AUDIT ENERGI DAN SISTEM PENCAHAYAAN ‘GEDUNG D’ UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Derajat Strata-1 Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh: BIMASAKTI MAHARDIKA BUDI 20130120044
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2017
i
HALAMAN PENGESAHAN I TUGAS AKHIR AUDIT ENERGI DAN SISTEM PENCAHAYAAN ‘GEDUNG D’ UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA Disusun Oleh: BIMASAKTI MAHARDIKA BUDI 20130120044
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2017
Telah diperiksa dan disetujui pada tanggal: 26 Mei 2017
Mengetahui, Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ramadoni Syahputra, S.T., M.T.
Karisma Trinanda Putra S.ST.,M.T.
NIK: 19741010201010123056
NIK: 19900619201604123092
ii
HALAMAN PENGESAHAN II TUGAS AKHIR AUDIT ENERGI DAN SISTEM PENCAHAYAAN ‘GEDUNG D’ UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA Disusun Oleh: Bimasakti Mahardika Budi 20130120044 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2017 Telah Dipertahankan dan Disahkan Pada Tanggal 26 Mei 2017 Susunan Dewan Penguji: Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Dr. Ramadoni S., S.T., M.T. NIK: 19741010201010123056
Karisma Trinanda Putra, S.ST.,M.T NIK: 19900619201604123092 Penguji
Rama Okta Wiyagi, S.T., M.Eng. NIK: 19861017201504123070 Tugas Akhir Ini Telah Dinyatakan Sah Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memeroleh Gelar Sarjana Teknik Mengesahkan Ketua Program Studi Teknik Elektro
Ir. Agus Jamal, M.Eng. NIK: 19660829199502123020
iii
HALAMAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: BIMASAKTI MAHARDIKA BUDI
NIM
: 20130120044
Jurusan
: TEKNIK ELEKTRO
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi. Semua yang tertulis dan dikutip di skripsi ini dicantumkan di dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 26 Mei 2017 Yang menyatakan,
Bimasakti Mahardika
iv
KATA PENGANTAR
Assalamualikum warahmatullahi wabarakaatuh. Alhamdulillah, dengan mengucap Puji dan Syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT, yang mana telah memberikan Rahmat dan Karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir yang berjudul: “AUDIT ENERGI DAN SISTEM PENCAHAYAAN ‘GEDUNG D’ UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA” Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis telah banyak mendapatkan bantuan serta dukungan dari segala pihak. Oleh karenanya pada kesempatan yang berbahagia ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sedalamdalamnya kepada: 1. Allah SWT yang telah memberikan Rahmat, Karunia, serta Hidayah-Nya. 2. Kedua orang tua, yang selalu mendoakan penulis agar diberi kelancaran dan kemudahan dalam penulisan tugas akhir ini. 3. Bapak Dr. Ir. Gunawan Budianto, M.P., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 4. Bapak Jazaul Ikhsan, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 5. Bapak Ir. Agus Jamal, M.Eng., selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
v
6. Bapak Dr. Ramadoni Syahputra, S.T., M.T., selaku Sekretaris Program Studi Teknik Elektro dan sebagai Dosen Pembimbing I yang telah banyak membantu dalam penulisan tugas akhir ini. 7. Karisma Trinanda Putra, S.ST., M.T., selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktunya dalam membantu penulisan tugas akhir ini. 8. Bapak Rama Okta Wiyagi, S.T., M.Eng., selaku Dosen Penguji sidang tugas akhir ini sehingga menjadikan penulisan tugas akhir ini menjadi lebih baik. 9. Seluruh Dosen Pengajar di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, atas segala ilmu dan pengetahuan yang diberikan selama perkuliahan. 10. Seluruh Staf Tata Usaha dan Staf Laboratorium Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 11. Seluruh Staf Biro Aset Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 12. Seluruh teman-teman Teknik Elektro, khususnya angkatan 2013 yang telah banyak mendukung dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 13. Teman-teman KKN 072 yang selama satu bulan telah bekerjasama. Terimakasih atas doa dan dukungan yang telah diberikan. 14. Semua pihak yang turut membantu dalam pengerjaan tugas akhir yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Terima kasih atas segala dukungan dan doa yang diberikan. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, hal ini mengingat kemampuan dan pengalaman dalam penyusunan penulis dalam menulis tugas akhir ini masih sangat terbatas. Untuk itu penulis vi
sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk perbaikan dan pengembangan penelitian selanjutnya. Terimakasih. Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakaatuh.
Yogyakarta, 26 Mei 2017
Penulis
vii
MOTTO
“Dan kelak Tuhanmu pasti memberikan karunia-Nya kepadamu, lalu (hati) kamu menjadi puas” (Q.S. Adh Dhuhaa: 5)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyirah: 5)
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan” (Q.S. Al-Insyirah: 6)
“Maka nikmat Tuhanmu yang manakah yang kamu dustakan?” (Q.S. Ar-Rahman: 13)
“Dan terhadap nikmat Tuhanmu maka hendaklah kamu menyebut-nyebutnya (dengan bersyukur)”. (Q.S. Adh Dhuhaa: 11)
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN I ..................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN II .................................................................... iii HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ iv KATA PENGANTAR .................................................................................... v MOTTO .......................................................................................................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................... ix DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii DAFTAR SINGKATAN ................................................................................ xv INTISARI ....................................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1 1.1 Latar belakang ....................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 2 1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian ................................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 4 2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................... 4 2.2 Dasar Teori ............................................................................................ 6 2.2.1 Cahaya....................................................................................... 6
ix
2.2.1.1 Pengertian Cahaya ........................................................ 6 2.2.1.2 Sifat-sifat Cahaya .......................................................... 7 2.2.2 Pencahayaan .............................................................................. 8 2.2.2.1 Pencahayaan Alami ...................................................... 9 2.2.2.2 Pencahayaan Buatan ..................................................... 12 2.2.2.3 Fluks Cahaya ................................................................ 13 2.2.2.4 Efikasi Pencahayaan ..................................................... 13 2.2.2.5 Kuantitas Pencahayaan ................................................. 14 2.2.2.6 Intensitas Cahaya .......................................................... 15 2.2.2.7 Kuat Penerangan ........................................................... 15 2.2.2.8 Luminasi ....................................................................... 16 2.2.2.9 Eksposur ....................................................................... 17 2.2.3 Klasifikasi Lampu ..................................................................... 17 2.2.3.1 Cara Kerja .............................................................................. 17 2.2.3.2 Arah, Lingkup dan Distribusi Cahaya .......................... 22 2.2.4 Karakteristik Lampu ................................................................. 27 2.2.4.1 Syarat Lampu................................................................ 27 2.2.4.2 Power Input, Luminous Flux dan efikasi ...................... 33 2.2.4.3 Usia Pakai ..................................................................... 34 2.2.5 Metode Ukur Kuat Penerangan ................................................. 35 2.2.5.1 Pengukuran dengan Luxmeter ...................................... 35 2.2.5.2 Software Dialux ............................................................ 37 2.2.6 Menghitung Luminer dan Sumber Cahaya ............................... 38 2.2.7 Audit Energi .............................................................................. 39 x
2.2.7.1 Audit Awal ................................................................... 40 2.2.7.2 Audit Rinci ................................................................... 41 BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................... 42 3.1 Metode Penelitian .................................................................................. 42 3.2 Langkah-langkah Penelitian .................................................................. 43 3.2.1 Studi Pendahuluan .................................................................... 44 3.2.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah ........................................ 44 3.2.3 Studi Pustaka............................................................................. 44 3.2.4 Pengumpulan Data .................................................................... 45 3.2.5 Pengolahan Data dan Analisis .................................................. 45 3.2.6 Penulisan Laporan ..................................................................... 46 BAB IV ANALISIS DATA ............................................................................ 47 4.1 Analisis Intensitas Konsumsi Energi ..................................................... 47 4.2 Pengukuran Kuat Penerangan ............................................................... 48 4.2.1 Analisis Kuat Penerangan Rata-rata ......................................... 51 4.2.2 Perbandingan Hasil Kuat Penerangan Terukur dengan Standar yang diberlakukan ....................................................................................... 59 4.2.3 Analisis Kuat Pencahayaan yang Merata .................................. 63 4.3 Potensi Penghematan Energi serta Pemenuhan Standar Rekomendasi . 67 4.3.1 Analisis Perhitungan untuk menentukan Jumlah Lampu.......... 68 4.3.2 Perhitungan Jumlah Beban Lampu menggunakan Simulasi Dialux evo 7 ................................................................................................... 68 4.3.3 Analisis Rencana Penggantian Beban Lampu Terpasang sebagai Peluang Penghematan Energi ............................................................ 73 xi
4.4 Analisis Perbaikan Intensitas Konsumsi Energi Gedung D .................. 79 BAB V PENUTUP .......................................................................................... 80 5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 80 5.2 Saran ...................................................................................................... 81 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 82 LAMPIRAN
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Color Temperatur Jenis Lampu ........................................................ 28 Tabel 2.2 Efikasi Jenis Lampu ......................................................................... 34 Tabel 2.3 Jenis Lampu dan Usia Pakai............................................................. 35 Tabel 2.4 Standar IKE listrik pada Bangunan Gedung .................................... 40 Tabel 4.1 Pengukuran Kuat Penerangan Lantai Dasar ..................................... 48 Tabel 4.2 Pengukuran Kuat Penerangan Lantai Satu ....................................... 48 Tabel 4.3 Pengukuran Kuat Penerangan Lantai Dua ....................................... 49 Tabel 4.4 Pengukuran Kuat Penerangan Lantai Tiga ....................................... 50 Tabel 4.5 Pengukuran Kuat Penerangan Lantai Empat .................................... 50 Tabel 4.6 Perhitungan Rata-rata Kuat Penerangan Lantai Dasar ..................... 52 Tabel 4.7 Rata-rata Kuat Penerangan Lantai Satu ........................................... 53 Tabel 4.8 Rata-rata Kuat Penerangan Lantai Dua ............................................ 54 Tabel 4.9 Rata-rata Kuat Penerangan Lantai Tiga ........................................... 54 Tabel 4.10 Rata-rata Kuat Penerangan Lantai Empat ........................................ 55 Tabel 4.11 Kuat Penerangan Minimum yang Direkomendasikan ..................... 55 Tabel 4.12 Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Standar Diberlakukan (Lantai Dasar) ............................................................................................... 58 Tabel 4.13 Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Standar Diberlakukan (Lantai Satu) ................................................................................................. 59 Tabel 4.14 Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Standar Diberlakukan (Lantai Dua) .................................................................................................. 60
xiii
Tabel 4.15 Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Standar Diberlakukan (Lantai Tiga) ................................................................................................. 61 Tabel 4.16 Perbandingan Hasil Pengukuran dengan Standar Diberlakukan (Lantai Empat) .............................................................................................. 61 Tabel 4.17 Data Kuat Pencahayaan Merata (Lantai Dasar) ................................ 63 Tabel 4.18 Data Kuat Pencahayaan Merata (Lantai Satu) .................................. 64 Tabel 4.19 Data Kuat Pencahayaan Merata (Lantai Dua)................................... 65 Tabel 4.20 Data Kuat Pencahayaan Merata (Lantai Tiga) .................................. 65 Tabel 4.21 Data Kuat Pencahayaan Merata (Lantai Empat) ............................... 66 Tabel 4.22 Perbandingan Keadaan Lampu Terpasang dengan Perhitungan Manual dan Simulasi Software Dialux evo 7 (Lantai dasar) ......................... 68 Tabel 4.23 Perbandingan Keadaan Lampu Terpasang dengan Perhitungan Manual dan Simulasi Software Dialux evo 7 (Lantai Satu) .......................... 69 Tabel 4.24 Perbandingan Keadaan Lampu Terpasang dengan Perhitungan Manual dan Simulasi Software Dialux evo 7 (Lantai Dua) ........................... 70 Tabel 4.25 Perbandingan Keadaan Lampu Terpasang dengan Perhitungan Manual dan Simulasi Software Dialux evo 7 (Lantai Tiga) .......................... 70 Tabel 4.26 Perbandingan Keadaan Lampu Terpasang dengan Perhitungan Manual dan Simulasi Software Dialux evo 7 (Lantai Empat) ....................... 71 Tabel 4.27 Konsumsi Energi Lampu Terpasang (Lantai Dasar)......................... 73 Tabel 4.28 Konsumsi Energi Lampu Terpasang (Lantai Satu) ........................... 73 Tabel 4.29 Konsumsi Energi Lampu Terpasang (Lantai Dua) ........................... 74 Tabel 4.30 Konsumsi Energi Lampu Terpasang (Lantai Tiga)........................... 75 Tabel 4.31 Konsumsi Energi Lampu Terpasang (Lantai Empat) ....................... 75 xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Perbedaan lumen, luminasi dan iluminasi ................................... 9
Gambar 2.2
Konstruksi lampu pijar ................................................................ 18
Gambar 2.3
Konstruksi lampu fluorescent ...................................................... 19
Gambar 2.4
Konstruksi lampu halogen ........................................................... 20
Gambar 2.5
Konstruksi lampu HID ................................................................ 21
Gambar 2.6
Konstruksi emitter pada lampu LED ........................................... 22
Gambar 2.7
Chrome downlight ....................................................................... 23
Gambar 2.8
Sidelight lamp .............................................................................. 24
Gambar 2.9
Frontlght lamp ............................................................................. 25
Gambar 2.10 backlight lamp ............................................................................. 25 Gambar 2.11 Chrome halogen Spotlight ........................................................... 26 Gambar 2.12 HID floodlight ............................................................................. 26 Gambar 2.13 Colour rendering index ............................................................... 28 Gambar 2.14 Refleksi specular dan refleksi diffus ........................................... 33 Gambar 2.15 Luxmeter ...................................................................................... 36 Gambar 2.16 Denah titik pengukuran ............................................................... 37 Gambar 3.1
Alir Diagram Tugas akhir ............................................................ 43
xv
