1 / 53

RAG 121 SAINS PERSEKITARAN KULIAH 6

RAG 121 SAINS PERSEKITARAN KULIAH 6. Ar.Prof.Madya Dr.Hj.Abdul Majid Ismail Sesawang: http://www.usm.my.hbp/ventilation. “..Barangsiapa yang tiada diberi cahaya (petunjuk) oleh Allah tiadalah dia mempunyai cahaya sedikitpun.” An Nuur:40. CAHAYA & PENCAHAYAAN. CAHAYA & REKA BENTUK

dolan-wolfe
Download Presentation

RAG 121 SAINS PERSEKITARAN KULIAH 6

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. RAG 121 SAINS PERSEKITARANKULIAH 6 Ar.Prof.Madya Dr.Hj.Abdul Majid Ismail Sesawang: http://www.usm.my.hbp/ventilation @ Abdul Majid Ismail

  2. “..Barangsiapa yang tiada diberi cahaya (petunjuk) oleh Allah tiadalah dia mempunyai cahaya sedikitpun.” An Nuur:40 @ Abdul Majid Ismail

  3. CAHAYA & PENCAHAYAAN • CAHAYA & REKA BENTUK • Uniti menerusi penglihatan (visual) terhadap ciri fizikal oleh pancaindera (perlu kepada cahaya) • Citarasa pendengaran, rasa & bau berkait rapat dengan penglihatan • Persepsi & psikologi warna - (panas & sejuk) • PENCAHAYAAN & BANGUNAN • Cahaya - elemen utama dalam reka bentuk • Objek padu, berongga, warna, tekstura dapat dinikmati apabila dicahayai. @ Abdul Majid Ismail

  4. Reka bentuk bangunan – perlu penyatuan konsep dan dapat dinyatakan sama ada pada waktu siang & malam. • Ditentukan menerusi kawalan kecerahan & kontras (pertemuan gelap & terang, tekstura, cahaya & bayang, warna) • Cahaya & warna digunakan untuk menzahirkan bentuk, kelogikan struktur, mengenali laluan, tumpuan ciri “feature” tertentu, menjelaskan tempat bahaya. @ Abdul Majid Ismail

  5. PILIHAN BAHAN • Kualiti pantulan bahan memberi kesan yang berbeza-beza • Silau terbentuk oleh cahaya pantulan permukaan bahan berkilat dan gelap – jangan diguna pada lantai & meja (menyukarkan) • Permukaan utama bilik (dinding, lantai & siling) – sebaiknya guna warna suram “matt” • Hadkan bahan berkilat hanya untuk bingkai, rangka & hiasan • Kaca & langsir (bidai) diguna untuk mengawal jumlah cahaya. @ Abdul Majid Ismail

  6. PRINSIP CAHAYA • Sumber cahaya siang ialah sinaran matahari (sinar haba & cahaya) • Masa panas terik – cahaya ±100,000 lux & sinar habanya ± 1kW/m2 MATAHARI SINAR HABA (cegah daripada masuk) CAHAYA SIANG (benarkan masuk) @ Abdul Majid Ismail

  7. PENENTU CAHAYA SIANG • Ciri & kecerahan langit • Saiz, bentuk & kedudukan tingkap • Pantulan dari permukaan di dalam bilik • Pantulan & halangan daripada objek di luar bilik • Sumber: • Cahaya terus 100,000 luks • Langit seragam piawai bermendung “overcast” – 5000 lux • Langit piawai “the Comission Internationale d’Eclairage” CIE - (L di zenith = 3 x L horizon) @ Abdul Majid Ismail

  8. Konsep pencahayaan siang: • Benarkan cahaya masuk tetapi halang sinar habanya (kawasan tropika) • Takrif: • Cahaya – satu jalur kecil panjang gelombang sinaran elektromagnatik antara 380 – 780 nm (1 nanometer = 10-9m) • Memiliki sifat bertentangan – zarah & tenaga (foton & gerakan gelombang) @ Abdul Majid Ismail

  9. Panjang gelombang menentukan warna – mata kita sensitif kepada berbagai panjang gelombang, terbesar sekali ±550nm (kuning) • Di dalam media homogen, cahaya bergerak lurus dengan kelajuan ± 3x108m/s (300,000 km/s) • Di dalam hampagas ±2.998x108m/s • Di dalam udara ± 2.997x108m/s • Di dalam air ± 2.248x108m/s • Di dalam kaca ± 1.982x108m/s @ Abdul Majid Ismail

  10. PEMANCARAN • Bahan-bahan apabila didedahkan kepada cahaya akan menyebabkan: • Membenarkan cahaya menembusinya – lutsinar • Menghalang cahaya menembusinya – legap “opaque”, menghasilkan bayang • Membenarkan sebahagian & menghalang sebahagiannya – hening “translucent”, pembiasan menghasilkan cahaya resap “difuse light”. @ Abdul Majid Ismail

  11. Cahaya bertembung dengan objek dipancarkan melalui 3 cara: • Pantulan (r) • Penyerapan (n) • Pemancaran (t) • Oleh itu r+n+t = 1 • Untuk objek legap (t) = 0, Jadi r + n = 1 n t r @ Abdul Majid Ismail

  12. Cahaya juga akan mengalami berbagai jenis pantulan: • Pantulan sekata “specular” & berserakan “diffuse” • Cahaya juga akan mengalami berbagai serapan warna oleh pantulan terpilih – contohnya cat kuning menyerap biru, mementulkan merah,kuning & hijau. sekata berserakan @ Abdul Majid Ismail

  13. KUANTITI FOTOMETRIK • Intensiti punca cahaya (I) – unit Candela (cd) • Takrif – intensiti 1/60 cm2 pengeluaran tetap objek hitam “black body” pada suhu cair platinum • Fluks (aliran) cahaya (F) – unit Lumen (lm) • Takrif – satu lumen adalah aliran cahaya yang dipancarkan oleh satu unit intensiti 1cd punca titik “point source”, dalam satu unit sudut padu 1 sr “steradian”. @ Abdul Majid Ismail

  14. SUDUT PADUJumlah fluks oleh sumber 1cd adalah 4 π lumen r2 (luas) r 1 sr SUMBER TITIK @ Abdul Majid Ismail

  15. Pencahayaan / illuminans (E) ialah jumlah fluks yang jatuh pada satu unit luas (lm/m2 lux) • Kilauan “luminance” (L) ialah ukuran kecerahan “brightness” satu unit permukaan • Sumber cahaya berintensiti 1cd untuk permukaan 1m2 (1 cd ditaburkan diatas permukaan 1m2) = 1cd/m2 • Permukaan pantulan & serapan (r=1.00), pencahayaan 1 luks, kilauannya 1asb “apostilb” • 1cd/m2 = 3.14asb. @ Abdul Majid Ismail

  16. FOTOMETRIK SUMBER/PUNCA INTENSITI -I -(cd) FLUKS – F- (lm) KILAUAN - L- 1(cd/m2) = 3.14 asb PENCAHAYAAN - E - (lm/m2) atau lux @ Abdul Majid Ismail

  17. TUJUAN PENCAHAYAAN • Praktikal – untuk melengkapi satu tugas penglihatan “visual task” & keselesaan penglihatan • Piawaian (pencahayaan umum) • Artistik – untuk menghasilkan kesan psikologi & emosi • Untuk tujuan khusus – menghasilkan keindahan / seni (ruang dalaman & luaran bangunan) @ Abdul Majid Ismail

  18. KUANTITI PENCAHAYAAN • Setiap aktiviti memerlukan tahap pencahayaannya sendiri (lux) – semakin rumit / terperinci pekerjaan, semakin banyak lux diperlukan • Penglihatan biasa 100 lux • Sedikit terperinci (kerja pejabat) 400 lux • Amat terperinci / rumit (membuat jam) 2000 – 3000 lux • Setiap negara mempunyai piawai pencahayaan berbeza bergantung kepada keadaan sosial & ekonomi dan iklim. @ Abdul Majid Ismail

  19. BIDANG PENGLIHATAN • Mendatar – 1800 • Menegak – 1200 • Kadar ini tidak boleh dilebihi, menyebabkan silau Kepala & mata tetap @ Abdul Majid Ismail

  20. KUALITI PENCAHAYAAN • Pencahayaan perlu mencukupi & sesuai untuk tugas-tugas penglihatan/pandangan • Sesuai bermaksud: • Warna cahaya • Lorekan warna (colour rendering) • Taburan cahaya (terus, resap) • Bebas daripada silau • Taburan kilauan (kualiti permukaan & cahaya) • 1 & 2 untuk cahaya siang – tetap, taburan dipengaruhi oleh kedudukan & jenis tingkap serta permukaan pantulan. @ Abdul Majid Ismail

  21. PENCAHAYAAN SIANG • Cahaya siang berpunca dari matahari, tiba pada satu titik di dalam bangunan melalui berbagai cara: • Cahaya teresap / langit masuk menerusi tingkap & permukaan terbuka • Cahaya pantulan luaran (tanah & bangunan) • Cahaya pantulan dalaman (dinding, siling & permukaan dalam) • Cahaya matahari langsung @ Abdul Majid Ismail

  22. CAHAYA SIANG Hemisfera langit 1 3 2 bangunan satah kerja @ Abdul Majid Ismail

  23. Keadaan iklim mempengaruhi jumlah kuantiti & magnitud relatif cahaya siang • Keperluan pencahayaan siang di kawasan iklim tropika adalah: • Memberikan cukup cahaya siang • Tidak membenarkan masuk permukaan terang dalam bidang penglihatan – silau. @ Abdul Majid Ismail

  24. CAHAYA RESAP • Cahaya yang berpunca daripada keseluruhan hemisfera langit yang bermendung – mendung /awan menjadi penapis cahaya dari matahari • Terdapat 2 kaedah ramalan & analisis kuantitatif pencahayaan siang: • Menggunakan kuantiti kilauan (fluks, illuminans), andaikan nilai luaran tetap & kira illuminans di dalam • Menggunakan nilai relatif (faktor cahaya siang – DF), nisbah illuminans luar dan dalam pada satu titik rujukan @ Abdul Majid Ismail

  25. Faktor Cahaya Siang (DF) ialah kadar/nisbah pencahayaan cahaya siang pada satu titik di dalam atas satah kerja dan di luar. • Kadar ini malar (tetap) walaupun keadaan pencahayaan di luar berubah-ubah • DF = (Ei / Eo) X 100 (%) Iaitu: Ei = illuminans di dalam Eo = illuminans di luar @ Abdul Majid Ismail

  26. CONTOH PENGIRAAN • Soalan: • DF minimum 4% diperlukan pada satu lokasi di dalam sebuah bilik. Kira aras illuminans alami yang diperolehi sekiranya lagit tidak terhalang memberi nilai illuminans sebanyak 5000 lux. • Diketahui DF = 4%, Eo = 5000 lux, Ei = ? • DF =(Ei/Eo) X 100% • Ei = (4 X 5000)/ 100 = 200 lux @ Abdul Majid Ismail

  27. Terdapat 8 kaedah ramalan cahaya siang: • Kaedah Jumlah Fluks (total fluks) • Kaedah Fluks Berasingan (split fluks) • Jadual Cahaya Siang Mudah • Graf Cahaya Siang • Rajah Waldram • Rajah “Pepper Pot” • Kajian Model • Program Komputer (SUNTOOL, ADELINE 2.0, ECOTECT) @ Abdul Majid Ismail

  28. KAEDAH JUMLAH FLUKS • Sistem tertutup – cahaya masuk menerusi rongga (tingkap) • Sekiranya: • Illuminans pada permukaan tingkap = Ew • Keluasan tingkap = Aw • Jumlah Fluks = Qt = Ew X Aw (lumen) (lux) X (m2) Qt Qe @ Abdul Majid Ismail

  29. Kuantiti fluks ini akan berkurangan oleh 3 faktor: • M = Faktor penyelenggaraan (habuk, keusangan kaca) • G = Faktor kaca (jenis kaca) • B = Faktor jeriji (bingkai dan lain-lain yang mengurangkan keluasan tingkap) • Fluks yang efektif & menembusi tingkap: Qe = Qt X M X G X B • Purata pencahayaan = Qe / luas lantai @ Abdul Majid Ismail

  30. Pencahayan pada satu titik tertentu diperolehi dengan mengambilkira Faktor Penggunaan (UF) yang ditentukan oleh: • Indeks bilik RI = (l X w) / (l + w)h • Iaitu: l = panjang bilik w = lebar bilik h = tinggi pusat tingkap @ Abdul Majid Ismail

  31. Pantulan siling & kemasan dinding • Jenis fenestrasi (tingkap) • Kedudukan titik & tingkap secara relatif UF = Qr (fluks diterima) / Qe (fluks efektif) Qr = UF X Qe • Kaedah ini berguna untuk pencahayaan dari bumbung, tingkap sisi kurang sesuai Qe Tingkap bumbung Qr @ Abdul Majid Ismail

  32. CARA MENGGUNAKAN • Kira indeks bilik (RI), sekiranya >5 anggap infiniti (rujuk jadual) • Tentukan nilai pantulan siling & dinding • Gunakan nilai RI, pantulan siling & dinding untuk mendapatkan nilai UF bersesuaian mengikut jenis fenestrasi dari Jadual • Kira pencahayaan (E) dengan formula: E = (Ew X Aw X UF X M X G X B) / Af @ Abdul Majid Ismail

  33. @ Abdul Majid Ismail

  34. Iaitu: • E = pencahayaan atas satah kerja (lux) • Ew = pencahayaan pada muka tingkap • UF = Faktor penggunaan • M = Faktor penyelenggaraan • G = Faktor kaca • B = Faktor jeriji atau bingkai • Af = luas lantai (satah kerja) • Sekiranya DF yang dikehendaki DF = (Aw X UF X M X G X B)/ Af @ Abdul Majid Ismail

  35. @ Abdul Majid Ismail

  36. KAEDAH FLUKS BERASINGAN • Terdapat 3 cara fluks memasuki rongga dan tiba pada titik permukaan satah kerja: • Cahaya langit yang terlihat pada titik berkenaan – komponen langit (SC) • Cahaya yang dipantulkan oleh permukaan bertentangan – komponen pantulan luaran (ERC) • Cahaya pantulan dalaman (IRC) • Jumlah ketiga-tiga komponen ini ialah DF • DF = SC + ERC + IRC @ Abdul Majid Ismail

  37. KAEDAH FLUKS BERASINGAN Hemisfera langit SC IRC bangunan ERC satah kerja (WP) @ Abdul Majid Ismail

  38. SC & ERC diperolehi dengan menggunakan protraktor, IRC dianggarkan menggunakan Nomogram. Siri 1 & 2 digunakan untuk langit bermendung Tropika • Dari keratan bilik bersekil dan Protraktor A, bacaan awal diperolehi • Dari pelan, faktor pembetulan diperolehi • Dari kedua-dua bacaan ini, SC boleh diperolehi. @ Abdul Majid Ismail

  39. @ Abdul Majid Ismail

  40. @ Abdul Majid Ismail

  41. CONTOH PENGIRAAN • Sebuah bilik berukuran 4 X 4m dicahayai oleh tingkap sisi: • Gunakan keratan bilik, tandakan satah kerja (WP) ±70 cm – katakan titik O • Sambungkan O ke hujung halangan (kepala pangkal tingkap) PO & RO • Letakkan Protraktor A di atas pusat titik O • Baca nilai PO & PR pada perimeter, Beza kedua-dua bacaan ini ialah awalan SC • Baca sudut altitud & ambil purata kedua-duanya @ Abdul Majid Ismail

  42. Gunakan pelan bilik & tandakan titik O • Sambungkan titik O dengan had penglihatan MO & NO • Letakkan Protraktor dengan garis dasarnya selari dengan tingkap & pusat pada titik O • Lukis bulatan berasarkan sudut altitud (5) • Baca nilai persilangan MO & NO dengan bulatan • Sekiranya ia sama bahagian dengan garis pusat, ambil bezaannya, sekiranya tidak, campurkan faktor pembetulan CF ini • Darabkan SC awal dengan CF untuk memperoleh bacaan SC @ Abdul Majid Ismail

  43. Komponen pantulan luaran ERC • Sekiranya tiada halangan di luar tingkap – ERC tiada, sekiranya terdapat objek lebih tinggi dari RO, ERC kena cari: • Cari SC yang bersamaan daripada luas langit tidak terhalang spt sebelum ini • Darabkan nilai ini dengan: • Siri 1: 0.5 kali pantulan permukaan halangan atau dengan 0.1 • Siri 2: purata pantulan permukaan halangan atau 0.2 @ Abdul Majid Ismail

  44. @ Abdul Majid Ismail

  45. Komponen pantulan dalaman IRC • Gunakan Nomogram: • Cari nisbah luas tingkap: jumlah luas permukaan • Kira luas tingkap • Kira jumlah luas permukaan bilik (lantai + dinding + siling + tingkap) • Dapatkan nisbah luas tingkap: jumlah luas permukaan • Tandakan pada sekala A Nomogram • Cari purata pantulan (pada bhg bawah Nomogram) @ Abdul Majid Ismail

  46. Cari nisbah (luas dinding termasuk tingkap): jumlah permukaan (lantai + siling + tigkap + dinding) • Dapatkan purata pantulan menggunakan nilai nisbah ini & pantulan dinding • Tandakan nilai purata pantulan pada skala B Nomogram • Sambungkan titik A & B dengan garisan lurus • Apabila garisan ini memotong skala C, nilai IRC tanpa halangan luar diperolehi • Sekiranya terdapat halangan luar, cari sudut halangan & tanda pada skala D @ Abdul Majid Ismail

  47. Sambung titik D ke C dan ke E, baca skala E nilai IRC dengan halangan DF = (SC + ERC + IRC) M X G X B • Nilai bacaan ini untuk satu titik sahaja, sekiranya taburan DF diperlukan cara Grid perlu digunakan @ Abdul Majid Ismail

  48. @ Abdul Majid Ismail

  49. FAKTOR CAHAYA SIANG YANG SEPATUTNYA • Aras DF untuk beberapa jenis ruang: @ Abdul Majid Ismail

  50. LANGIT BUATAN • Digunakan untuk kajian model ramalan kemasukan cahaya siang ke dalam bangunan • Jenis hemisfera & segiempat • Dua jenis model digunakan: • Kajian kuantitatif – tidak perlu tepat, warna kelabu, sekala 1:20 • Kajian kualitatif – model tepat menyamai sebuah bilik & perabut, sekala 1:10 @ Abdul Majid Ismail

More Related