagai rujukan cadangan). Nilai waktu IEC 60364-5-56 belum diverifikasi editor.
• Durasi otonomi memadai untuk evakuasi: sekurang-kurangnya ½ jam menurut 790.16.4.6; PUIL 2000 8.22.6.1.2 meminta 1 jam untuk rumah sakit dan ½ jam untuk tempat lain (PUIL 2000, sebagai rujukan cadangan).
• Sumber cadangan dapat berupa baterai di dalam luminer (self-contained) atau baterai sentral dengan atau tanpa inverter. Genset yang mengambil alih beban lebih lambat dari 15 detik memerlukan baterai untuk mengisi celah itu (PUIL 2000, sebagai rujukan cadangan); genset dan sakelar alih dibahas pada bab genset.
• Fiting lampu untuk pencahayaan darurat bertipe bayonet B22 (790.16.5.9). Pengujian berkala dilakukan dan dicatat.

Tanda keluar menurut PUIL 2020 790.16.3.5.1 dipasang di atas pintu darurat, bertuliskan "KELUAR", "EXIT", atau "PINTU DARURAT", diberi pencahayaan, dan tetap terlihat jelas walaupun pencahayaan ruang padam. Bila tanda itu tidak terlihat langsung, 790.16.3.5.2 meminta tanda anak panah penunjuk arah yang tetap terlihat saat pencahayaan ruang padam. Catatannya memberi contoh tulisan cetak setinggi kira-kira 8 cm atau anak panah putih di atas dasar hijau. Tinggi pemasangan dan jarak pandang diatur dalam standar terkait dan regulasi proteksi kebakaran yang berlaku, dan penggunaan piktogram ISO 7010:2019 untuk evakuasi darurat dianjurkan.

Laundry kiloan dengan loket yang melayani umum dapat tergolong toko, sama dengan penggolongan pada bab perencanaan instalasi, sehingga 790.16 dapat berlaku; penggolongan akhir tetap wewenang instansi pemeriksa dan otoritas bangunan. Bila 790.16 berlaku, instalasi pencahayaan dipisahkan dari instalasi tenaga mulai dari PHB (790.16.1.2), dan titik pencahayaan ruang layanan umum diambil dari sekurang-kurangnya dua sirkit akhir, bila mungkin dari dua fasa, sehingga satu pengaman yang trip tidak menggelapkan seluruh ruang (790.16.3.1). Terlepas dari penggolongan itu, penerangan darurat dianjurkan dipasang sekurang-kurangnya pada jalur evakuasi, di dekat pintu keluar darurat, dan di area PHB utama. Persyaratan yang mengikat ditentukan bersama perancang proteksi kebakaran dan otoritas bangunan setempat.

Baterai internal luminer self-contained diperiksa berkala dan diganti sesuai umur pakai dari pabrikan. Kegagalan baterai tidak terlihat selama catu utama normal. Luminer jenis ini juga memerlukan suplai tetap yang tidak melalui sakelar lampu, supaya baterai terus terisi dan luminer dapat mendeteksi padamnya catu.

Contoh kerja: ruang lipat 6 × 8 m untuk 500 lux

Contoh ini menentukan jumlah luminer untuk ruang pelipatan laundry berukuran 6 m × 8 m dengan target iluminans terpelihara 500 lux, lalu memakai data yang sama untuk mengoreksi rumus buku ajar korpus. Semua parameter yang tidak bersumber dari regulasi atau standar ditandai ilustrasi.

Langkah 1: tentukan parameter ruangan. Panjang $L$ = 8 m, lebar $W$ = 6 m, luas $A$ = 48 m². Tinggi ruangan 3,0 m dan tinggi bidang kerja 0,85 m, sehingga tinggi pemasangan luminer di atas bidang kerja $H_\text{m}$ = 3,0 − 0,85 = 2,15 m. Iluminans target $E$ = 500 lux (ilustrasi, lihat tabel tingkat pencahayaan). Alasan: bidang kerja, bukan lantai, adalah tempat noda harus terlihat, sehingga tinggi pasang diukur dari meja.

Langkah 2: hitung indeks ruang. Dengan persamaan (3):

$k = \frac{8 \times 6}{2{,}15\,(8 + 6)} = \frac{48}{30{,}1} = 1{,}59$

Alasan: $k$ hanya kunci tabel UF; 1,59 dibaca $k \approx 1{,}6$ atau diinterpolasi.

Langkah 3: tentukan fluks luminer dan faktor utilisasi. Dipilih luminer LED panel 40 W dengan $\Phi$ = 4.000 lm (ilustrasi; gunakan nilai lembar data aktual). Dari tabel fotometri pabrikan untuk luminer tersebut, dengan $k \approx 1{,}6$, reflektansi langit-langit 70 % dan dinding 50 %, diperoleh UF = 0,65 (ilustrasi). Alasan: UF adalah sifat pasangan luminer dan ruang.

Langkah 4: tentukan faktor pemeliharaan. Ruang pelipatan adalah lingkungan relatif bersih dengan pembersihan luminer setiap 12 bulan; dari subfaktor pemeliharaan diambil MF = 0,80 (ilustrasi). Alasan: target 500 lux harus tetap terpenuhi menjelang jadwal pembersihan berikutnya, bukan hanya pada hari pertama.

Langkah 5: hitung jumlah luminer. Dengan persamaan (1):

$N = \frac{500 \times 48}{4\,000 \times 0{,}65 \times 0{,}80} = \frac{24\,000}{2\,080} = 11{,}54$

Dibulatkan ke atas menjadi 12 luminer, karena memasang kurang dari nilai hitung memberi iluminans di bawah target. Susunan 3 × 4 memberi jarak antarluminer 2 m × 2 m dengan jarak ke dinding 1 m. Rasio jarak terhadap tinggi pasang $2/2{,}15 = 0{,}93$ dicek terhadap batas dari pabrikan.

Langkah 6: periksa hasil. Dengan persamaan (2), iluminans terpelihara $E_\text{m} = 12 \times 4\,000 \times 0{,}65 \times 0{,}80/48 = 520$ lux, di atas target. Saat luminer baru, iluminans awal sekitar $12 \times 4\,000 \times 0{,}65/48 = 650$ lux. Daya terpasang $12 \times 40 = 480$ W, atau 10 W/m²; angka ini menjadi masukan pembagian sirkit di bab sirkit akhir.

Mengoreksi rumus buku ajar

Satu buku ajar korpus menulis rumus jumlah armatur sebagai berikut:

$N = \frac{1{,}25 \cdot E \cdot L \cdot W}{k \cdot \Phi \cdot \eta_\text{LB} \cdot \eta_\text{R}}$

Faktor 1,25 sama dengan $1/\text{MF}$ untuk MF = 0,8, dan $\eta_\text{LB} \cdot \eta_\text{R}$ sama dengan UF. Satu-satunya perbedaan dengan persamaan (1) adalah $k$ di penyebut. Indeks ruang sudah terwakili di dalam UF yang dibaca dari tabel, sehingga mengalikannya lagi membagi hasil dengan $k$. Pada ruang lipat di atas, rumus buku memberi $11{,}54/1{,}595 = 7{,}24$, dibulatkan 8 luminer. Iluminans terpeliharanya hanya $8 \times 4\,000 \times 0{,}65 \times 0{,}80/48 = 347$ lux, atau 69 % dari target.

Contoh di buku itu sendiri (ruang 15 × 8 m, $h$ = 2,5 m, 300 lux, armatur 2 × 24 W, 1.800 lm, $\eta_\text{LB}$ = 0,58, $\eta_\text{R}$ = 0,91) menghasilkan $k = 120/57{,}5 = 2{,}09$, yang dibulatkan menjadi 2. Hasil 23,7 ditulis 23, lalu dibulatkan menjadi 24 armatur. Angka akhir itu kebetulan benar bila 1.800 lm adalah fluks satu lampu, sehingga satu armatur dua lampu memancarkan 3.600 lm: tanpa $k$, $45\,000/(3\,600 \times 0{,}58 \times 0{,}91) = 23{,}7$. Faktor 2 di penyebut dengan demikian bekerja sebagai jumlah lampu per armatur, bukan sebagai indeks ruang. Bila 1.800 lm adalah fluks satu armatur, jawaban yang benar 48 armatur, dua kali angka buku. Karena kedua tafsir memberi bilangan yang wajar, kesalahan rumus ini mudah lolos; di ruang dengan $k$ jauh dari 2, hasilnya meleset sebanding dengan $k$.

Bila faktor pemeliharaan diabaikan

Bila MF tidak dimasukkan:

$N_\text{keliru} = \frac{500 \times 48}{4\,000 \times 0{,}65} = \frac{24\,000}{2\,600} = 9{,}23 \Rightarrow 10 \text{ luminer}$

Pada hari pertama, 10 luminer memberi sekitar $10 \times 4\,000 \times 0{,}65/48 = 542$ lux, sehingga instalasi tampak memenuhi target. Menjelang akhir periode pemeliharaan, dengan penurunan sebesar asumsi MF = 0,80, iluminansnya turun menjadi sekitar 433 lux, atau 13 % di bawah target. Untuk inspeksi noda pada kain putih, selisih itu nyata dan berdampak pada mutu kerja. Dengan 12 luminer, iluminans terpelihara tetap sekitar 520 lux.

Contoh kerja lapangan

Contoh di bawah memakai rumus bab ini; angka keadaan yang bukan dari sumber ditandai angka latihan, dan nilai lux tetap ilustrasi seperti pada tabel tingkat pencahayaan.

Contoh 1: area cuci laundry rumah sakit. Area cuci sebuah laundry rumah sakit panjangnya 12 m dan lebarnya 8 m, luminer terpasang 3,5 m dan bidang kerja 0,85 m di atas lantai, dengan target 300 lux (ilustrasi). Luminer kedap air 4.000 lm, UF = 0,60, dan MF = 0,70 karena uap dan serat kain (angka latihan).

$$k = \frac{12 \times 8}{2{,}65\,(12 + 8)} = 1{,}81 \qquad N = \frac{300 \times 96}{4\,000 \times 0{,}60 \times 0{,}70} = 17{,}1$$

Dibulatkan 18 luminer dalam susunan $3 \times 6$, dengan $E_\text{m} = 18 \times 1\,680/96 = 315$ lux. Dengan MF 0,80 seperti ruang lipat, hasilnya tepat 15; uap dan serat menambah tiga luminer. Bila lantai disemprot selang (AD5), luminer memerlukan IPX5, bukan hanya IPX4.

Contoh 2: arus asut lampu koridor hotel. Koridor kamar sebuah hotel diberi 14 luminer dengan driver seperti lembar data di atas (arus masukan 0,29 A, puncak asut 50 A), dinyalakan bersama oleh satu sakelar waktu. Arus kerjanya hanya $14 \times 0{,}29 = 4{,}06$ A, tetapi batas lembar data adalah jumlah driver per MCB:

$$N_\text{B16} = \lceil 14/5 \rceil = 3 \qquad N_\text{C16} = \lceil 14/8 \rceil = 2$$

Dengan kurva B diperlukan tiga sirkit, dengan kurva C dua sirkit; yang menentukan adalah arus asut, bukan arus kerja. Kurva dipilih menurut bab proteksi arus lebih. Bila MCB kurva B trip seketika saat lampu dinyalakan, penyebabnya ditelusuri menurut bab diagnosis instalasi, bukan dengan menaikkan arus pengenal.

Contoh 3: arus bocor driver di ruang setrika laundry hotel. Ruang setrika sebuah laundry hotel memakai 20 luminer dengan driver yang sama. Batas akumulasi arus bocor pada RCD 30 mA:

$$0{,}30 \times 30 = 9\ \text{mA} \qquad \frac{9}{0{,}75} = 12\ \text{luminer}$$

Dua puluh luminer pada satu RCD dapat membawa sampai $20 \times 0{,}75 = 15$ mA, di atas 9 mA, sehingga dibagi ke dua RCD, masing-masing 10 luminer (sampai 7,5 mA). Angka lembar data pada 277 V dipakai apa adanya sebagai batas atas. Bila RCD tetap trip berulang, kode IP luminer dinilai ulang lebih dulu, dan RCD tidak dijembatani.

Contoh 4: penerangan darurat auditorium rumah sakit. Auditorium sebuah rumah sakit pendidikan berlantai 20 m kali 28 m dengan balkon 4 m kali 14 m (angka latihan), dan gedung itu dianggap masuk lingkup 790.16.

$$A = 20 \times 28 + 4 \times 14 = 616\ \text{m}^2 > 600\ \text{m}^2 \qquad U_\text{nyala} = 0{,}80 \times 230 = 184\ \text{V}$$

Pencahayaan daruratnya dibagi dua bagian dengan baterai berbeda (790.16.4.7) dan harus menyala otomatis begitu tegangan turun di bawah 184 V (790.16.4.12). Pada uji durasi, bagian kedua padam pada menit ke-41 (angka latihan): lolos ½ jam menurut 790.16.4.6, tetapi gagal bila patokan 1 jam PUIL 2000 untuk rumah sakit dipakai (rujukan cadangan). Patokan akhirnya ditetapkan bersama otoritas bangunan, dan pengisinya diperiksa dapat memulihkan baterai kosong dalam 10 jam (790.16.4.10).

Salah tafsir yang sering terjadi

Lux dianggap sama dengan lumen. Lux adalah iluminans, yaitu cahaya yang diterima per satuan luas, sedangkan lumen adalah fluks total yang dipancarkan sumber. Luminer 5.000 lm yang menyinari bidang 10 m² menghasilkan iluminans berbeda dibandingkan saat menyinari bidang 25 m², meskipun fluksnya sama.

Menggunakan UF generik tanpa tabel fotometri. UF berubah menurut distribusi fotometri luminer, reflektansi ruangan, dan indeks ruang. Nilai "kira-kira 0,6 untuk semua kasus" memberi kesalahan sistematis yang besarnya tidak diketahui.

Indeks ruang dikalikan di rumus. Indeks ruang adalah kunci pembaca tabel UF. Mengalikannya di penyebut membagi jumlah luminer dengan $k$; pada ruang lipat contoh kerja, 12 luminer menjadi 8.

Mengabaikan faktor pemeliharaan. Tanpa MF, instalasi dirancang untuk luminer baru, sehingga terasa cukup saat dipasang tetapi kurang terang beberapa bulan kemudian.

Memilih IP berdasarkan biaya, bukan lingkungan. Luminer IP20 lebih murah, tetapi di area cuci yang terkena percikan tidak memenuhi IPX4 yang diminta PUIL 2020 Tabel 51A untuk AD4. Akibatnya kegagalan dini, trip RCD berulang, dan risiko kejut. IP dipilih dari kode pengaruh eksternal lokasi pemasangan.

Menyamakan watt dengan kecerahan. Watt cukup mewakili kecerahan lampu pijar karena efikasinya hampir sama. Efikasi LED bervariasi lebar antarproduk, sehingga "lampu LED 20 W" tanpa angka lumen tidak cukup untuk perencanaan. Satu buku ajar korpus bahkan menulis fluks sebagai hasil kali intensitas cahaya dan watt, mencampur intensitas dengan efikasi.

Hubungan dengan bab lain

Jumlah dan daya luminer yang ditentukan di sini menjadi masukan bagi bab sirkit akhir, yang mengelompokkan titik lampu ke dalam sirkit dan memeriksa jumlah titik serta pengamannya. Kurva MCB terhadap arus asut ada di bab proteksi arus lebih, tipe RCD untuk sirkit penerangan (tipe A, karena driver memuat penyearah) dan pembagian arus bocor di bab RCD, serta arus netral akibat harmonisa kelipatan tiga di bab harmonisa. Acuan susut tegangan 3 % untuk penerangan pada Tabel G.52.1 (informatif, suplai langsung dari jaringan publik) dijelaskan di bab susut tegangan. Faktor daya beban elektronik mengikuti bab daya AC.

Penerangan darurat memerlukan catu yang tidak bergantung pada sirkit normal. Penandaan sirkit darurat di PHB dibahas pada bab PHB dalam instalasi, suplai cadangan dari genset dan sakelar alih dibahas pada bab genset, dan pemilihan luminer untuk ruang basah dibahas pada bab ruang basah dan ruang khusus. Pemeriksaan dan pengujian penerangan darurat sebagai bagian instalasi dibahas pada bab pemeriksaan dan pengujian instalasi, dan penyusunan jadwal pemeriksaan berkala dibahas pada bab pemeliharaan listrik terencana. Pekerjaan pada luminer dilakukan setelah isolasi dan verifikasi bebas tegangan menurut Bab 2 · Keselamatan.

Latihan dan pembahasan

1. Ruang penerimaan laundry berukuran 4 m × 5 m. Target iluminans 300 lux (ilustrasi). Luminer LED panel dipilih dengan $\Phi$ = 3.600 lm (ilustrasi). Faktor utilisasi UF = 0,60 dan faktor pemeliharaan MF = 0,75 (keduanya ilustrasi). Hitung jumlah luminer minimum yang diperlukan.
2. Seorang teknisi menghitung kebutuhan luminer untuk area cuci (3 m × 6 m, $E$ = 200 lux, ilustrasi) dengan rumus $N = E \cdot A/\Phi$ saja tanpa UF dan MF, dan mendapatkan 1 luminer dengan $\Phi$ = 4.000 lm. Berapa jumlah luminer yang seharusnya jika UF = 0,55 dan MF = 0,70 (keduanya ilustrasi)? Berapa persen lebih sedikit hasil hitungan yang keliru dibandingkan yang benar, dan berapa iluminans terpelihara yang dicapai satu luminer?
3. Ruang gudang berukuran 10 m × 5 m dengan luminer terpasang pada ketinggian 4 m dan bidang kerja di lantai (0 m). Hitung indeks ruang $k$. Jika dari tabel fotometri pabrikan diperoleh UF = 0,58 pada $k$ tersebut dan MF = 0,80 (keduanya ilustrasi), berapa luminer dengan $\Phi$ = 3.000 lm (ilustrasi) yang diperlukan untuk $E$ = 100 lux (ilustrasi)?
4. Sebuah laundry memasang luminer LED IP20 di area mesin cuci untuk menghemat biaya. Setelah 6 bulan, RCD pada sirkit penerangan area tersebut sering trip tanpa sebab yang jelas. Jelaskan mengapa hal ini bisa terjadi secara teknis, dan tindakan apa yang harus diambil teknisi.
5. Manajer laundry melaporkan bahwa lampu darurat self-contained di koridor tidak menyala saat pemadaman singkat, padahal sistem baru dipasang 2 tahun lalu. Pemeriksaan awal menunjukkan lampu menyala normal saat catu ada, tetapi baterai internal tidak terisi. Sebutkan tiga kemungkinan penyebab teknis dan cara memverifikasi masing-masing.
6. Ruang setrika 5 m × 6 m membutuhkan $E$ = 500 lux dengan Ra ≥ 80. Tersedia dua pilihan: (A) luminer LED 4.200 lm, UF = 0,62, MF = 0,78, efikasi 105 lm/W; dan (B) luminer LED 3.800 lm, UF = 0,68, MF = 0,82, efikasi 95 lm/W. Hitung jumlah luminer untuk masing-masing pilihan, total daya terpasang, dan iluminans terpelihara, lalu berikan rekomendasi berdasarkan efisiensi energi dan mutu pencahayaan. Semua nilai ilustrasi.

Kunci jawaban beralasan

1. $A = 4 \times 5 = 20$ m². $N = (300 \times 20)/(3\,600 \times 0{,}60 \times 0{,}75) = 6\,000/1\,620 = 3{,}70$, dibulatkan ke atas menjadi 4 luminer. Pembulatan ke atas menjaga target.
2. $A = 3 \times 6 = 18$ m². Hitungan keliru: $N = (200 \times 18)/4\,000 = 0{,}9$, dibulatkan 1 luminer. Hitungan benar: $N = 3\,600/(4\,000 \times 0{,}55 \times 0{,}70) = 3\,600/1\,540 = 2{,}34$, dibulatkan 3 luminer. Hitungan keliru memberi $(3 - 1)/3 = 67$ % lebih sedikit luminer. Satu luminer hanya memberi iluminans terpelihara $4\,000 \times 0{,}55 \times 0{,}70/18 = 86$ lux, sekitar 43 % target; bahkan saat baru hanya $4\,000 \times 0{,}55/18 = 122$ lux, karena UF yang diabaikan sudah membuang hampir separuh fluks.
3. $H_\text{m} = 4 - 0 = 4$ m. $k = (10 \times 5)/(4 \times 15) = 50/60 = 0{,}83$. $N = (100 \times 50)/(3\,000 \times 0{,}58 \times 0{,}80) = 5\,000/1\,392 = 3{,}59$, dibulatkan 4 luminer; iluminans terpelihara $4 \times 1\,392/50 = 111$ lux. Nilai $k$ kecil menandakan ruang tinggi dan sempit relatif terhadap tinggi pasang, sehingga UF-nya rendah.
4. Luminer IP20 tidak terlindung dari air, sedangkan area mesin cuci dengan percikan tergolong AD4 yang meminta IPX4 menurut PUIL 2020 Tabel 51A. Uap air menembus rumahan luminer, mengembun pada komponen internal, dan membentuk jalur arus bocor ke bagian yang dibumikan; bila arus sisa mencapai ambang, RCD 30 mA memutus sirkit. Tindakan: sirkit diisolasi dan diverifikasi bebas tegangan, luminer diperiksa dan resistansi isolasi sirkit diuji, lalu luminer diganti dengan kode IP yang sesuai kode pengaruh eksternal lokasi. Jangan menaikkan arus operasi RCD atau menjembataninya, karena itu menghilangkan proteksi tambahan.
5. Tiga kemungkinan: (1) luminer disambung ke suplai yang melewati sakelar lampu, sehingga baterai hanya terisi saat lampu dinyalakan; verifikasi dengan memeriksa gambar dan sambungan suplai tetap setelah isolasi. (2) Baterai habis umur pakai; verifikasi dengan membandingkan umur terhadap data pabrikan dan mengukur tegangan baterai saat terisi dan saat dibebani. (3) Pengisi baterai rusak atau konektor baterai korosi atau longgar; verifikasi dengan inspeksi visual, uji kontinuitas setelah isolasi, dan pengukuran tegangan keluaran pengisi. Pengukuran yang memerlukan catu tersambung hanya dilakukan personel kompeten dengan alat berkategori ukur sesuai dan APD. Setelah perbaikan, lakukan uji durasi penuh, sekurang-kurangnya ½ jam bila bangunan masuk lingkup PUIL 2020 790.16.4.6, dan catat hasilnya.
6. $A = 5 \times 6 = 30$ m². Pilihan A: $N = 15\,000/(4\,200 \times 0{,}62 \times 0{,}78) = 15\,000/2\,031 = 7{,}39$, dibulatkan 8 luminer; daya satu luminer $4\,200/105 = 40$ W, total 320 W; $E_\text{m} = 8 \times 2\,031/30 = 542$ lux. Pilihan B: $N = 15\,000/(3\,800 \times 0{,}68 \times 0{,}82) = 15\,000/2\,119 = 7{,}08$, dibulatkan 8 luminer; daya $3\,800/95 = 40$ W, total 320 W; $E_\text{m} = 8 \times 2\,119/30 = 565$ lux. B memberi iluminans terpelihara lebih tinggi pada daya terpasang yang sama; per lumen terpelihara, A memerlukan daya sekitar 4 % lebih besar. Rekomendasi: B, dengan dua syarat. UF B yang lebih tinggi harus berasal dari tabel pabrikan untuk ruang yang sama, dan MF yang lebih tinggi hanya sah bila subfaktor luminer B (penurunan fluks dan kotoran) memang lebih baik; MF yang dipilih bebas bukan keunggulan produk. Kedua pilihan juga harus dicek Ra ≥ 80 pada lembar datanya.

Referensi