KAJIAN SIMULASI BERBANTUKAN KOMPUTER
BAGI MENILAI KESILAUAN CAHAYA SIANG MELALUI TINGKAP
DI DALAM SEBUAH RUANG PEJABAT DI MALAYSIA
SRI SILVIAWATI
Tesis ini dikemukakan
sebagai memenuhi syarat penganugerahan
Ijazah Sarjana Senibina
Fakulti Alam Bina
Universiti Teknologi Malaysia
APRIL 2005
PSZ 19:16 (Pind. 1/97)
UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA
BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS
JUDUL: KAJIAN SIMULASI BERBANTUKAN KOMPUTER BAGI MENILAI KESILAUAN
CAHAYA SIANG MELALUI TINGKAP DI DALAM SEBUAH RUANG PEJABAT
DI MALAYSIA
SESI PENGAJIAN: 2004/2005
Saya
SRI SILVIAWATI
(HURUF BESAR)
mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan
Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut:
1.
2.
3.
4.
Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia.
Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan
pengajian sahaja.
Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara institusi
pengajian tinggi.
**Sila tandakan ( )
SULIT
TERHAD
(Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau
kepentingan Malaysia seperti yang termaktub di dalam
AKTA RAHSIA RASMI 1972)
(Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan
oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan)
TIDAK TERHAD
Disahkan oleh
__________________________________
(TANDATANGAN PENULIS)
___________________________________
(TANDATANGAN PENYELIA)
Alamat Tetap:
Jln. KUTILANG No. 48
SUKAJADI 24148 - PEKANBARU
PM. DR. MOHAMED RASHID EMBI
RIAU - INDONESIA
Tarikh:
CATATAN:
Nama Penyelia
Tarikh:
* Potong yang tidak berkenaan
** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak
berkuasa/organisasi
berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau
TERHAD.
Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan, atau
disertasi bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan, atau Laporan Projek Sarjana Muda
(PSM).
“Saya akui bahawa saya telah membaca tesis ini dan pada pandangan saya tesis ini
adalah memadai dari segi skop dan kualiti untuk tujuan penganugerahan ijazah
Sarjana Senibina”
Tandatangan
:
Nama Penyelia
: PM. DR. MOHAMED RASHID BIN EMBI
Tarikh
: 11 APRIL 2005
Saya akui tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali nukilan dan ringkasan yang
tiap-tiap satunya telah saya jelaskan sumbernya
Tandatangan
: ……………………………………….
Nama Penulis
: SRI SILVIAWATI
Tarikh
: 11 APRIL 2005
Untuk almarhumah mama tercinta,
papa dan keluarga tersayang,
suamiku Habiburrohman,
dan putriku Allya Syifa Rahman.
PENGHARGAAN
Alhamdulillah. Puji syukur ke hadirat Allah, kerana atas rahmatNya saya
dapat menyelesaikan penulisan thesis ini. Setinggi-tinggi penghargaan saya hulurkan
kepada Dekan Fakulti Alam Bina, Prof. Dr. Supian Ahmad dan Dekan Sekolah
Pengajian Siswazah, Prof. Dr. Rahmalan Ahamad, yang telah memberikan
kesempatan dan tanpa ragu meletakkan kepercayaan kepada saya untuk dapat
menamatkan kajian ini.
Saya mengucapkan ribuan terima kasih kepada pelbagai pihak yang telah
menyumbangkan tenaga, fikiran dan cadangan, sama ada secara langsung ataupun
tidak langsung, selama proses menamatkan kajian dan penulisan tesis ini. Terutama
sekali kepada penyelia saya, PM. Dr. Mohamed Rashid Embi, yang telah
membimbing saya dengan penuh kesabaran dan selalu menghulurkan tangan bagi
menyediakan pelbagai kemudahan demi terlaksananya kajian ini. Kepada Prof. Dr.
Ali Nazal, dari University of Helsinski, Finland, atas tunjuk ajar mengenai kaedah
The New Daylight Glare Index (DGIN) yang saya gunakan dalam kajian ini. Dan
juga kepada ketua projek Vot 72220, PM. Dr. Nor Haliza Madros, atas biasiswa yang
telah diberikan kepada saya selama 1 tahun (Jun 2000-Mei 2001). Tanpa kesudian
beliau memberikan peluang kepada saya untuk meneruskan pendidikan Sarjana di
UTM, kajian ini belum tentu dapat terlaksana.
Ucapan terima kasih yang tak terhingga saya ucapkan juga kepada puan
Malsiah binti Hamid (pensyarah Fakulti Alam Bina), atas dorongan semangat yang
telah diberikan kepada saya untuk menamatkan kajian ini. Thank you for being a
tutor, a friend, a sister, or even a mother to me.
Kepada puan Raja Nafida
(pensyarah Fakulti Alam Bina), puan Gurupiah (pensyarah Fakulti Alam Bina), puan
Halimah (di makmal Sains Bangunan) dan puan Rusni (di Fakulti Alam Bina), terima
kasih atas layanan dan kerja sama yang telah diberikan kepada saya selama menjadi
pelajar Sarjana Seni Bina di UTM.
Penghargaan
yang
tulus
saya
persembahkan
untuk
suami
saya,
Habiburrohman, yang telah mendampingi saya dengan ikhlas dan sentiasa
memberikan sokongan selama proses menamatkan kajian ini. Kepada keluarga saya
di Indonesia, papa, abang-abang dan kakak-kakak, yang menjadi inspirasi bagi saya
untuk tetap tegar dan tabah dalam menghadapi pelbagai rintangan selama proses
pengajian. Kepada teman-teman yang telah mengiringi saya dan sentiasa bersedia
menghulurkan bantuan selama proses pembelajaran di UTM, Masliza, Remaz, bang
Adi, bang Budi, dan teman-teman di Hostel H-21 (kak isal, kak novi, mba ria, mba
dani, kak ayu, mba jati, weni dan lain-lain yang tidak dapat saya sebutkan satu
persatu). Juga kepada mbak Mar, terimakasih atas bantuan dan layanan yang telah
diberikan selama proses menyelesaikan koreksi tesis.
Sekali lagi saya ucapkan terima kasih. Semoga Allah memberikan pahala
atas segala kebaikan yang telah diberikan kepada saya. Amin.
ABSTRAK
Kajian ini bertujuan untuk mengkaji kesilauan melalui tingkap yang
diakibatkan oleh cahaya siang. Kaedah pengukuran dan perisian yang digunakan
ditentukan berasaskan kajian literatur, iaitu kaedah The New Daylight Glare Index
(DGIN) dan Radiance Desktop 2.0. Pengukuran kesilauan cahaya siang dilakukan
keatas pelbagai keluasan tingkap untuk mengenal pasti keluasan tingkap yang sesuai
bagi mengelakkan berlakunya keadaan silau pada ruang dalaman di Malaysia.
Keluasan tingkap yang dikaji ditentukan berasaskan kaedah nisbah terhadap keluasan
dinding (Window to Wall Area/WWR), iaitu 10% WWR, 20% WWR, 30%WWR,
40% WWR dan 50% WWR. Kajian juga dilakukan keatas penggunaan 6 jenis
kawalan tingkap, dan 4 jenis optikal tingkap bagi mengenal pasti keberkesanannya
dalam mengawal kesilauan cahaya siang.
Indeks silau kajian yang digunakan
sebagai penunjuk analisis kajian diperolehi dari pengukuran subjektif pada kajian
pilot. Hasil simulasi menunjukkan bahawa seluruh keluasan tingkap kajian didapati
silau, dan keluasan tingkap yang didapati paling silau adalah 20% WWR. Kajian
juga menemukan bahawa keperluan kawalan tingkap yang sesuai bagi mengawal
keadaan silau tiap-tiap keluasan tingkap adalah berbeza-beza.
Hasil kajian
mencadangkan penggunaan kawalan tingkap dan optikal tingkap yang sesuai untuk
tiap-tiap keluasan tingkap, bagi menghindari berlakunya kesilauan cahaya siang
dalam ruang di Malaysia.
ABSTRACT
The purpose of this study is to simulate the glare condition due to daylight
through window opening in interior spaces. The measurement method chosen was
adopted on the basis of previous literature study, The New Dayligt Index (DGIN)
method and computer simulation Radiance Desktop 2.0 were used.
The glare
phenomena was measured on several different-size windows to determine the most
appropriate window area that is capable of preventing the effect in room interior
space. Sizes of windows are taken according to Window to Wall Ratio (WWR). The
study was conducted on six different shading devices and four different window
glasses. Furthermore, the performance of alluminum as shading device material is
also studied to find out the effectiveness of the specular material in increasing the
almount of spelling light inside the room. The Glare index results are obtained
through subjective measurements conducted during pilot study. It is found that the
entire cross-sectional area of the window is experiencing glare condition, and the
most critical window size opening is 20% WWR. Meanwhile, the observed findings
show that no specific shading device is recommended as it depends on the particular
window size itself. However, the use of window glasses is favorable to prevent the
occurrence of glare for each window size and shading device. The outcomes of the
current study suggest that the use of suitable shading devices and window glasses for
each particular window size to avoid the occurrence of daylight glare in interior
space.
KANDUNGAN
BAB
1
PERKARA
MUKASURAT
PENGAKUAN
ii
PENGHARGAAN
iii
ABSTRAK
v
ABSTRACT
vi
KANDUNGAN
vii
SENARAI JADUAL
xv
SENARAI RAJAH
xvii
SENARAI SINGKATAN
xxiii
SENARAI SIMBOL
xxiv
SENARAI LAMPIRAN
xxv
PENGENALAN
1.1
Pengenalan
1
1.2
Latar Belakang Penyelidikan
2
1.2.1 Kepentingan Kajian Kesilauan Cahaya Siang di
Malaysia
2
1.2.2 Simulasi Berkomputer Bagi Kajian Kesilauan
Cahaya Siang
5
1.3
Permasalahan Kajian
6
1.4
Pernyataan Masalah
7
1.5
Matlamat Kajian
7
1.6
Objektif Kajian
7
1.7
Soalan Kajian
8
1.8
Kepentingan Kajian
9
1.9
Skop Kajian
9
1.10 Organisasi Kajian dan Penulisan Tesis
2
10
KESILAUAN CAHAYA SIANG
2.1
2.2
3
Pengaruh Tingkap Terhadap Kesilauan Cahaya Siang
13
2.1.1 Pengaruh Rekabentuk Tingkap
14
2.1.2 Pengaruh Kawalan Tingkap
15
2.1.3 Pengaruh Optikal Tingkap
17
Pemilihan Kaedah Analisis Cahaya Siang
18
2.2.1 Parameter Pengukuran Kesilauan Cahaya Siang
18
2.2.2 Huraian Kaedah Analisis Kesilauan Cahaya Siang
19
2.2.2.1 CIE Glare Index (CGI)
20
2.2.2.2 Daylight Glare Index (DGI)
20
2.2.2.3 The New Daylight Glare Index (DGIN)
21
2.2.3 Kaedah Yang Akan Digunakan Bagi Kajian
22
2.3
The New Daylight Glare Index (DGIN)
22
2.4
Perakuan Piawai Kesilauan Cahaya Siang
25
PEMILIHAN
PERISIAN
SIMULASI
BERKOMPUTER
BAGI KESILAUAN CAHAYA SIANG
3.1
Pemilihan Kaedah Simulasi Berkomputer Bagi Kajian
Kesilauan Cahaya Siang
26
3.1.1 Huraian Kaedah Simulasi Berkomputer
26
3.1.1.1 Kaedah Illuminasi Lokal
27
3.1.1.2 Kaedah Illuminasi Global
27
3.1.2 Kaedah Illuminasi Global Bagi Kajian Kesilauan
Cahaya Siang
29
3.1.2.1 Kaedah Illuminasi Ray Tracing
29
3.1.2.2 Kaedah Illuminasi Radiosity
31
3.1.2.3 Kesimpulan
32
3.2
Pemilihan Perisian Bagi Kajian Kesilauan Cahaya Siang
3.2.1 LightScape
33
3.2.2 Radiance
36
3.2.2.1 Radiance Unix
37
3.2.2.2 Radiance MS-Dos
41
3.2.2.3 Radiance IES
46
3.2.2.4 Radiance Desktop
48
3.2.3 Kesimpulan
3.3
4
32
52
Perisian Radiance Desktop 2.0
52
3.3.1 Kandungan Program Radiance Desktop 2.0
52
3.3.1.1 Oconv
53
3.3.1.2 Rview
53
3.3.1.3 Rpict
54
3.3.1.4 Pfilt
54
3.3.2 Pengoperasian Radiance Desktop 2.0
56
3.3.3 Had Radiance Desktop 2.0
58
KAEDAH KAJIAN
4.1
Uji Kaji Tahap-1 : Pengukuran Kesilauan Cahaya Siang
Menggunakan Kaedah The New Daylight Glare Index
4.2
(DGIN): (Uji Kaji Asas)
61
4.1.1 Tujuan Pengukuran
61
4.1.2 Pendekatan Pengukuran
62
4.1.3 Peralatan Pengukuran
62
4.1.4 Lokasi Pengukuran
64
Kaedah Pengujian Keberkesanan Radiance Desktop 2.0
Bagi Mengukur Kesilauan Cahaya Siang Menggunakan
Kaedah The New Daylight Glare Index (DGIN): Uji Kaji
Tahap-1
4.3
68
Pelaksanaan Pengukuran Kesilauan Cahaya Siang: Uji Kaji
Tahap-2
73
73
4.3.1 Model Uji Kaji
4.4
5
4.3.1.1 Geometri Model Uji Kaji
73
4.3.1.2 Geometri Tingkap Model Uji Kaji
75
4.3.1.3 Sifat Permukaan Model Uji Kaji
77
4.3.2 Kawalan Tingkap Uji Kaji
77
4.3.3 Optikal Tingkap Uji Kaji
78
4.3.4 Kaedah Pengumpulan Data Uji Kaji
80
4.3.4.1 Pemboleh Ubah Uji Kaji
80
4.3.4.2 Pendekatan Uji Kaji
81
4.3.4.3 Peralatan Pengukuran Uji Kaji
82
4.3.4.4 Lokasi Pengukuran Uji Kaji
82
4.3.4.5 Keadaan Langit Pengukuran Uji Kaji
82
4.3.4.6 Masa Pengukuran Uji Kaji
84
Kaedah Analisis Kajian
89
4.4.1
Prosedur Analisis
89
4.4.2
Petunjuk Penilaian Analisis
89
PENGGUNAAN
PENGUKURAN
RADIANCE
KESILAUAN
DESKTOP
2.0
CAHAYA
BAGI
SIANG
MENGGUNAKAN KAEDAH THE NEW DAYLIGHT GLARE
INDEX (DGIN)
5.1
Prosedur Simulasi
92
5.1.1
Permodelan Simulasi
92
5.1.1.1 Permodelan Geometri Model Simulasi
92
5.1.1.2 Permodelan Bahan Model Simulasi
94
5.1.2 Proses Pengukuran Simulasi
101
5.1.2.1 Menentukan Zon Pengukuran
102
5.1.2.2 Menentukan Orientasi Model Simulasi
102
5.1.2.3 Menyiapkan Sensor Pengukur
102
5.1.2.4 Memulakan Pengukuran
104
5.1.3 Lokasi dan Data cahaya Siang Simulasi
105
5.1.3.1 Penentuan Lokasi Simulasi
105
5.2
5.3
6
5.1.3.2 Input Data Cuaca Simulasi
106
5.1.3.3 Masa Pengukuran Simulasi
106
5.1.4 Output Simulasi
108
Kajian Permodelan Simulasi
108
5.2.1 Permodelan Uji Kaji Tahap-1
109
5.2.2 PermodelanModel Uji Kaji Tahap-2
110
5.2.2.1 Model Asas
110
5.2.2.2 Model Ubah Suai
110
Batasan dan Andaian Permodelan
111
PENEMUAN KAJIAN DAN KEPUTUSAN UJIKAJI
6.1
Kebolehan Perisian Radiance Desktop 2.0 Bagi Mengukur
Kesilauan Cahaya Siang Menggunakan Kaedah DGIN (Uji
Kaji Tahap-1)
6.2
Analisis Kesilauan Cahaya Siang Pada Pelbagai Keluasan
Tingkap: Kes Asas (Uji Kaji Tahap-2)
6.3
114
118
Analisis Pengaruh Kawalan Tingkap, Optikal Tingkap dan
Bahan Permukaan Tingkap Terhadap Tahap Kesilauan
Cahaya Siang : Tingkap: Kes Ubah Suai (Uji Kaji Tahap-2)
120
6.3.1 Pengaruh Kawalan Tingkap
121
6.3.1.1 Tingkap 10% WWR
122
6.3.1.2 Tingkap 20% WWR
123
6.3.1.3 Tingkap 30% WWR
125
6.3.1.4 Tingkap 40% WWR
126
6.3.1.5 Tingkap 50%WWR
129
6.3.1.6 Kesimpulan
131
6.3.2 Pengaruh Optikal Tingkap
132
6.3.2.1 Tingkap 20% WWR
133
6.3.2.2 Tingkap 30% WWR
133
6.3.2.3 Tingkap 40% WWR
134
6.3.2.4 Tingkap 50% WWR
135
6.3.2.5 Kesimpulan
136
7
RUMUSAN KAJIAN DAN CADANGAN
7.1
Penemuan Kajian
138
7.1.1 Uji Kaji Tahap-1
138
7.1.2 Uji Kaji Tahap-2
139
7.2
Hasil Cadangan Kajian
140
7.3
Cadangan Kajian Selanjutnya
141
8
RUJUKAN
143
9
LAMPIRAN
151
SENARAI JADUAL
NO. JADUAL
TAJUK
MUKASURAT
3.1
Ringkasan kebolehan perisian Lightscape 3.2
35
3.2
Ringkasan kebolehan perisian ADELINE 2.0
45
3.3
Kesimpulan kebolehan perisian Desktop Radiance 2.0
50
4.1
Sensor pengukur yang digunakan pada kajian pilot
70
4.2
Ringkasan geometri tingkap uji kaji pada model kajian
75
4.3
Tahap pancaran (τ) optikal tingkap kajian
78
4.4
Ringkasan pemboleh uji kaji kajian
81
4.5
Ringkasan kajian terhadap keadaan jenis langit di
Malaysia
83
4.6
Pancaran sinar matahari di Johor Bahru (1975-1978)
88
4.7
Ringkasan masa dan jumlah pengukuran tiap-tiap model
kajian
88
4.8
Petunjuk analisis kesilauan cahaya siang kajian
89
5.1
Ringkasan bahan permukaan model simulasi
97
5.2
Ringkasan bahan kaca tingkap model simulasi
100
6.1
Perolehan indeks silau tiap-tiap luasan tingkap kajian
119
6.2
Penggunaan kawalan tingkap bagi tiap-tiap luasan
tingkap kajian
6.3
Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap
10% WWR
6.4
123
Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap
20% WWR
6.5
122
124
Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap
30% WWR
126
6.6
Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap
40% WWR
6.7
Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap
50% WWR
6.8
135
Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 50% WWR
dengan kawalan tingkap Overhang (O)
6.13
134
Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 40% WWR
dengan kawalan tingkap Overhang (O)
6.12
133
Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 30% WWR
dengan kawalan tingkap Overhang (O)
6.11
132
Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 20% WWR
dengan kawalan tingkap Overhang (O)
6.10
131
Ringkasan hasil kajian pengaruh kawalan tingkap bagi
mengawal kesilauan cahaya siang
6.9
128
136
Ringkasan hasil kajian keberkesanan optikal tingkap
terhadap tiap-tiap kawalan tingkap yang didapati tidak
berkesan dalam mengawal cahaya siang
7.1
137
Cadangan reka bentuk tingkap bagi menghindari
kesilauan cahaya siang di Malaysia
141
SENARAI RAJAH
NO. RAJAH
TAJUK
MUKASURAT
3
1.1
Struktur mata manusia
1.2
Skematik latar belakang kepentingan kajian kesilauan
cahaya siang di Malaysia
5
1.3
Skematik matlamat kajian
7
1.4
Ringkasan proses penyelidikan
12
2.1
Dua jenis kawalan tingkap mendatar yang popular
digunakan bagi mengawal kemasukan sinar matahari dan
16
kesilauan akibat cahaya siang
2.2
Pengaruh penggunaan lightshelf condong dan lightshelf
rata pada ruang dalaman
17
2.3
Perilaku pancaran cahaya siang
18
3.1
Skematik proses pengiraan cahaya pada kaedah illuminasi
global
28
3.2
Pengesanan cahaya pada kaedah illuminasi global
28
3.3
Empat jenis pembahagian sinar pada pengesanan cahaya
menggunakan kaedah illuminasi ray tracing
29
3.4
Pengiraan cahaya dengan kaedah ray tracing
30
3.5
Pengesanan cahaya dengan kaedah radiosity
31
3.6
Klasifikasi perisian berasaskan kaedah yang digunakan
33
3.7
Perbandingan penggambaran keadaan ruang dalaman bagi
menghasilkan pengukuran cahaya siang yang tepat
menggunakan Lightscape 3.2;
a. keadaan sebenar
35
b. model kajian Lightscape 3.2
3.8
a. Proses
pengesanan
cahaya
pada
permukaan
menyebar menggunakan kaedah monte carlo
b. Proses pengesanan cahaya pada kaedah ray tracing
c. Proses pengesanan cahaya pada kaedah monte carlo
3.9
Perbandingan hasil pengukuran tahap cahaya siang antara
38
Radiance dan pengukuran sebenar
3.10
36
Perbandingan peragaan pencahayaan ruang dalaman
sebenar (a) dan ruang dalaman buatan secara simulasi
berkomputer (b) dengan menggunakan perisian Radiance
39
Unix
3.11
Tampilan simulasi spectral radiance (luminance + warna)
atau false color cahaya siang menggunakan Radiance
40
Unix
3.12
Sistem pengoperasian program-program dalam perisian
42
ADELINE 2.0
3.13
Tampilan simulasi pencahayaan menggunakan Radiance
pada ADELINE 1.0;
a. simulasi penglihatan pencahayaan siang;
44
b. analisis false color pencahayaan siang
3.14
Tampilan analisis kontur Daylight Factor dengan latar
belakang Graphical User Interface (GUI) ADELINE
44
versi Windows NT
3.15
Radiance IES terdapat dalam program 4D+ perisian IES
46
<Virtual Environment>
3.16
Contoh tampilan simulasi penglihatan dan analisis
pencahayaan yang dihasilkan oleh Radiance/4D+;
a. Tampilan simulasi tahap luminance bagi analisis
kesilauan cahaya siang pada tingkap
b. Tampilan
simulasi
penglihatan
ruang
dengan
pencahayaan elektrik pada malam hari
c. Tampilan
analisis
cahaya
siang
dengan
menggunakan false color
3.17
47
Tampilan General User Interface (GUI) Radiance
Desktop 2.0 yang bergabung dengan AutoCAD sebagai
alat penyunting grafik
3.18
Simulasi pencahayaan siang pada tingkap menggunakan
49
Radiance Desktop
49
3.19
Kategori program yang terdapat dalam Radiance
52
3.20
Proses input dan output dalam Radiance
55
3.21
Carta operasi Radiance Desktop 2.0
57
4.1
Carta aliran tahap uji kaji
60
4.2
Light meter, alat pengukur tahap illuminance cahaya
siang
4.3
62
a. Piramid hitam yang berfungsi sebagai penutup sensor
pengukur Etingkap (S3)
b. Susun atur sensor pengukur Eadaptasi (S2) dan Etingkap
63
(S3) pada piramid
4.4
Susun atur pyramid hitam, sensor pengukur Eadaptasi (S2)
dan Etingkap (S3) pada tripot
63
4.5
Ketentuan ukuran pada kaedah EWH
64
4.6
Pembahagian kawasan ruang kajian menggunakan kaedah
65
EWH
4.7
Susun atur sensor S1, S2 dan S3 bagi mengukur Eluaran,
Eadaptasi dan Etingkap pada kaedah DGIN
66
4.8
Pelan ketentuan lokasi pengukuran pada kaedah DGIN
66
4.9
a. Bangunan B-11 UTM-Skudai
68
b. Tampak luaran, ruang kajian pilot
4.10
a. Pelan ruang kajian pilot
69
b. Kedudukan tingkap ruang kajian pilot
4.11
a. Suasana pengukuran sebenar pada ruang kajian pilot;
b. Susun atur sensor pengukur Eluaran (S1), Eadaptasi (S2),
70
dan Etingkap (S3) pada ruang kajian pilot
4.12
a. Lokasi
sensor-1
(S1)
bagi
pengukuran
tahap
illuminance luaran (Eluaran) ruang kajian pilot;
b. Susun atur sensor pengukur Eluaran (S1) pada tingkap
ruang kajian
4.13
Susun atur sensor S2 dan S3 pada tripot bagi pengukuran
Eadaptasi dan Etingkap pada ruang kajian,
a. tampak belakang;
71
b. tampak samping;
c. tampak hadapan
72
4.14
Huraian geometri ruang dan tingkap kajian
76
4.15
Geometri kawalan tingkap
79
4.16
Pengaruh arah bangunan terhadap keamatan cahaya siang
yang boleh diperolehi dalam ruang
81
4.17
Carta kedudukan matahari
85
4.18
Susun atur sensor pengukur tahap illuminance luaran
pada Desktop Radiance 2.0
4.19
Keamatan cahaya siang di Johor pada waktu langit
mendung dengan menggunakan Radiance Desktop 2.0
4.20
86
86
Perbandingan tahap illuminance luaran antara pukul 10
pagi – 3 petang
87
4.21
Alur kaedah analisa data kajian
90
5.1
Carta aliran prosedur simulasi
91
5.2
Tetingkap Preference Dialog pada Desktop Radiance 2.0
93
5.3
Permodelan geometri model simulasi
93
5.4
Tetingkap Materials Library pada Desktop Radiance 2.0
94
5.5
a. Sifat bahan permukaan dinding dan siling;
b. Sifat bahan permukaan lantai
5.6
Tahap-tahap permodelan bahan permukaan model
simulasi
5.7
96
97
Garis panah merah sebagai tanda kedudukan permukaan
normal pada model
98
5.8
Tetingkap Glazing Library pada Desktop Radiance 2.0
99
5.9
Tahap-tahap permodelan bahan kaca tingkap model
simulasi
100
5.10
Zon pengukuran dan orientasi model simulasi
101
5.11
Sensor pengukur yang terdapat dalam Desktop Radiance
2.0
102
5.12
Tetingkap Reference Point Properties
103
5.13
Contoh susun atur sensor cahaya pada model ruang kajian
mengikut kaedah DGIN pada model asas
103
5.14
Kotak dialog pengukuran secara Reference Point
5.15
Proses penentuan lokasi kajian (Johor, Malaysia) pada
104
Desktop Radiance 2.0
107
5.16
Output hasil simulasi pengukuran secara Reference Point
108
5.17
Model simulasi ruang kajian pilot bagi uji kaji tahap-2
109
5.18
Model asas kajian
112
5.19
Model uji kaji kawalan tingkap
113
6.1
Perbandingan hasil pengukuran illuminance tingkap
(Etingkap) antara Desktop Radiance 2.0 dan pengukuran
sebenar pada kajian pilot
6.2
116
Perbandingan hasil pengukuran illuminance adaptasi
(Eadaptasi) antara Desktop Radiance 2.0 dan pengukuran
sebenar pada kajian pilot
6.3
117
Perbandingan hasil pengukuran illuminance tingkap
(Etingkap) antara Desktop Radiance 2.0 dan pengukuran
sebenar pada kajian pilot
6.4
117
Gambaran pengaruh kawalan tingkap Overhang (O)
terhadap kemasukan cahaya siang pada keluasan tingkap
10% WWR
6.5
123
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap
kemasukan cahaya pada keluasan tingkap 20% WWR;
a. Overhang (O)
b. Sloped Overhang (SO)
6.6
124
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap
kemasukan cahaya siang pada keluasan tingkap 30%
WWR;
a. Overhang (O)
b. Sloped Overhang (SO).
6.7
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap
kemasukan cahaya siang pada keluasan tingkap 40%
WWR;
a. Overhang (O)
b. Sloped Overhang (SO)
126
c. Lightshelf (Ls)
d. Sloped Lightshelf (SLs)
6.8
128
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap
kemasukan cahaya siang pada keluasan tingkap 50%
WWR;
a. Overhang (O)
b. Sloped Overhang (SO)
c. Lightshelf (Ls)
d. Sloped Lightshelf (SLs)
e. Overhang+Lightshelf (O+Ls)
f.
Overhang+Sloped Lightself (O+SLs)
130
SENARAI SINGKATAN
ADELINE
-
Advance Daylighting and Electric Lighting Integrated New
Environment
BRE
-
Building Research Establishment
BRS
-
British Research Station
BRDFs
-
Bi-directional Reflectance Distribution Functions
CAD
-
Computer Aided Design
CIBSE
-
The Chartered Institution of Building Services Engineers
CIE
-
Commission Internationale de L’Eclairage
CGI
-
CIE (Commission Internationale de L’Eclairage) Glare Index
CSP
-
Comfort, Saisfaction, & Performance Index
DF
-
Daylight Factor
DGI
-
Daylight Glare Index
DGIN
-
The New Daylight Glare Index
EWH
-
Effective Window Height
GMT
-
Greenwich Mean Time
GUI
-
Graphical User Interface
HDA
-
High Daylight Area
IDM
-
Integrated Data Model
IES
-
Illuminating Engineers Society
IEA
-
International Energy Agency
IESNA
-
Illuminating Engineering Society of North Africa
LDA
-
Low Daylight Area
LBNL
-
Lawrence Berkeley National Laboratory
LESO-PB
-
Laboratoire d’Energie Solaire et de Physique du Bâtiment
MDA
-
Medium Daylight Area
QTVR
-
Quick Time Virtual Reality
RMS
-
Root Mean Square
UGR
-
Unified Glare Rating
UKBS
-
Undang-undang Kecil Bangunan Seragam
VCP
-
Visual Comfort Probability
VRML
-
Virtual Reality Markup Language
WFR
-
Window to Floor Ratio
WHO
-
World Health Organisation
WWR
Window to Wall Ratio
SENARAI SIMBOL
G
-
Glare Constant
e, ƒ, g
-
nilai penganjur
ƒ(ȥ)
-
nilai fungsi kompleks perubahan sudut
Ls
-
luminance sumber silau
Lb
-
luminance persekitaran
Lw
-
luminance tingkap
Ȧ
-
solid angle pada mata pemerhati
ȍ
-
solid angle subtense of the source modified to the effect of
the position of its elements in different parts of the field of
view
Lluaran
-
luminance luaran
Ladaptasi
-
luminance adaptasi
Ltingkap
-
luminance tingkap
Ev3 terlindung
-
purata illuminance menegak terlindung tingkap
Ev2tak terlindung
-
purata illuminance menegak tak terlindung persekitaran
Ev1tak terlindung
-
purata illuminance menegak tak terlindung luaran
∅I
-
faktor tatarajah (configuration factor)
a
-
lebar tingkap
b
-
tinggi tingkap
d
-
jarak lokasi pengukuran terhadap tingkap
τ
-
nilai pancaran cermin
c
-
lebar dinding
Pmodel
-
Panjang model kajian
R2
-
Correlation Factor
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN
A
TAJUK
MUKASURAT
Pengukuran Subjektif Bagi Menentukan Indeks
Silau Cahaya Siang Kajian : Kajian Pilot
B
Soal Selidik Pengukuran Subjektif Kaedah The New
Daylight Glare Index (DGIN)
C
151
157
Penentuan Lokasi Sensor Pada Ruang Kajian Pilot
Berasaskan Kaedah The New Daylight Glare Index
(DGIN)
D
Penentuan Lokasi Sensor Model Kajian
Menggunakan Kaedah DGIN
E
160
165
Contoh Hasil Pengukuran Tahap Silau Pelbagai
Keluasan Tingkap Menggunakan Desktop Radiance
2.0 Dengan Kaedah Pengukuran The New Daylight
Glare Index (DGIN)
186
ABSTRAK
Kajian ini bertujuan untuk mengkaji kesilauan melalui tingkap yang
diakibatkan oleh cahaya siang. Kaedah pengukuran dan perisian yang digunakan
ditentukan berasaskan kajian literatur, iaitu kaedah The New Daylight Glare Index
(DGIN) dan Radiance Desktop 2.0. Pengukuran kesilauan cahaya siang dilakukan
keatas pelbagai keluasan tingkap untuk mengenal pasti keluasan tingkap yang sesuai
bagi mengelakkan berlakunya keadaan silau pada ruang dalaman di Malaysia.
Keluasan tingkap yang dikaji ditentukan berasaskan kaedah nisbah terhadap keluasan
dinding (Window to Wall Area/WWR), iaitu 10% WWR, 20% WWR, 30%WWR,
40% WWR dan 50% WWR. Kajian juga dilakukan keatas penggunaan 6 jenis
kawalan tingkap, dan 4 jenis optikal tingkap bagi mengenal pasti keberkesanannya
dalam mengawal kesilauan cahaya siang.
Indeks silau kajian yang digunakan
sebagai penunjuk analisis kajian diperolehi dari pengukuran subjektif pada kajian
pilot. Hasil simulasi menunjukkan bahawa seluruh keluasan tingkap kajian didapati
silau, dan keluasan tingkap yang didapati paling silau adalah 20% WWR. Kajian
juga menemukan bahawa keperluan kawalan tingkap yang sesuai bagi mengawal
keadaan silau tiap-tiap keluasan tingkap adalah berbeza-beza.
Hasil kajian
mencadangkan penggunaan kawalan tingkap dan optikal tingkap yang sesuai untuk
tiap-tiap keluasan tingkap, bagi menghindari berlakunya kesilauan cahaya siang
dalam ruang di Malaysia.
ABSTRACT
The purpose of this study is to simulate the glare condition due to daylight
through window opening in interior spaces. The measurement method chosen was
adopted on the basis of previous literature study, The New Dayligt Index (DGIN)
method and computer simulation Radiance Desktop 2.0 were used.
The glare
phenomena was measured on several different-size windows to determine the most
appropriate window area that is capable of preventing the effect in room interior
space. Sizes of windows are taken according to Window to Wall Ratio (WWR). The
study was conducted on six different shading devices and four different window
glasses. Furthermore, the performance of alluminum as shading device material is
also studied to find out the effectiveness of the specular material in increasing the
almount of spelling light inside the room. The Glare index results are obtained
through subjective measurements conducted during pilot study. It is found that the
entire cross-sectional area of the window is experiencing glare condition, and the
most critical window size opening is 20% WWR. Meanwhile, the observed findings
show that no specific shading device is recommended as it depends on the particular
window size itself. However, the use of window glasses is favorable to prevent the
occurrence of glare for each window size and shading device. The outcomes of the
current study suggest that the use of suitable shading devices and window glasses for
each particular window size to avoid the occurrence of daylight glare in interior
space.
BAB 1
PENGENALAN
1.1
Pengenalan
Tingkap adalah salah satu elemen pembukaan pada bangunan yang
memberikan sumber pencahayaan siang.
Ia juga berfungsi bagi memenuhi
kepentingan dan keperluan cahaya siang bagi penghuni bangunan.
Namun
pemenuhan keperluan cahaya siang dalam bangunan tidak cukup hanya kepada aspek
kuantiti sahaja, aspek kualiti cahaya siang juga perlu diambil kira. Kesilauan cahaya
siang adalah antara aspek kualiti yang paling ketara yang boleh ditimbulkan akibat
pencahayaan siang melalui tingkap.
Kemajuan teknologi pula memberikan peluang bagi mengkaji cahaya siang
secara berkomputer dengan berbagai kebaikannya [Shankman, 1986].
Program
komputer dapat menghasilkan pengiraan cahaya siang secara cepat dan tepat,
sehingga dapat menjimatkan masa [Leite, 1986]. Rekabentuk model kajian pula
mudah dibina, diubah dan diubahsuai mengikut parameter kajian, dengan hasil
pengukuran yang merupakan angka ataupun grafik yang lebih tepat [Davis, 1986].
Tesis ini akan menganalisa ketepatan pengiraan kesilauan cahaya siang secara
berkomputer. Analisis kesilauan dilakukan terhadap tingkap dan pengaruh kawalan
tingkap di Malaysia sebagai satu kaedah penyelesaian yang popular bagi mengawal
kesilauan cahaya siang dalam bangunan.
Hasil kajian bermanfaat sebagai
maklumbalas atas kebolehan simulasi berkomputer bagi kajian kesilauan cahaya
siang dan memberi sumbangan bagi panduan rekabentuk kawalan tingkap di
Malaysia.
1.2
Latar Belakang Penyelidikan
1.2.1
Kepentingan Kajian Kesilauan Cahaya Siang di Malaysia
Penglihatan adalah deria komunikasi yang paling penting bagi manusia dan
persekitarannya.
Manusia dapat mengenali persekitarannya disebabkan oleh
pembalikan cahaya dari benda-benda di persekitaran pada mata manusia. Namun
cahaya siang yang memasuki satu ruang dalaman bangunan dapat menimbulkan
kesilauan tak selesa yang berpengaruh terhadap persekitaran penglihatan penghuni
bangunan dan dialami penghuni bangunan dengan tanpa disedari.
Biasanya
penghuni akan mengalami pelbagai gangguan seperti kesakitan atau ketegangan pada
mata akibat dari kecerahan langit yang memasuki bangunan.
Fenomena kesakitan atau ketegangan pada mata ini berkait rapat dengan
ukuran anak mata, kerana ukuran pupil akan berubah sebagai reaksi terhadap
perbezaan darjah cahaya yang diterimanya dalam mengatur jumlah cahaya yang akan
diterima oleh mata [Fugate & Fry, (1956); Fugate, (1957); King, (1972); Fry & King,
(1975); King, (1976)]. Oleh itu ukuran pupil mata akan menjadi tidak stabil pada
keadaan silau tak selesa, dan keadaan tidak stabil ini akan meningkat apabila kadar
silau meningkat [Hopkinson & Collins, 1970] (lihat rajah 1.1).
Namun berasaskan kajian yang telah dilakukan oleh Howarth, et. al.(1992)
keadaan tak selesa yang dialami penghuni bangunan akibat cahaya tidak dipengaruhi
oleh perubahan ukuran pupil mata. Keadaan silau tak selesa dapat berlaku apabila
sebahagian kecil visual field menerima kecerahan yang lebih tinggi berbanding
darjah purata cahaya siang persekitaran yang telah diadaptasi oleh mata.
Ia
berpendapat bahawa keadaan silau tak selesa akibat cahaya dapat timbul disebabkan
mekanisme kontrol yang mengatur adaptasi cahaya pada mata. Sehingga apabila
berlaku perbezaan kecerahan pada padang penglihatan mata, tanda-tanda tekanan
dari cahaya yang berlebih dapat mencapai pusat kesakitan cortical melalui jalan
penglihatan [Howarth, et. al., 1992].
Ukuran pupil akan berubah dan
menjadi tidak stabil pada keadaan
silau tak selesa
Rajah 1.1
Struktur mata manusia [William, 1977]
Silau tak selesa dapat disebut juga sebagai silau adaptasi. Ianya merupakan
antara isu kritikal yang perlu diambil kira bagi rekabentuk bangunan. Sullivan
(1996) menyatakan bahawa aspek persekitaran penglihatan adalah merupakan salah
satu penentu kejayaan atau kegagalan rekabentuk bangunan. Iritasi dan kesakitan
mata yang boleh ditimbulkan oleh keadaan silau tak selesa pada penghuni bangunan
telah dinyatakan juga sebagai salah satu fenomena Sick Building Syndrom
[Drahonovska, 1997]. Pendedahan mata terhadap kecerahan cahaya yang berlebih
secara berterusan juga didapati berpengaruh pada kumpulan sel retina (the neural
tissue of the retina) dan struktur mata yang lain [Marshall, 1985].
Walau bagaimanapun, keadaan silau tak selesa patut dihindari daripada
berlaku dalam sesebuah bangunan. Bagi pencahayaan siang, tingkap merupakan
punca silau tak selesa pada penghuni kerana melaluinyalah kemasukan cahaya siang
ke dalam bangunan yang menduduki sebahagian besar penglihatan penghuni.
Boubekri & Boyer (1991), telah membuktikan dalam kajiannya bahawa saiz tingkap
berpengaruh terhadap tahap kesilauan yang berlaku dalam ruang dalaman. Oleh itu,
kesilauan cahaya siang boleh berlaku apabila saiz tingkap pada satu bangunan tidak
ditentukan secara cermat.
Pengurangan tahap silau dalam bangunan dengan cara mengurangkan
keluasan tingkap tidaklah begitu efektif dan tidak bermanfaat sama sekali. Bagi
ruang yang hanya mempunyai satu tingkap, penggunaan cara ini mengakibatkan
pengurangan kuantiti cahaya siang di dalam ruang.
Apabila kecerahan ruang
dalaman berkurangan, kontras yang berlaku antara permukaan ruang dalaman dan
kecerahan langit yang terlihat dari tingkap akan semakin tinggi, sehingga keadaan
silau tak selesa yang berlaku pada tingkap yang sempit ini akan menjadi lebih terasa
berbanding pada tingkap yang lebih luas.
Pada kawasan yang sentiasa menerima cahaya siang, aspek ini perlu
diambilkira dengan teliti kerana berkemungkinan cahaya yang masuk ke dalam ruang
bangunan akan terlebih dan dapat menimbulkan kesilauan. Apabila keadaan ini
berlaku, kajian terhadap tindakan bagi mengawal kesilauan ini menjadi amat penting.
Penggunaan sistem kawalan pada tingkap merupakan penyelesaian yang lebih sesuai
dan popular bagi mengawal kesilauan cahaya siang, berbanding dengan cara
mengurangkan keluasan tingkap pada bangunan [Koenigsberger et. al.,1973].
Namun permasalahan kesilauan pada tingkap dan pengaruh pelbagai kaedah
kawalan tingkap sebagai satu aspek kualiti cahaya siang di Malaysia masih belum
lagi dikaji. Sehingga kini, kajian mengenai tingkap dan kawalan tingkap di Malaysia
lebih tertumpu mengenai keperluan memenuhi kepentingan kuantiti cahaya siang dan
penggunaan tenaga dalam bangunan sahaja [Gurupiah, (1999); Zain-Ahmed et. al.,
(1999/2002)].
Kajian yang telah dilakukan oleh Gurupiah (1999) adalah untuk
membuktikan keberkesanan pencahayaan semulajadi ruang dalaman sebuah rumah
teres sebagaimana yang dikehendaki menurut Undang-undang Kecil Bangunan
Seragam 1984, UKBS 1994, klausa 39 (1). Kajian dilakukan pada kes dasar dan kes
ubahsuai ruang living-dining rumah teres di Johor Bahru, dengan mengambilkira
dimensi ruang, rekabentuk tingkap, unsur pembalikan permukaan ruang dan unsur
luaran ruang living-dining dalam pengiraan tahap kuantiti cahaya siang.
Zain-
Ahmed et. al. (1999/2002) pula telah mengkaji pengaruh pelbagai besaran tingkap
terhadap tahap kuantiti cahaya siang dan pengaruh penggunaan pelbagai kawalan
tingkap terhadap tahap kuantiti cahaya siang dalam ruang di Malaysia.
Sebagai negara tropika yang beriklim panas-lembab, Malaysia sentiasa
menerima cahaya matahari atau cahaya siang setiap hari sepanjang tahun. Sehingga
besar kemungkinan bagi cahaya siang ataupun cahaya matahari yang masuk ke
dalam ruang melalui tingkap pada bangunan di Malaysia akan menimbulkan
kesilauan pada penghuninya. Oleh itu, kajian terhadap tahap silau pada tingkap di
Malaysia perlu di lakukan, terutama kajian keatas tahap silau yang boleh berlaku
akibat pelbagai saiz tingkap di Malaysia.
Selain itu, pemilihan sistem kawalan
tingkap yang sesuai bagi menghindari kesilauan cahaya siang pada sesebuah ruang
juga perlu dikaji dengan lebih lanjut. Ianya bermanfaat bagi menentukan rekabentuk
tingkap yang sesuai bagi menghindari masaalah kesilauan cahaya siang di Malaysia.
Daylight Factor &
daylight distribution
Energy Use
(Aspek Kuantiti)
Kesilauan Cahaya Siang
(Aspek Kualiti)
Rajah 1.2
Skematik latar belakang kepentingan kajian kesilauan cahaya siang di
Malaysia
1.2.2
Simulasi Berkomputer Bagi Kajian Kesilauan Cahaya Siang
Rekabentuk pencahayaan dalam senibina dan penilaian kesan pencahayaan
secara berkomputer telah mula dipraktiskan sejak pertengahan tahun 1980-an.
Analisis dilakukan dengan mensimulasikan pencahayaan keadaan sebenar kepada
model 3 dimensi menerusi skrin komputer. Dengan membina model elektronik yang
sempurna dalam komputer, pengiraan kuantiti cahaya siang ataupun rendering satu
tempat dalam berbagai keadaan dapat dilakukan dengan tepat.
Pada masa kini, didapati banyak perisian komputer yang lebih berkuasa
dalam pengiraan cahaya siang [Geoffrey, (2000); Edward Ng et. al., (2001); Javis &
Donn, (2002); Bryan & Sayed Mohd Autif, (2002); Ubbelohde & Humann, (2002);
Edward Ng & Shatin, (2002)]. Pengiraan terhadap nuansa cahaya siang seperti corak
taburan cahaya, intensiti cahaya dan pengansuran luminance serta kondisi kesilauan
yang mungkin wujud dalam satu ruang juga dapat dilakukan dengan mudah. Oleh
itu, para perekabentuk pencahayaan kini boleh mensimulasikan kesan penglihatan
akibat pelbagai rekabentuk pencahayaan dengan mudah dan efisien.
1.3
Permasalahan Kajian
Mengesan kesilauan cahaya siang biasanya dilakukan dengan cara
pengukuran pada ruang sebenar ataupun pada model fizikal. Namun cara ini didapati
tidak praktikal, kerana memerlukan banyak peralatan serta kos yang tinggi dan ada
kalanya hasil pengukuran sering berbeza disebabkan keadaan cahaya siang yang
sentiasa berubah.
Kini pelbagai perisian komputer telah dicipta bagi tujuan mengkaji cahaya.
Penggunaan perisian-perisian tersebut didapati lebih sesuai bagi mengukur
performance cahaya siang dan boleh juga mengkaji kesan sistem pencahayaan yang
berbeza [Stix, 1998; Selkowitz, 1986]. Pengukuran secara simulasi berkomputer
membolehkan pengkaji mengawal dan menentukan perubahan cahaya siang yang
boleh berlaku pada keadaan sebenar, sehinggakan kajian atas pengaruh ubahsuai
kawalan tingkap pada kesilauan cahaya siang dapat dilaksanakan dengan lebih
mudah.
Saat ini sudah terdapat program komputer yang mampu untuk menilai tahap
kesilauan akibat cahaya siang [Nazzal & Chutarat (2001); Laforgue et. al., (2002)].
Oleh itu, penggunaan simulasi berkomputer sebagai kaedah alternatif bagi mengkaji
cahaya siang perlu diterokai dengan lebih lanjut lagi, terutamanya bagi penilaian
kesilauan cahaya siang di Malaysia.
1.4
Pernyataan Masalah
Kajian terhadap keberkesanan simulasi berkomputer bagi mengkaji kesilauan
cahaya siang dan kajian terhadap kesilauan cahaya siang pada tingkap di Malaysia
adalah diperlukan
1.5
Matlamat Kajian
Matlamat kajian ini adalah untuk mengkaji tahap kesilauan cahaya siang pada
pelbagai besaran tingkap serta mengenalpasti pengaruh kawalan tingkap bagi
mengatasi kesilauan cahaya siang di Malaysia dengan menggunakan simulasi
berkomputer sebagai alat pengukur.
tahap silau
Pelbagai besaran tingkap
Rajah 1.3
1.6
tahap silau
Pengaruh pelbagai kawalan
tingkap terhadap keadaan silau
tak selesa
Skematik matlamat kajian
Objektif Kajian
Sesuai dengan matlamat kajian, objektif kajian yang perlu dicapai oleh
pengkaji adalah sebagai berikut:
1. Mengenal pasti keberkesanan simulasi berkomputer sebagai alat bagi
analisis kesilauan cahaya siang.
2. Mengenalpasti besaran tingkap yang sesuai bagi menghindari kesilauan
cahaya siang di Malaysia
3. Mengkaji pengaruh ubah suai kawalan tingkap terhadap kesilauan cahaya
siang di Malaysia.
4. Menentukan ubah suai tingkap yang sesuai bagi menghindari kesilauan
cahaya siang di Malaysia.
1.7
Soalan Kajian
Soalan-soalan yang akan dijawab bagi memenuhi objektif kajian adalah
sebagai berikut:
1. Bagaimanakah mengkaji kesilauan cahaya siang dengan menggunakan
simulasi berkomputer sebagai alat pengukur?
a. Apakah kaedah yang sesuai untuk mengukur kesilauan cahaya siang
dengan menggunakan simulasi berkomputer?
b. Apakah perisian yang sesuai untuk mengukur kesilauan cahaya siang
secara simulasi berkomputer?
c. Bagaimanakah kebolehpercayaan perisian simulasi berkomputer
terpilih?
d. Bagaimanakah perbezaan atau persamaan diantara kajian simulasi dan
juga bacaan meter pada pengukuran sebenar?
2. Bagaimanakah pengaruh kawalan tingkap terhadap kesilauan cahaya
siang?
3. Apakah ubah suai kawalan tingkap yang sesuai bagi menghindari
kesilauan cahaya siang di Malaysia?
1.8
Kepentingan Kajian
1. Kajian ini bermanfaat bagi menghasilkan maklumbalas yang berguna
kepada para arkitek, ahli kaji kualiti cahaya siang dan ahli akademik
mengenai prestasi dan keupayaan simulasi berkomputer terhadap kajian
kesilauan cahaya siang. Diharapkan simulasi berkomputer dapat menjadi
satu alat alternatif bagi mengkaji kesan kesilauan cahaya siang yang
berlaku serta dapat mendiagnosa masalah cahaya siang yang dihadapi
akibat tingkap.
Penyelesaian boleh dibuat dengan memahami setiap
peranan kawalan tingkap. Oleh yang demikian, permasalahan kesilauan
cahaya siang yang akan timbul akibat tingkap dapat dihindari sejak awal
proses merekabentuk.
2. Hasil kajian dapat memberi panduan kepada penggunaan cahaya siang
dalam bangunan dan juga untuk tambahan kepada kaedah-kaedah
kawalan pada tingkap di Malaysia.
3. Membantu dalam penyelidikan cahaya siang dan pembangunan senibina
yang peka kepada persekitaran yang lebih efektif lagi.
1.9
Skop Kajian
Bagi kajian ini, pengukuran kesilauan cahaya siang tidak akan mengambilkira
pengaruh perabot dalam ruang, kerana:
Penggunaan perabot dalam ruang akan mempengaruhi pengagihan cahaya
siang didalamnya.
Hal ini disebabkan perabot berinteraksi terhadap
cahaya siang dengan cara membalikkan cahaya yang diterimanya jauh
kedalam ruang ataupun membuat sisa ruang menjadi terlindung.
Pengagihan cahaya juga bergantung pada kedudukan perabot dan sudut
matahari. Ini bermakna, setiap penyusunan perabot akan menghasilkan
agihan cahaya yang berbeza, dan memerlukan kajian tersendiri [MarieClaude, 2001].
Kawalan tingkap setengah kekal atau semi-permanent (internal blinds dan
langsir) tidak turut dikaji dalam penyelidikan ini, kerana:
Penggunaan internal blinds dan langsir pada tingkap bukan merupakan
penyelesaian yang tepat bagi mengawal masalah kesilauan. Ianya masih
dapat menyerap panas sehingga dapat meningkatkan suhu di dalam ruang.
Apabila hal ini terjadi, ianya boleh menimbulkan keadaan tak selesa bagi
penghuni dan dapat meningkatkan penggunaan tenaga [Koenigsberger et.
al., 1973].
Penggunaan internal blinds dan langsir pada tingkap dapat menutupi
pemandangan luaran dan menghalang kemasukan cahaya siang ke dalam
ruang. Hal ini dapat menimbulkan kesan negatif terhadap physiology dan
psychology penghuni bangunan kerana pemandangan luaran dan cahaya
siang adalah merupakan kepentingan azali manusia [Albert & Leung,
1998].
Kawalan tingkap kekal jenis menegak tidak turut dikaji dalam penyelidikan
ini, kerana:
Kajian ini lebih bertumpu kepada keberkesanan kawalan tingkap terhadap
kesilauan cahaya siang, sedangkan kawalan tingkap jenis menegak lebih
tepat digunakan bagi mengawal kemasukan sinar matahari kedalam ruang
[Koenigsberger et. al., 1973]
1.10
Organisasi Kajian dan Penulisan Tesis
Pelaksanaan kajian dibahagikan kepada 4 peringkat, iaitu tahap perancangan
awal, tahap rekabentuk kajian, tahap pelaksanaan dan analisis kajian, serta tahap
rumusan dan cadangan kajian.
Tahap perancangan awal merupakan tahap penentuan permasalahan,
matlamat, objektif dan kepentingan kajian, dan akan dihuraikan pada bab 1. Ulasan
mengenai kesilauan cahaya siang dan pemilihan perisian komputer bagi kajian
kesilauan cahaya siang akan dihuraikan pada tahap rekabentuk kajian. Penulisan
tahap rekabentuk kajian ini dibahagikan pada dua bab, iaitu bab 2 dan bab 3.
Pada tahap pelaksanaan kajian, kaedah pengukuran kesilauan cahaya siang
kajian bagi ujikaji akan diulas, dan penulisan akan dihuraikan pada bab 4. Pada
kajian ini, ujikaji pengukuran kesilauan cahaya siang akan dilakukan secara simulasi
berkomputer.
Ulasan pengukuran akan dihuraikan pada bab 5.
Analisa hasil
pengukuran akan diulas pada tahap analisis kajian. Penulisan hasil analisis dan
temuan kajian akan dihuraikan pada bab 6.
Kesimpulan kajian akan dihuraikan pada bab 7. Cadangan bagi penyelidikan
selanjutnya juga akan dihuraikan pada tahap rumusan dan cadangan ini. Tata cara
dan kaitan tiap-tiap peringkat kajian ini dapat dilihat pada rajah 1.4.
Pernyataan Masalah
Kajian terhadap keberkesanan simulasi berkomputer bagi mengkaji kesilauan cahaya siang dan kajian
terhadap kesilauan cahaya siang pada tingkap di Malaysia adalah diperlukan.
Perancangan
Matlamat Kajian
Mengkaji tahap kesilauan cahaya siang pada pelbagai besaran
tingkap serta mengenalpasti pengaruh kawalan tingkap bagi
Objektif Kajian
Mengkaji kesilauan cahaya siang pada tingkap dengan
menggunakan simulasi berkomputer
Mengkaji pengaruh ubah suai kawalan tingkap terhadap
kesilauan cahaya siang di Malaysia
Menentukan ubah suai kawalan tingkap yang sesuai bagi
Penentuan Kaedah Pengukuran
Kesilauan Cahaya Siang
Aspek2 kesilauan cahaya siang
Uraian kaedah analisis kesilauan cahaya
siang
Ul
k d h DGI
Kepentingan Kajian
Maklumbalas mengenai
prestasi simulasi
berkomputer bagi mengkaji
kesilauan cahaya siang
Maklumbalas mengenai
permasalahan kesilauan
pada tingkap di Malaysia
Memberi solusi bagi
mengatasi masalah pada
Pemilihan Perisian Simulasi
Berkomputer
Perisian terpilih
Kandungan program
Tatacara permodelan
Had program
Ujikaji
1.
2.
Keberkesanan perisian terpilih bagi analisis
kesilauan cahaya siang menggunakan kaedah
DGIN
Mengukur tahap silau pada tingkap
Kes dasar
Analisis dan Penemuan Kajian
Rumusan
Menganalisis dan membentangkan keberkesanan perisian terpilih bagi kajian kesilauan cahaya siang
Menganalisis dan membentangkan tahap kesilauan cahaya siang pada pelbagai besaran tingkap serta
Rumusan dan Cadangan
Menyimpulkan keberkesanan perisian terpilih bagi kajian kesilauan cahaya siang
Menyimpulkan besaran dan ubah suai (kawalan dan optikal) tingkap yang sesuai bagi mengawal
kesilauan cahaya siang di Malaysia
BAB 2
KESILAUAN CAHAYA SIANG
Kajian literatur mengenai kesilauan cahaya siang ini bertujuan untuk
menentukan kaedah pengukuran, parameter dan pembolehubah yang akan digunakan
bagi menganalisis kesilauan cahaya siang.
Penulisan bermula dengan mengulas
pengaruh tingkap terhadap kesilauan dan mengenal pasti tipologi tingkap di
Malaysia. Kemudian penulisan dilanjutkan dengan menghuraikan parameter dan
kaedah-kaedah sedia ada bagi menilai tahap kesilauan cahaya siang bagi memilih
kaedah yang sesuai bagi kajian. Seterusnya kaedah terpilih dihuraikan dan penulisan
diakhiri dengan mengulas mengenai perakuan piawai kesilauan cahaya siang.
2.1
Pengaruh Tingkap Terhadap Kesilauan Cahaya Siang
Berasaskan kepentingan penglihatan, terdapat tiga fungsi utama tingkap [IES,
1972], iaitu:
1)
Memenuhi kepentingan kecerahan bagi kelangsungan pekerjaan
2)
Membekalkan cahaya yang memberikan kualiti atau sifat cahaya
siang ke dalaman ruang
3)
Memenuhi kepentingan manusia akan hubungan dengan dunia luaran
Pada seksyen ini, pengaruh tingkap terhadap kesilauan cahaya siang akan
dibahas berasaskan fungsi utama tingkap yang kedua, iaitu membekalkan cahaya
yang memberikan kualiti atau sifat cahaya siang kedalam ruang. Namun kualiti atau
sifat cahaya siang juga dapat dipengaruhi oleh keamatan cahaya siang yang amat
bergantung pada keadaan luaran bangunan. Dan tindakan kawalan bagi memastikan
keberkesanan pencahayaan ruang dalaman akibat keamatan cahaya siang luaran
dapat dilakukan keatas aspek yang mempengaruhi pengedaran (distribution) dan
penyerapan (transmission) cahaya siang kedalam ruang [Koenigsberger et.al., 1973].
2.1.1
Pengaruh Rekabentuk Tingkap
Pengaruh reka bentuk tingkap yang akan dibahas dalam tesis ini adalah
ukuran, posisi, dan bentuk tingkap. Dari ketiga aspek tersebut, aspek ukuran atau
keluasan tingkap didapati sebagai aspek yang boleh mempengaruhi kewujudan
keadaan kesilauan cahaya siang dalam sesebuah ruang. Oleh itu, banyak kajian yang
telah dilakukan bagi mengenal pasti keluasan tingkap yang sesuai bagi menghindari
keadaan silau pada tingkap.
Nee’man dan Hopkinson [dlm. Colin, 1994] melakukan kajian dengan
menggunakan model berskala bagi mengenal pasti keluasan tingkap yang sesuai bagi
sesebuah ruang. Dari hasil kajian beliau didapati keluasan tingkap yang paling kecil
berasaskan penilaian responden adalah 25 % dan keluasan yang paling besar adalah
35 %.
Namun dari hasil kajian Keighley [dlm. Colin, 1994] didapati bahawa
keluasan tingkap yang lebih kecil dari 10 % merupakan keluasan tingkap yang paling
tidak memuaskan bagi penghuni.
Manakala keluasan tingkap 30 % keatas
merupakan keluasan tingkap yang boleh memenuhi kepuasan penghuni akan cahaya
siang. Dan berasaskan hasil kajian Christoffersen et.al., (1999) dlm Marie-Claude
(2001), didapati bahawa keluasan tingkap yang memenuhi kepuasan penghuni adalah
berada antara 18% hingga 49 %, dimana keluasan tingkap 30 % merupakan keluasan
tingkap yang optimum bagi menghindari kesilauan cahaya siang.
Dari hasil survey kajiannya, Christoffersen et.al., (1999) dlm Marie-Claude
(2001) mendapati bahawa 72 % penghuni bangunan menyatakan lebih menyukai
kedudukan tingkap yang lebih rendah. Manakala bentuk tingkap yang lebih tinggi
lebih disukai penghuni berbanding bentuk tingkap yang lebar [Keighley, dlm. Colins,
1994]. Aspek posisi dan bentuk tingkap ini didapati tidak mempengaruhi terhadap
kesilauan cahaya siang yang boleh berlaku pada tingkap.
2.1.2
Pengaruh Kawalan Tingkap
Kawalan tingkap digunakan pada tingkap sebagai tindakan kawalan terhadap
kemungkinan berlakunya kesilauan cahaya siang pada ruang dalaman. Ianya sangat
penting kerana kawasan disekitar tingkap merupakan kawasan yang memiliki
pengedaran cahaya yang tinggi. Selain itu, perolehan view luaran juga menjadikan
kawasan sekitar tingkap menjadi kawasan yang disukai penghuni bangunan.
Albert dan Leung (1998) mendapati bahawa konsentrasi bekerja 94%
penghuni bangunan lebih tinggi jika berada pada kawasan yang memiliki
pencahayaan yang cerah.
Dari hasil survey didapati lebih dari 70% pekerja di
pejabat lebih menyukai untuk bekerja dan meletakkan komputer mereka pada
kawasan yang berhampiran dengan tingkap [Christoffersen, 1999 dlm Marie (2001)].
Terdapat dua jenis kawalan tingkap kekal mendatar yang lazim digunakan
pada tingkap bangunan, iaitu overhang dan lightshelf (lihat rajah 2.1). Kawalan
tingkap jenis overhang merupakan kawalan tingkap yang popular di Lembah Klang,
Malaysia, bagi meneduhkan kawasan sekitar tingkap [Zain-Ahmed et. al., 1999].
Namun tindakan kawalan ini boleh mengurangi kemasukan cahaya siang, terutama
ke bahagian dalam ruang.
Berbeza dengan overhang, lightshelf boleh bertindak sebagai peneduh
kawasan sekitar tingkap dan memantulkan cahaya siang ke bahagian dalam ruang.
Kawalan tingkap jenis ini amat popular digunakan di Eropah [Zain-Ahmed et. al.,
1999]. Lightshelf dalaman yang rata dapat meningkatkan pengedaran cahaya siang,
manakala lightshelf luaran dan lightshelf dalaman yang condong dapat memantulkan
cahaya matahari dan meneduhkan ruang (lihat rajah 2.2). Pada kawalan tingkap jenis
lightshelf, penggunaan bahan kawalan tingkap yang bersifat mengkilap (specular)
didapati boleh meningkatkan pengedaran cahaya siang pada ruang dalaman.
Overhang
Rajah 2.1
Lights
Dua jenis kawalan tingkap mendatar yang popular digunakan
bagi mengawal kemasukan sinar matahari dan kesilauan akibat cahaya siang
Lightshelf dalaman & luaran
yang condong dapat
memantulkan cahaya matahari
dan meneduhkan ruang
Rajah 2.2
pada ruang dalaman
Lightshelf dalaman yang rata
dapat meningkatkan
pengedaran cahaya siang
Pengaruh penggunaan lightshelf condong dan lightshelf rata
2.1.3 Pengaruh Optikal Tingkap
Optikal tingkap merupakan pilihan bagi mengawal kemasukan cahaya siang
yang berlebihan dengan tidak mengurangi keluasan tingkap. Kerana kaedah yang
efektif bagi mengawal kesilauan cahaya siang adalah dengan cara mengurangi
kecerahan langit yang boleh diterima tingkap berbanding mengurangi keluasan
tingkap yang ada [Ludlow, 1976].
Terdapat tiga perilaku pancaran cahaya siang yang akan mempengaruhi
pengedaran cahaya siang dalam bangunan, iaitu pancaran biasa (regular), pancaran
menyebar sempurna (perfect diffuse), dan pancaran menabur (scattered) (lihat rajah
2.3). Ketiga-tiga perilaku pancaran ini bergantung pada jenis optikal tingkap yang
digunakan.
Pancaran biasa
(regular)
Rajah 2.3
Pancaran menyebar
Pancaran
sempurna
menabur
Perilaku pancaran cahaya siang
Cooper et. al. (1973), mengkaji pengaruh pelbagai optikal tingkap terhadap
penghuni bangunan. Hasil kajian beliau menunjukkan bahawa penggunaan optikal
tingkap tidak mempengaruhi kenyamanan (pleasantness) dan kecerahan ruang
(brightness) yang boleh dialami penghuni. Namun, beliau mendapati bahawa optikal
tingkap yang memiliki tahap pancaran 12 % hingga 15 % tidak boleh diterima
penghuni. Hal ini disebabkan optikal jenis ini terlalu gelap sehingga mengurangi
kualiti pandangan luaran penghuni. Berbeza dengan Boyce et. al., (1995), hasil
kajian beliau menunjukkan bahawa tahap pancaran minimum yang boleh diterima
penghuni berada 25 % hingga 38%.
2.2
Pemilihan Kaedah Analisis Cahaya Siang
2.2.1
Parameter Pengukuran Kesilauan Cahaya Siang
Pada kajian mengenai kenyamanan penglihatan akibat kesilauan cahaya, telah
menjadi kebiasaan untuk menggunakan kaedah Glare Index.
Kaedah pengiraan
Glare
eksperimen
Index
adalah
merupakan
rumusan
berasaskan
yang
menghubungkan nilai kuantiti pengukuran fizikal dengan kesan silau yang dialami
subjek penelitian. Kaedah ini dicadangkan oleh Hopkinson, (1966), dengan rumusan
pengiraan Glare Index adalah sebagai berikut [CIE, 1983]:
G=
Les . ω sf
Lbg . f (ψ )
(2-1)
Dimana:
G
=
Glare Constant, merupakan sensasi kesilauan yang dihasilkan
dengan pengukuran subjektif menggunakan skala semantik
ataupun skala numerik
e, ƒ, g
=
nilai penganjur
ƒ(ȥ)
=
nilai fungsi kompleks perubahan sudut
Terdapat empat parameter utama dalam pengiraan tahap silau dengan
menggunakan kaedah Glare Index ini [CIE, 1983; Moore, 1985], iaitu nilai
luminance punca silau (the luminance of the glare source/Ls), nilai solid angle punca
silau (the solid angle subtended by the source/Ȧs), nilai perubahan sudut punca silau
terhadap padang penglihatan subjek penelitian (the angular displacement of the
source from the observers line of sight/ȥ), dan nilai purata luminance pada area
kajian (the general field of luminance/Lb).
Bagi kajian analisis kesilauan cahaya.siang, keempat parameter tersebut bermaksud
seperti berikut:
nilai luminance punca silau (Ls) bermakna nilai luminance langit yang
dapat dilihat melalui tingkap. Apabila langit yang terlihat dari tingkap
semakin cerah, maka indeks silau akan semakin tinggi.
nilai solid angle punca silau (Ȧs) merupakan ukuran langit yang dapat
dilihat dari pandangan pemerhati atau subjek kajian. Apabila kawasan
langit yang terlihat semakin luas, maka indeks silau akan semakin tinggi.
nilai perubahan sudut punca silau terhadap padang penglihatan (visual
field) subjek penelitian (ȥ) merupakan posisi langit yang dapat dilihat
dalam padang penglihatan (visual field) pemerhati atau subjek kajian.
Apabila jarak langit semakin jauh, maka indeks kesilauan akan semakin
kecil.
nilai purata luminance pada kawasan kajian (Lb) merupakan purata
luminance yang terdapat dalam ruang, tidak termasuk kecerahan langit.
Apabila kecerahan ruang semakin cerah, maka indeks kesilauan akan
semakin kecil.
Namun aspek adaptasi mata terhadap kemasukan cahaya siang yang
dihasilkan oleh tingkap merupakan aspek utama yang perlu diambilkira pada
pengukuran kesilauan cahaya siang.
Hal ini adalah kerana tingkap merupakan
sumber silau yang menduduki sebahagian besar visual field manusia dalam ruang,
sehingga dapat meningkatkan tahap adaptasi mata dan mengurangi sensasi kesilauan
serta kesan kontras yang boleh berlaku pada penghuni [Hopkinson & Bradley, 1960,
dlm. Velds 2000]. Pemilihan kaedah pengukuran cahaya siang bagi kajian ini akan
dihuraikan selanjutnya selepas ini.
2.2.2
Huraian Kaedah Analisis Kesilauan Cahaya Siang
Kajian terhadap kesilauan dalam ruang akibat pencahayaan telah bermula
sejak dua setengah abad yang lalu. Oleh itu, telah banyak terdapat kaedah untuk
menganalisa kesilauan cahaya, antaranya adalah:
Building Research Station Glare Formula (BRS atau BGI)
Unified Glare Rating (UGR)
Guth Visual Comfort Probability (VCP)
Comfort, Satisfaction & Performance Index (CSP)
Commission Internationale de L’Eclairage Glare Index (CGI)
The Cornel Formula atau Daylight Glare Index (DGI)
The New Daylight Glare Index (DGIN)
Namun diantara pelbagai kaedah analisis cahaya siang yang disebutkan
diatas, hanya CGI, DGI dan DGIN sahaja yang sesuai digunakan bagi menilai
kesilauan pencahayaan siang. Sedangkan kaedah BRS, UGR, VCP dan CSP didapati
hanya sesuai digunakan bagi analisis kesilauan cahaya elektrik. Pemilihan kaedah
yang akan digunakan bagi kajian akan dihuraikan pada seksyen berikut.
2.2.2.1 CIE Glare Index (CGI)
Kaedah CIE Glare Index atau CGI dicadangkan oleh Einhorn (1969, 1979).
Kaedah ini merupakan kaedah gabungan penilaian kesilauan (unified glare assesment
method) dan direka dengan memperbetulkan pengiraan matematika yang tidak
konsisten pada rumusan BRS. Ianya bertujuan bagi mengira kesilauan pada sumber
silau yang berganda dan menghasilkan tahap sensasi kesilauan yang sama dengan
skala kaedah BRS. Namun kaedah CGI juga didapati kurang tepat dalam mengira
kesilauan dari sumber silau yang besar, dan rumusan CGI ini juga didapati tidak
mengambil kira aspek adaptasi mata manusia dalam mengukur cahaya siang.
2.2.2.2 Daylight Glare Index (DGI)
Kaedah DGI lebih dikenal sebagai kaedah The Cornell Formula. Kaedah ini
direka di Building Research Station di United Kingdom juga di Universiti Cornell di
USA. Ia merupakan modifikasi daripada rumusan BRS dan boleh mengukur tahap
kesilauan yang berasal dari sumber silau yang luas. Namun kaedah ini didapati
kurang tepat bagi menganalisa kesilauan cahaya siang. Berbeza dengan kajian pada
sistem pencahayaan elektrik, hubungan antara pengiraan DGI dan tahap kesilauan
pada tingkap yang diukur secara pemerhatian oleh subjek penelitian didapati tidak
begitu kuat [Boubekri & Boyer, 1992; Chauvel, et. al., 1982]. Tahap kesilauan yang
dihasilkan dari pengukuran secara subjektif pada keadaan langit sebenar didapati
lebih kecil nilainya berbanding tahap kesilauan yang dihasilkan dari pengiraan
kaedah DGI [Iwata, et. al., 1994]. Kaedah ini juga didapati tidak mengambilkira
pengukuran terhadap adaptasi manusia [Osterhaus & Bailey, 1992].
2.2.2.3 The New Daylight Glare Index (DGIN)
Kaedah DGIN telah diperkenalkan oleh Ali Nazzal pada tahun 2001, dan
direka bagi tujuan mengira kesilauan akibat sistem pencahayaan siang (tingkap)
berasaskan ubahsuai Chauvel terhadap kaedah Cornell Formula. Kaedah ini dapat
digunakan bagi mengira kesilauan yang ditimbulkan oleh cahaya siang ataupun
cahaya matahari [Nazzal, 2001]. Aspek ini merupakan keutamaan kaedah DGIN
berbanding kaedah yang lain, kerana kebanyakan kaedah pengiraan kesilauan cahaya
siang yang ada tidak mengambilkira sumbangan cahaya matahari bagi keselesaan
penglihatan penghuni [Nazzal, 1998a/1998b]. Namun yang paling penting, kaedah
ini turut mengambil kira pengaruh adaptasi mata dalam pengiraannya [Nazzal, 2001].
Kaedah DGIN menjanjikan kemajuan dalam mengukur kesilauan akibat
cahaya siang dan cahaya matahari, meskipun ianya tidak menyertakan penilaian
terhadap performance penghuni ruang pada saat kesilauan berlaku [Osterhaus, 2001].
Kaedah ini dapat digunakan bagi kajian kesilauan pada bilik berpenghuni ataupun
bilik kosong, dan kaedah ini juga boleh digunakan bagi mengkaji kesilauan cahaya
siang pada tingkap yang menggunakan kawalan ataupun yang tidak. Kaedah ini juga
didapati boleh digunakan bagi pengukuran kesilauan cahaya siang secara
berkomputer [Nazzal & Chutarat, 2001].
2.2.3 Kaedah Yang Akan Digunakan Bagi Kajian
Terdapat dua aspek utama menjadi pertimbangan pemilihan kaedah
pengukuran kesilauan cahaya siang bagi kajian ini:
1.
Kelengkapan parameter pengukuran kaedah, terutama penyertaan aspek
adaptasi mata, dalam pengiraan kesilauan cahaya siang.
2.
Kebolehan kaedah bagi mengukur kesilauan cahaya siang pada tingkap
yang dilengkapi dengan kawalan tingkap
3.
Kemungkinan kaedah terpilih bagi pelaksanaan pengukuran kesilauan
cahaya siang dilakukan secara simulasi berkomputer
Berasaskan huraian keutamaan masing-masing kaedah pengukuran kesilauan
cahaya siang dan aspek yang menjadi pertimbangan pemilihan kaedah yang sesuai
bagi kajian, didapati bahwa kaedah yang sesuai bagi kajian ini adalah kaedah DGIN.
Huraian selengkapnya mengenai DGIN dapat disemak pada seksyen selanjutnya.
2.3
The New Daylight Glare Index (DGIN)
Kaedah DGIN direka berasaskan ubahsuai Chauvel terhadap kaedah Cornell
Formula. Oleh itu, parameter asas yang digunakan pada kaedah DGIN adalah sama
dengan parameter asas pada kaedah Chauvel [Nazzal, 2001], iaitu luminance sumber
silau (Ls), luminance persekitaran (Lb) dan luminance tingkap (Lw) (rujuk rumusan 22).
G = 0.478∑
L1s.6 x Ω 0.8
Lb + 0.07 x ω 0.5 x Lw
dimana:
Ls
=
luminance sumber silau (cdm-2)
Lb
=
luminance persekitaran (cdm-2)
Lw
=
luminance tingkap (cdm-2)
Ȧ
=
solid angle pada mata pemerhati
(2-2)
ȍ
=
solid angle subtense of the source modified to the effect of the
position of its elements in different parts of the field of view.
Namun pada kaedah DGIN, Ali Nazzal mencadangkan perubahan dalam
pengiraan untuk menentukan solid angle Ȧ dan ȍ, kesan posisi pemerhatian
kesilauan, serta faktor tata rajah (configuration factor).
Ali Nazzal juga
memperkenalkan paramater luminance adaptasi pada kaedah DGIN ini sebagai
pengganti parameter luminance persekitaran (Lb) yang digunakan pada kaedah
Chauvel. Hal ini disebabkan luminance persekitaran tidak dapat ditentukan dengan
tepat bagi sumber silau yang luas, sehingga kesilauan akibat tingkap yang meliputi
kawasan yang sangat luas bagi mata akan sukar untuk ditentukan.
Sebaliknya,
luminance sempadan sertamerta (immediate surround luminance) atau luminance
adaptasi pada mata amat berpengaruh bagi keselesaan penglihatan penghuni [Nazzal,
2001]. Pada kaedah DGIN ini, pengiraan pada parameter luminance adaptasi juga
turut mengambil kira sumbangan sumber silau dalam ruang.
Pada kaedah DGIN, tahap keselesaan penglihatan pencahayaan siang pada
tingkap ditentukan dengan rumusan Glare Constant (GN) (rujuk rumusan 2-3) dan
DGIN (rujuk rumusan 2-4).
G N = 0.478
.6
L1exterior
× Ω 0pN.8
Ladaptation + (0.07 × ω N0.5 × Lwindow )
DGI N = 10 log10 G N
dimana:
GN
= Glare Constant
Lluaran
= luminance luaran (cdm-2)
Ladaptasi
= luminance adaptasi (cdm-2)
Ltingkap
= luminance tingkap (cdm-2)
DGIN
= The New Daylight Glare Index
(2-3)
(2-4)
Meskipun parameter utama dalam pengiraan tahap kesilauan pada kaedah
DGIN adalah tahap luminance luaran, luminance adaptasi dan luminance tingkap
cahaya siang (rujuk rumusan 2-3 dan 2-4), pengukuran cahaya siang yang dilakukan
adalah tahap illuminance cahaya siang. Tahap illuminance hasil pengukuran ini
kemudian akan ditukar menjadi tahap luminance dengan menggunakan pengiraan
khas yang tersedia dalam kaedah DGIN (rujuk rumusan 2-5, 2-6, 2-7).
Lwindow =
E v 3 shielded
Ladaptation =
Lexterior =
(2-5)
2φ i x π
E v 2 unshielded
(2-6)
π
E v1unshielded
(2-7)
2(π − 1)
dimana:
Ev3 terlindung
= purata illuminance menegak terlindung tingkap (lux)
Ev2tak terlindung = purata illuminance menegak tak terlindung persekitaran
(lux)
Ev1tak terlindung = purata illuminance menegak tak terlindung luaran (lux)
∅I
= faktor tata rajah (configuration factor)
Hal ini disebabkan alat pengukur illuminance memungkinkan pengukuran
cahaya siang dilaksanakan secara berterusan, berbanding dengan alat pengukur
luminance yang hanya membolehkan pengukuran cahaya siang pada satu saat sahaja
(one spot measurement). Ianya dipandang tidak sesuai bagi pengukuran cahaya
siang, mengingat keamatan cahaya siang yang boleh berubah-ubah setiap saat.
Dengan menggunakan alat pengukur illuminance, diharapkan kesilauan cahaya siang
dapat dikesan secara lebih tepat. Dan meskipun pengukuran tahap luminance cahaya
siang boleh dilakukan secara terus pada pengukuran secara simulasi komputer, ianya
tetap tidak sesuai dilakukan pada kaedah DGIN ini.
Hal ini kerana rumusan
pengiraan tahap luminance yang dihasilkan pada sebarang perisian simulasi
pencahayaan tidak sama dengan rumusan yang terdapat pada kaedah DGIN [Nazzal,
2001].
Faktor tata rajah tingkap (∅i) dari lokasi pengukuran pada rumusan 2-5 dapat
ditentukan berasaskan rumusan berikut:
A=
X
1+ X
2
Y
C=
1+ Y 2
B=
D=
Y
1+ X 2
X
1+ Y 2
(2-8)
(2-9)
φi =
Aarc tan B + Carc tan D
π
(2-10)
X =
a
b
Y=
2d
2d
(2-11)
dimana:
2.4
a
=
lebar tingkap
b
=
tinggi tingkap
d
=
jarak lokasi pengukuran terhadap tingkap
Perakuan Piawai Kesilauan Cahaya Siang
Perakuan piawai kesilauan cahaya siang bergantung pada pengukuran
subjektif yang dilaksanakan pada tiap-tiap kaedah. Hal ini kerana tiap-tiap kaedah
pengukuran memiliki kaedah pengiraan dan skala pengukuran subjektif yang
berbeza-beza.
Dalam kajian ini, petunjuk analisis yang akan digunakan adalah
indeks DGIN yang dihasilkan oleh pengukuran subjektif berasaskan kaedah DGIN
pada kajian pilot. Huraian mengenai pelaksanaan pelaksanaan kajian pilot dapat
disemak pada Lampiran-A.
BAB 3
PEMILIHAN PERISIAN SIMULASI BERKOMPUTER BAGI
KAJIAN KESILAUAN CAHAYA SIANG
Bab ini bertujuan untuk menentukan perisian komputer bagi mengukur
kesilauan cahaya siang sesuai dengan kaedah pengukuran yang telah ditetapkan pada
bab 2, iaitu kaedah The New Daylight Glare Index (DGIN). Penulisan dimulakan
dengan menghuraikan dan menentukan kaedah simulasi berkomputer yang sesuai
bagi kajian.
Kemudian diteruskan dengan menghuraikan pemilihan perisian,
mengulas kandungan program, input dan hasil program, serta had dan ketepatan
perisian terpilih.
3.1
Pemilihan Kaedah Simulasi Berkomputer Bagi Kajian Kesilauan
Cahaya Siang
3.1.1
Huraian Kaedah Simulasi Berkomputer
Dalam dunia grafik, pekerjaan rekabentuk dan analisa pencahayaan secara
simulasi berkomputer dapat dilakukan dengan menggunakan 2 kaedah, iaitu kaedah
illuminasi lokal ataupun kaedah illuminasi global. Huraian mengenai keutamaan dan
pemilihan kaedah yang sesuai digunakan bagi kajian akan dihuraikan pada seksyen
3.1.1.1 dan 3.1.1.2.
3.1.1.1 Kaedah Illuminasi Lokal
Kaedah illuminasi lokal atau kaedah illuminasi cahaya terus merupakan
kaedah yang pertama sekali diperkenalkan bagi memperagakan rekabentuk
pencahayaan secara berkomputer. Kaedah ini boleh mensimulasikan intensiti, sifat
spektral (warna), pengedaran atau taburan cahaya yang dipantulkan oleh sesebuah
permukaan dengan cepat dan efisien.
Namun kaedah illuminasi lokal bekerja berasaskan ilusi, dimana hasil
simulasi ditampilkan hanya bertujuan untuk menyampaikan satu rancangan atau ide
rekabentuk pencahayaan. Ianya lebih mementingkan kesesuaian hasil akhir simulasi
dalam menampilkan rekabentuk yang dikehendaki berbanding ketepatan simulasi
dalam menampilkan perilaku cahaya pada keadaan sebenar.
Walaubagaimanapun, persekitaran objek amat mempengaruhi tindak balas
cahaya dalam mencerahkan sesebuah ruang. Namun pada kaedah ini, pengaruh
cahaya pembalikan dari benda-benda lain disekitar objek tidak diambil kira dalam
proses simulasi. Oleh itu, kaedah iluminasi lokal bukan kaedah yang sesuai bagi
mensimulasikan keadaan sebenar pencahayaan sesebuah persekitaran.
3.1.1.2 Kaedah Illuminasi Global
Pada keadaan sebenar, ribuan cahaya dipantulkan dan dipancarkan sehingga
akhirnya diserap oleh permukaan di persekitaran manusia. Cahaya yang memasuki
mata manusia akan menghasilkan gambar mengenai informasi persekitaran pada
retina manusia.
Pada kaedah illuminasi global, keadaan ini disimulasikan dan
ditampilkan menerusi skrin komputer dengan menggunakan informasi mengenai
geometri, sifat permukaan dan pencahayaan ruang persekitaran berkenaan (lihat rajah
3.1).
Pada kaedah ini, kesan pantulan bersalingan antara cahaya dan objek terhadap
benda-benda sekitar turut diambil kira. Hal ini sesuai dengan keadaan sebenar,
kerana cahaya yang menerangi satu objek pada satu tempat dapat berpunca dari
sumber manapun, sama ada dari matahari ataupun dari cahaya yang dipantulkan oleh
permukaan atau benda-benda sekitar. Hasil simulasi pula dapat ditampilkan dalam
bentuk tiga dimensi (lihat rajah 3.2).
Geometri
Sifat
Permukaan
Illuminasi
Global
Lukisan Pencahayaan
(Radiance maps)
Pencahayan
Rajah 3.1
Skematik proses pengiraan cahaya pada kaedah illuminasi global
[Yizhou Yu, et. al.,(2003)]
Rajah 3.2
Pengesanan
cahaya
pada
kaedah
illuminasi
global
[www.lightscape.com]
Kaedah ini telah diaplikasikan kedalam pelbagai perisian bagi tujuan kajian
pencahayaan dan didapati amat sesuai digunakan bagi kajian pencahayaan, sama ada
pencahayaan elektrik ataupun pencahayaan siang [Ward & Heckbert, 1999]. Oleh
itu, perisian yang akan dipilih bagi kajian ini adalah perisian yang berasaskan kaedah
illuminasi global.
3.1.2 Kaedah Illuminasi Global Bagi Kajian Kesilauan Cahaya Siang
Terdapat dua jenis kaedah simulasi cahaya pada kaedah illuminasi global,
iaitu kaedah illuminasi ray tracing dan kaedah illuminasi radiosity. Kedua-dua
kaedah mempunyai keutamaan masing-masing. Ulasan mengenai keutamaan keduadua kaedah bagi kajian akan dihuraikan pada seksyen 3.1.2.1 dan 3.1.2.2. Dan
pemilihan kaedah yang akan digunakan pada bahagian kesimpulan, iaitu seksyen
3.1.2.3.
3.1.2.1 Kaedah Illuminasi Ray tracing
Kaedah ray tracing merupakan kaedah yang terbaik dalam mensimulasikan
perilaku cahaya pada keadaan sebenar. Ianya bekerja seperti halnya mata manusia,
iaitu dengan mengesan jutaan photon cahaya dan interaksi cahaya yang berlaku pada
persekitaran yang berada pada kawasan yang akan disimulasi, serta menampilkannya
secara tiga dimensi menerusi skrin komputer. Cahaya yang dikesan dapat dibezakan
melalui 4 jenis, iaitu cahaya yang berasal dari sinar mata (eye rays), sinar bayangbayang (shadow rays), sinar pembalikan (reflection rays), dan sinar pemancaran
(transmission rays) (lihat rajah 3.3)
Reflected ray
Shadow ray
Reflected ray
Eye ray
Rajah 3.3
Empat
jenis
pembahagian
sinar
pada
pengesanan
menggunakan kaedah illuminasi ray tracing [Ward &Heckbert, 1999]
cahaya
Pengesanan cahaya pada kaedah ray tracing dilakukan secara berundur, iaitu
dari setiap pixel pada skrin komputer menuju model tiga dimensi (lihat rajah 3.4).
Pengesanan cahaya dengan cara ini memerlukan masa yang lama, kerana banyaknya
cahaya yang perlu dikesan bagi menampilkan satu imej simulasi yang munasabah.
Dan oleh kerana cahaya yang dikesan dalam proses simulasi hanyalah cahaya yang
terdapat pada padang penglihatan pemerhati, kaedah ini menjadi kaedah yang view
dependent. Ini bermakna, untuk mensimulasikan persekitaran dengan arah pandang
yang berbeza, proses simulasi harus diulang semula pada arah pandang yang lain
pula.
Oleh itu, analisis dan peragaan pencahayaan secara animasi tidak dapat
dilakukan dengan kaedah ini. Namun demikian, kaedah ini mampu mensimulasikan
keadaan pencahayaan pada persekitaran yang rumit sekalipun.
Rajah 3.4
Pengiraan cahaya dengan kaedah ray tracing [www.lightscape.com]
Kaedah ray tracing mampu mensimulasikan geometri objek dengan tepat.
Oleh itu, pantulan, tebaran dan interaksi cahaya akibat sifat permukaan yang berbeza
pada persekitaran juga dapat disimulasikan dengan tepat.
Hal yang menjadi
keutamaan pada kaedah ini adalah kemampuannya dalam mensimulasikan pantulan
cahaya dari permukaan mengkilap serta biasan cahaya dari permukaan lut sinar.
Namun demikian kaedah ini tidak boleh mengambilkira pengaruh pantulan cahaya
dari permukaan menyebar. Kerana pada kaedah ray tracing, proses pengesanan
cahaya akan berhenti apabila cahaya yang dikesan bersilangan dengan permukaan
menyebar.
3.1.2.2 Kaedah Illuminasi Radiosity
Kaedah illuminasi radiosity bekerja berasaskan kaedah finite element. Pada
proses simulasi dengan menggunakan kaedah ini, seluruh permukaan ruang
dibahagikan menjadi elemen-elemen kecil yang saling berkaitan dan setiap elemen
berfungsi sebagai titik pantulan cahaya (lihat rajah 3.5).
Kuantiti cahaya yang
dipantulkan oleh permukaan ruang akan dikira dan disimpan pada tiap-tiap elemen.
Hal ini menyebabkan kaedah ini memerlukan kapasiti memori yang besar bagi tiaptiap simulasi. Namun demikian, hasil simulasi boleh diperagakan dan dianalisa
secara bergerak atau animasi (view independent), hanya dengan sekali pengiraan
(rendering) bagi sebarang sudut penglihatan.
Rajah 3.5
Kaedah
Pengesanan cahaya dengan kaedah radiosity [www.lightscape.com]
radiosity
mempunyai
keutamaan
mensimulasikan
sesebuah
persekitaran dalam masa yang singkat berbanding kaedah ray tracing. Kaedah ini
juga didapati sesuai digunakan bagi mensimulasikan perilaku cahaya pada ruang
dalaman, kerana permukaan ruang yang akan disimulasi dianggap sebagai ruang
tertutup, dan setiap cahaya yang dikesan harus selalu berakhir dengan bersilangan
atau memantul pada sesebuah permukaan [Ashdown, 1992]. Namun dalam proses
simulasi, kaedah radiosity hanya boleh mengambilkira perilaku cahaya pada
permukaan menyebar sahaja dan tidak dapat mensimulasikan tebaran cahaya pada
permukaan mengkilap atau pun lut sinar seperti halnya pada kaedah ray tracing.
3.1.2.3 Kesimpulan
Dalam beberapa hal, kaedah radiosity merupakan pelengkap bagi kaedah ray
tracing. Kaedah ray tracing tersangat baik dalam menampilkan pantulan cahaya dari
permukaan mengkilap, biasan cahaya dari permukaan lut sinar, dan perilaku sebenar
sesebuah cahaya dalam persekitaran. Manakala kaedah radiosity boleh menampilkan
dengan tepat pantulan cahaya menyebar (diffuse reflections). Kedua-dua kaedah ini
menjanjikan kemampuan lakaran dan pengiraan cahaya siang yang luar biasa apabila
disatukan pada satu program analisis pencahayaan.
Bagi kajian simulasi kesilauan cahaya siang secara berkomputer, adalah
penting mengutamakan kaedah simulasi yang boleh memperagakan pengaruh
permukaan mengkilap terhadap perilaku cahaya dalam mencerahkan sesebuah ruang,
kerana pantulan cahaya pada permukaan mengkilap dapat menimbulkan keadaan
silau berbanding permukaan menyebar. Namun, kesan permukaan menyebar perlu
diambil kira, kerana kebanyakan sifat permukaan ruang dalaman dan persekitaran
adalah menyebarkan cahaya (diffuse). Oleh itu, perisian yang akan digunakan pada
kajian ini adalah perisian yang boleh menganalisis pencahayaan secara radiosity dan
ray tracing.
3.2
Pemilihan Perisian Bagi Kajian Kesilauan Cahaya Siang
Pada masa ini terdapat 2 perisian yang menggunakan kedua-dua kaedah
radiosity dan ray tracing bagi memperagakan atau melukiskan kesan rekabentuk
pencahayaan secara berkomputer, iaitu perisian Lightscape dan perisian Radiance
(rujuk rajah 3.6). Keutamaan perisian-perisian ini akan dihuraikan pada seksyen
3.2.1 dan 3.2.2.
Radiosity
Kaedah
Illuminasi Global
Rajah.3.6
3.2.1
LightScape
Helios
Pov-Ray v3.01
Strata Studiopro
Microstation Masterpieces
HOOPS
Lightwork
Radiance
Bluemoon Rendering Tools
Pixar Renderman
Electric Image
Soft Image
Raysmith
Specter
Mental Ray
Render Park
Ray tracing
LightScape
Radiance
Klasifikasi perisian berasaskan kaedah yang digunakan
Lightscape
Lightscape dibina oleh Lightscape Technologies of San Jose, California, dan
diperkenalkan oleh Autodesk. Pembinaan perisian ini bertujuan bagi menciptakan
alat yang membolehkan simulasi penglihatan dan analisis cahaya dilakukan secara
animasi melalui model tiga dimensi, supaya seluruh permukaan model yang rumit
dapat dengan mudah dilihat dan diamati. Perisian ini dapat digunakan bagi analisis
pencahayaan elektrik dan pencahayaan siang, ataupun kedua-duanya sekali.
Pada versi awal (versi 3.11), Lightscape dibina berasaskan kaedah radiosity
bagi mengira kuantiti illuminasi.
Namun pada keluaran terkini (versi 3.2),
Lightscape telah dilengkapi dengan kaedah ray tracing bagi memudahkan rendering
permukaan yang bersifat mengkilap. Walaubagaimanapun, tampilan hasil simulasi
secara animasi hanya boleh dilakukan berasaskan kaedah radiosity sahaja dan tidak
menyertakan kaedah ray tracing dalam pengiraannya. Pengiraan secara ray tracing
hanya boleh dilakukan dengan mengulang semula proses simulasi bagi arah pandang
yang diperlukan.
Perisian Lightscape yang akan dihuraikan pada tesis ini adalah Lightscape
3.2. Dan seperti halnya perisian Lightscape versi 3.11, Lightscape 3.2 tidak memiliki
alat penyunting grafik. Model 3D yang akan dikaji pada Lightscape harus diimpot
dari perisian lain dengan input model berupa fail DXF atau fail 3D Studio. Namun
hal ini tidak terlalu sukar untuk dilakukan, kerana Lightscape dapat bekerjasama
dengan program lain yang berasaskan Windows, seperti AutoCad, 3DStudio, dan
lain-lain. Perisian ini memiliki kemampuan pertukaran data CAD yang baik bagi
permodelan simulasi [Bryan & Sayed Mohd Autif, 2002]. Fasiliti import wizard
yang dimiliki program Lightscape 3.2 memberikan kebolehan untuk mengimport
lukisan dari program lain yang memiliki format dwg, dxf, 3ds dan lws.
Perisian Lightscape 3.2 memiliki kemudahan penggunaan yang munasabah.
Bagi kajian cahaya siang, ianya memiliki keutamaan dalam menyediakan
kepelbagaian keadaan langit, penentuan kedudukan geografi model, fasiliti wizard
bagi setup cahaya siang dan permodelan bahan permukaan. Hasil (output) pengiraan
cahaya siang yang boleh dihasilkan oleh Lightscpae 3.2 adalah berupa kontur
isolumen, angka lakaran yang fotorealistik dan animasi. Seluruh out put ini boleh
dihasilkan dengan sudut pandang analisis yang pelbagai, dengan keperluan memori
yang tidak terlalu tinggi.
Namun Lightscape 3.2 memiliki kelemahan dari aspek ketepatan model
kajian [Ubbelohde & Humann, 2002, Bryan & Sayed Mohd Autif, 2002]. Bagi
menghasilkan pengukuran cahaya yang tepat, permodelan yang dibina pada
Lightscape 3.2 amat berbeza dengan keadaan sebenar (lihat rajah 3.7). Selain itu,
perisian ini juga tidak dapat melakukan analisis kesilauan dan pengukuran cahaya
siang menggunakan kaedah Daylight Factor (DF). Ringkasan mengenai kebolehan
perisian Lightscape 3.2 ini dapat disemak pada jadual 3.1.
a.
Rajah 3.7
b.
Perbandingan
penggambaran
keadaan
ruang
dalaman
bagi
menghasilkan pengukuran cahaya siang yang tepat menggunakan Lightscape 3.2; a.
keadaan sebenar; b. model kajian Lightscape 3.2 [Ubbelohde & Humann, 2002]
Jadual 3.1:
Ringkasan kebolehan perisian Lightscape 3.2 [Bryan & Sayed Mohd
Autif, 2002]
LIGHTSCAPE 3.2
Kategori
Kebolehan
Ciri-ciri Setup
Aspek Penilaian
Permodelan
Parameter Penilaian
Pertukaran data CAD
Orientasi permukaan
Layers dan Blocks
3D Solids
Setup cahaya siang
Kepelbagaian keadaan
langit
Ketepatan model kajian
Ketersediaan fasiliti wizard
Kedudukan geografi
Sifat permukaan
Fasiliti wizard bagi bahan
permukaan
Ketersediaan perpustakaan
pelbagai bahan permukaan
Ciri-ciri proses
Simulasi/rendering
Radiosity
simulasi
Ray Tracing
Proses pengulangan
(iterative procedure)
Sudut pandang
Keperluan memori
Hasil simulasi
Kontur Isolumen
(out put)
Angka
Lakaran yang foto realistik
Animasi
Analisis silau
Daylight Factors
User Interface
Kemudahan penggunaan
Bantuan talian terus
Bantuan yang lebih meluas
= sangat baik, = baik, = boleh, x=tak boleh
Tahap
Kebolehan
x
x
x
3.2.2
Radiance
Perisian
Radiance
merupakan
pakej
perisian
yang
matang
bagi
mensimulasikan pencahayaan elektrik dan cahaya siang, kerana sistem perisian
Radiance sememangnya dibina sebagai alat penelitian rekabentuk pencahayaan
[Ward, 94]. Ianya bekerja berasaskan kaedah ray tracing dan kaedah Monte Carlo.
Dengan menggunakan kaedah Monte Carlo, pantulan cahaya pada permukaan
menyebar dapat dikira (lihat rajah 3.8a). Proses pengesanan cahaya juga dapat
disingkatkan (lihat rajah 3.8c) berbanding pada pengesanan cahaya secara ray
tracing biasa (lihat rajah 3.8b).
Oleh itu, Radiance boleh menganalisa dan
memperagakan kedua-dua perilaku cahaya pada permukaan mengkilap dan menyebar
dalam masa yang singkat.
Sumber cahaya
Mata
a.
Sumber cahaya
Sumber cahaya
Mata
Mata
c.
b.
Rajah 3.8
a.
Proses
pengesanan
cahaya
pada
permukaan
menyebar
menggunakan kaedah monte carlo, b. Proses pengesanan cahaya pada kaedah ray
tracing, c. Proses pengesanan cahaya pada kaedah monte carlo [Ward, 1998]
Radiance memiliki kebolehan menganalisis kesilauan cahaya siang. Namun
ianya dilakukan berasaskan kaedah pengiraan kesilauan Cornell Formula (DGI).
Dan bagi tujuan analisis cahaya siang, Radiance dilengkapi dengan program Genski
yang membolehkan pengguna menentukan masa dan keadaan langit pada saat
simulasi dilaksanakan. Keadaan langit yang tersedia dalam Radiance adalah keadaan
langit CIE.
Pada awalnya perisian Radiance hanya tersedia dalam 2 versi, iaitu versi
Unix dan versi MS-DOS. Namun saat ini perisian Radiance juga telah tersedia
dalam versi IES (Illuminating Engineers Society) dan Desktop. Keutamaan tiap-tiap
versi Radiance akan dihuraikan pada seksyen selanjutnya.
3.2.2.1 Radiance Unix
Radiance versi Unix merupakan versi Radiance yang mula-mula diterbitkan.
Ianya terdiri dari lebih 50 perisian pendukung yang mempunyai pelbagai
kemampuan dan hampir tak terbatas, yang tidak dimiliki oleh perisian lain
[Mardaljevic, 1999]. Pembinaan perisian ini telah berlangsung selama bertahuntahun bagi menciptakan alat simulasi penglihatan yang berkuasa. Radiance Unix
mula direka pada tahun 1984 di LBNL (Lawrence Berkeley National Laboratory),
California, USA, dan LESO-PB (Laboratoire d’Energie Solaire et de Physique du
Bâtiment) di Lausanne, Switzerland. Radiance Unix Versi 1.0 telah mula digunakan
pada Januari 1989, dan versi 3.1 disiapkan pada Julai 1997. Kerja-kerja penyelidikan
bagi pengerjaan versi 3.1 ini bermula dari tahun 1990 oleh Gregory Ward Larson.
Ianya
bertujuan
bagi
meningkatkan
kemampuan
Radiance
Unix
dalam
mensimulasikan pencahayaan siang.
Radiance Unix merupakan perisian yang sesuai digunakan bagi tujuan analisa
dan penggambaran rekabentuk pencahayaan, kerana ianya boleh menghasilkan
pengiraan secara pernomboran maupun secara lakaran (rendering) dengan tepat
[Mardaljevic, 1999]. Hasil kajian perbandingan ketepatan pengukuran illuminance
cahaya siang antara Radiance Unix dan pengukuran sebenar dapat dilihat pada rajah
3.9. Dan rajah 3.10 menunjukkan perbandingan ketepatan lakaran Radiance dengan
keadaan ruang dalaman sebenar.
Kaca Lut Sinar
Pengukuran
Pengiraan
Tahap Illuminasi (lux)
Tahap Illuminasi (lux)
Kaca Lut Sinar
Jarak dari Tingkap (m)
Jarak dari Tingkap (m)
Jarak dari Tingkap (m)
Rajah 3.9
Mirror Lightself
Tahap Illuminasi (lux)
Tahap Illuminasi (lux)
Diffuse Lightself
Jarak dari Tingkap (m)
Perbandingan hasil pengukuran tahap cahaya siang antara Radiance
dan pengukuran sebenar [Mardaljevic, 1999]
a.
b.
Rajah 3.10
Perbandingan peragaan pencahayaan ruang dalaman sebenar (a) dan
ruang dalaman buatan secara simulasi berkomputer (b) dengan menggunakan
perisian Radiance Unix [Mardaljevic, 1999]
Radiance Unix memiliki keutamaan dalam melakukan permodelan objek,
pengukuran cahaya, memproses imej (rendering) dan mensimulasikan perilaku
cahaya dalam persekitaran yang rumit. Sifat permukaan geometri model, jenis lampu
elektrik yang digunakan, masa, tarikh, dan keadaan langit bagi kajian cahaya siang
dapat ditentukan dengan tepat pada tahap input fail simulasi. Pengiraan cahaya yang
dapat dilakukan meliputi pengiraan spectral radiance (luminance + warna),
irradiance (illuminance + warna), dan kesilauan cahaya siang. Hasil simulasi dapat
ditampilkan dalam bentuk imej berwarna, pernomboran, ataupun cetakan kontur.
Contoh hasil pengiraan spectral radiance yang boleh dilakukan oleh Radiance Unix
dapat dilihat pada rajah 3.11.
Rajah 3.11
Tampilan simulasi spectral radiance (luminance + warna) atau false
color cahaya siang menggunakan Radiance Unix [Mardaljevic, 1999]
Radiance Unix telah diakui akan keupayaannya di kalangan komuniti
penyelidik cahaya. Telah ramai para arkitek dan jurutera menggunakan perisian ini
bagi tujuan mengira tahap illuminasi, kualiti penglihatan, dan bagi menilai
keterampilan pelbagai rekabentuk pencahayaan. Perisian ini didapati lebih unggul
berbanding perisian simulasi cahaya siang lainnya. Secara umum, hal ini disebabkan
oleh 3 perkara, antara lain [Mardaljevic, 1999]:
1.
Radiance lebih fleksibel berbanding perisian lainnya, kerana perisian ini
dibina berasaskan sistem Unix.
2.
Kaedah pengiraan yang ada pada Radiance yang tidak terdapat pada
sistem atau pakej simulasi pencahayaan yang lain.
3.
Proses pembinaan Radiance yang lama, iaitu selama 9 tahun, dan
perbaikan-perbaikan sentiasa dilakukan berasaskan feedback dari
pengguna.
Radiance Unix dapat dimuat turun secara percuma menerusi laman web
http://radsite.lbl.gov/radiance/radiance_short.html.
Hal ini memungkinkan para
perekabentuk dan peneliti pencahayaan untuk memperolehi perisian ini dengan
mudah. Namun perisian ini tidak mempunyai user interface yang munasabah kerana
disediakan dalam bentuk program komputer yang berasaskan bahasa program unix.
Oleh itu tidak ramai pengguna yang boleh menggunakan perisian ini, melainkan
hanya ahli-ahli komputer ataupun ahli-ahli pencahayaan sahaja.
3.2.2.2 Radiance MS-DOS
Terdapat 3 perisian Radiance yang disediakan dalam bentuk MS-DOS, iaitu:
ADELINE, Genesys, dan Siview [Mardaljevic, 1999]. Namun tidak semua perisian
tersebut akan dihuraikan pada tesis ini, melainkan hanya perisian ADELINE sahaja.
Ianya berasaskan pertimbangan bahawa perisian ADELINE lebih popular berbanding
2 perisian lainnya. Dan perisian ADELINE yang akan dihuraikan pada tesis ini
adalah ADELINE 2.0.
ADELINE 2.0 (Advance Daylighting and Electric Lighting Integrated New
Environment) dibina atas kerjasama penyelidik-penyelidik antara bangsa berasaskan
rangka yang telah ditetapkan oleh Task 21 IEA (International Energy Agency).
Tujuan pembinaan perisian ini adalah bagi memudahkan hubungkait antara analisis
cahaya dengan analisis penggunaan tenaga dan keadaan terma dalam bangunan.
Program-program penting yang terdapat dalam ADELINE 2.0 adalah ScribeModeler, PLink, Superlite dan Radiance.
Superlite dan Radiance adalah antara
perisian analisis cahaya yang bergabung di dalam ADELINE 2.0. Sedangkan bagi
tujuan analisis tenaga dan terma, ADELINE 2.0 boleh digunakan bersama-sama
perisian tsbi3, SUNCODE, DOE 2 dan TRNSYS. Namun perisian-perisian analisis
tenaga dan terma ini tidak disediakan di dalam ADELINE 2.0 (lihat rajah 3.12).
ADELINE 2.0 - Sistem Program
Masukan
CAD
Alat CAD Lain Dengan
Penterjemah DXF
SCRIBE MODELLER
Masukan
Penterjemah
- Data asas
- Bahan fotometrik
PLINK
Program
SUPERLITE
RADIA
Cahaya Siang
dan Elektrik
Pengiraan
Tenaga
SUPERLINK
Pemprosesan
Keluaran
- Illuminasi
- Faktor cahaya
siang
Simulasi Terma
Rajah 3.12
Tabi3
RADLINK
- Penjimatan tenaga
- Perolehan terma
SUNCODE
- Proses fotometric
- Illuminasi
- Keselesaan
penglihatan
DOE 2
TRNSYS
Sistem pengoperasian program-program dalam perisian ADELINE
2.0 [Erhorn et.al., 1997]
Scribe-Modeler berfungsi untuk membina model dalam ADELINE 2.0.
Meskipun begitu, ADELINE 2.0 juga dilengkapi dengan pengalih bahasa format fail
DXF kepada CAD bagi memudahkan mengimpot model dari perisian lain. Program
Plink berfungsi untuk mengenalpasti sifat permukaan bahan dan photometrik cahaya
yang berlaku pada model.
Bagi analisis cahaya, Superlite berfungsi untuk
menghasilkan analisis kuantiti illuminance dan analisis Daylight Factors.
Sedangkan Radiance berfungsi untuk mensimulasikan keadaan photometrik
pencahayaan, menghasilkan analisis kuantiti cahaya dan analisis keselesaan
penglihatan. Dan bagi tujuan analisis tenaga dan terma akibat keadaan pencahayaan
yang berlaku, digunakan program SuperLink ataupun RadLink (rujuk rajah 3.12).
Kaedah analisis cahaya dengan menggunakan Radiance pada ADELINE 2.0
adalah sama seperti Radiance Unix, iaitu berasaskan kaedah Raytracing dan Monte
Carlo.
Oleh itu, ADELINE 2.0 boleh mensimulasikan pancaran cahaya pada
permukaan lut sinar, dan perilaku cahaya pada permukaan mengkilap dan menyebar.
Pembiasan cahaya dan perilaku cahaya pada permukaan lut sinar juga boleh
disimulasikan pada perisian ini. Selain itu, ADELINE 2.0 mempunyai keutamaan
dalam menghasilkan pengukuran photometri dan mensimulasikan kualiti penglihatan
[Ernhorn, et.al., 1997, Geoffrey, 2000].
Pengukuran photometri yang boleh
dihasilkan pada perisian ini adalah plot kontur illuminance/luminance (lihat rajah
3.13) dan tahap illuminance/luminance pada titik atau kawasan tertentu (lihat rajah
3.14). Hasil simulasi ditampilkan dalam bentuk bitmap image. Dan analisis cahaya
siang, ADELINE 2.0 menyediakan 3 jenis model langit, iaitu langit mendung CIE
(CIE overcast sky), langit seragam CIE (CIE uniform sky), dan langit cerah CIE (CIE
clear sky).
Namun demikian, pengguna mengalami kesukaran untuk menggunakan
perisian ini kerana tidak mempunyai Graphical User Interface (GUI) yang
munasabah [Geoffrey, 2000]. User interface bagi pembinaan bahan model kajian
didapati sulit untuk dipahami. Pengguna perisian ini mengalami kesulitan dalam
mengimpot model, memindahkan model ke perisian lain, ataupun menggunakan
model dari mana-mana sistem CAD. Dan analisis cahaya siang secara animasi juga
tidak dapat dilakukan, kerana perisian ini tidak memiliki fasiliti kamera.
Selain itu, proses simulasi menggunakan ADELINE 2.0 memerlukan masa
yang lama dan tidak stabil. Dan selama proses simulasi berlangsung, nota kemajuan
simulasi tidak disediakan pada perisian ini.
Ringkasan mengenai kebolehan
ADELINE 2.0 selengkapnya dapat disemak pada jadual 3.2.
a.
Rajah 3.13
b.
Tampilan simulasi pencahayaan menggunakan Radiance pada
ADELINE 1.0; a. simulasi penglihatan pencahayaan siang; b. analisis false color
pencahayaan siang
Rajah 3.14
Tampilan analisis kontur Daylight Factor dengan latar belakang
Graphical User Interface (GUI) ADELINE versi Windows NT [Ernhorn et. al.,
1997]
Jadual 3.2
Ringkasan kebolehan perisian ADELINE 2.0 [Geoffrey, 2000]
A D E L I N E 2.0
Kategori
Kebolehan
Photometri
Aspek
Penilaian
Sifat Bahan
(material)
Parameter Penilaian
Dimensi
Model
Kualiti
out put
penglihatan
Kesalahan
lakaran
(rendering
errors)
Out put
yang
tersedia
Data
Photorealistik
Data
Photometrik
User
Interface
Geometri
model
Bahan model
Kamera
Model langit
Cahaya
Kontrol empirikal
Stabiliti
Bantuan/sokongan
BRDFs tak seragam
Pembiasan dan lut sinar
Pantulan permukaan mengkilap dan
menyebar
Kepelbagaian model langit
Ketepatan permodelan warna
(cromatically correct)
Tiada kebocoran bayang-bayang
Tiada kebocoran cahaya
Tiada bayang-bayang yang menghadang
Tiada sifat-sifat lakaran yang hilang
(akibat bayang-bayang yang sederhana)
Imej bitmap
VRML
QTVR
Kajian animasi sinar matahari
Animasi
Kontur Illuminance/luminance
Tahap illuminance/luminance
Tampilan nilai pengukuran pada kekisi
pengukuran
Pengiraan Daylight Factor secara
otomatik
Peratus max/min Daylight Factor
User nterface yang mudah diubahsuai
Mudah untuk mengimpot model
Kebolehan untuk memindahkan model
ke perisian lain (portability)
Boleh menggunakan model dari manamana sistem CAD
Kemudahan untuk memperbaiki
kebocoran cahaya
Ketepatan permodelan
Penapisan kenampakan
Kontrol pengguna terhadap penapisan
Mudah untuk dipahami dan dibina
Perpustakaan bahan model
Bantuan talian terus
Bantuan email/telepon
Threading
Kecepatan
Nota kemajuan
Pilihan perintah
Mudah untuk memulakan rendering
Tampilan penampakan (display mapping)
= mudah, = boleh , x=tak boleh, xx= sulit, h=tidak tersedia
Tahap
Kebolehan
h
x
x
x
x
x
x
x
x
xx
xx
x
x
h
h
x
x
x
x
x
x
x
3.2.2.3 Radiance IES
Radiance IES merupakan salah satu perisian dalam program 4D+ yang
tersedia dalam satu pakej perisian IES <Virtual Environment> (lihat rajah 3.15).
Perisian IES <Virtual Environment> ini dikeluarkan oleh IES (Illuminating
Engineers Society) bagi tujuan menyediakan satu perisian yang mempunyai sistem
kemudahan pembinaan model dan kemudahan penggunaan bagi menghasilkan
simulasi dan analisis teknikal yang memuaskan secara terpadu. Ianya dilakukan
dengan menggunakan kaedah Integrated Data Model (IDM), yang membolehkan
model yang telah dibina dapat digunakan oleh program lain yang tesedia dalam IES
<Virtual Environment>. Antara program analisis yang disediakan oleh IES <Virtual
Environment> selain 4D+ adalah VE Draft, Facet, DEFT dan 4D (lihat rajah 3.15).
4D+
4D
DEFT
Model
Builder
(IDM)
Facet
Rajah 3.15
CAD
Data
APACHE-hvac
HVAC system simulation
Radiance/4D+
Lighting Simulation
JASMINE/4D+
Smoke& Fire
ESP/4D+
Thermal Simulation
MicroFlo
CFD Airflow
ROVE - Animation
Perisian Radiance/4D+
yang terdapat dalam
program 4D+ IES
<Virtual Environment>
VE
Draft
Radiance IES terdapat dalam program 4D+ perisian IES <Virtual
Environment> [www.ies4d.com]
Radiance IES disebut juga sebagai Radiance/4D+. Seperti halnya Radiance
Unix, Radiance/4D+ juga mampu berfungsi sebagai alat simulasi dan analisis
pencahayaan 3 dimensi yang unggul, meskipun bagi persekitaran yang rumit. Hasil
simulasi dapat ditampilkan berupa tahap silau bagi analisis kenyamanan penglihatan
(lihat rajah 3.16.a), lukisan keadaan pencahayaan yang photorealistik (lihat rajah
3.16.b), kontur daylight factor, serta tahap illuminasi cahaya pada kedudukan yang
dikehendaki pengguna (lihat rajah 3.16.c). Namun perisian ini tidak dapat diperolehi
secara percuma.
a.
b.
Rajah 3.16
c.
Contoh tampilan simulasi penglihatan dan analisis pencahayaan yang
dihasilkan oleh Radiance/4D+; a. Tampilan simulasi tahap luminance bagi analisis
kesilauan cahaya siang pada tingkap; b. Tampilan simulasi penglihatan ruang dengan
pencahayaan elektrik pada malam hari; c. Tampilan analisis cahaya siang dengan
menggunakan false color [www.ies4d.com]
3.2.2.4 Radiance Desktop
Radiance Desktop merupakan perisian yang dibina bersama oleh Lawrence
Berkeley National Laboratory (LBNL), Pacific Gas and Electric Co dan California
Institute of Energy Efficiency.
Tujuan pembinaan adalah untuk menyediakan
kemampuan pengiraan Radiance Unix kepada sistem Windows NT/95. Perisian ini
kemungkinan merupakan perisian yang mempunyai kesamaan yang paling rapat
dengan perisian Radiance Unix, kerana ianya dibina oleh LBNL, yang merupakan
badan yang menubuhkan Radiance Unix [Mardaljevic, 1999].
Edisi pertama
Radiance Desktop dilepaskan pada tahun 1999, dan seperti halnya Radiance Unix,
perisian ini juga dapat dimuat turun secara percuma menerusi laman web LBNL,
iaitu http://radsite.lbl.gov/deskrad.html. Radiance Desktop yang akan dihuraikan
pada tesis ini adalah Radiance Desktop 2.0
Dari hasil kajian mengenai kebolehan Radiance Desktop 2.0 yang telah
dilakukan oleh Bryan & Sayed Mohd Autif (2002), didapati perisian ini mudah
digunakan kerana memiliki user interface yang munasabah. Ianya dilengkapi dengan
AutoCAD sebagai alat penyunting grafik (lihat rajah 3.17), dan boleh menampilkan
ketepatan permodelan yang tinggi. Ubah suai model kajian dapat dilakukan dengan
mudah.
Dan bagi kelengkapan analisis, Radiance Desktop dilengkapi dengan
perpustakaan pelbagai jenis bahan permukaan, lampu elektrik, kaca tingkap dan
perabot. Selain itu, pembinaan bahan permukaan model juga dapat dilakukan dengan
mudah, kerana perisian ini menyediakan fasiliti wizard bagi pembinaan bahan
permukaan yang mudah dipahami.
Bagi analisis cahaya siang, Radiance Desktop 2.0 mampu menyediakan
fasiliti penentuan kedudukan geografi dan kepelbagaian keadaan langit. Kaedah
pengesanan cahaya secara radiosity dan raytracing yang terdapat dalam perisian ini
mampu bekerja dengan tersangat baik.
Hasil simulasi boleh dihasilkan dengan
ketepatan yang tinggi. Pengiraan kontur isolumen, pernomboran, dan lakaran yang
photorealistik (lihat rajah 3.18) dapat dihasilkan pada sebarang sudut pandang.
Namun, perisian ini tidak dapat melakukan analisis secara animasi.
mengenai kebolehan perisian ini dapat disemak pada jadual 3.3.
Ringkasan
Rajah 3.17
Tampilan General User Interface (GUI) Radiance Desktop 2.0 yang
bergabung dengan AutoCAD sebagai alat penyunting grafik
Rajah 3.18
Desktop 2.0
Simulasi pencahayaan siang pada tingkap menggunakan Radiance
Jadual 3.3
Kesimpulan kebolehan perisian Radiance Desktop 2.0 [Bryan &
Sayed Mohd Autif, 2002]
RADIANCE DESKTOP 2.0
Kategori
Kebolehan
Aspek Penilaian
Permodelan
Parameter Penilaian
Pertukaran data CAD
Orientasi permukaan
Layers dan Blocks
3D Solids
Kepelbagaian keadaan
Setup cahaya
langit
siang
Ketepatan model kajian
Ketersediaan fasiliti wizard
Kedudukan geografi
Sifat permukaan
Fasiliti wizard bagi bahan
permukaan
Inbuilt Material Library
Ciri-ciri proses
Simulasi/lakaran
Radiosity
simulasi
Ray Tracing
Proses pengulangan
(iterative procedure)
Sudut pandang
(view points)
Keperluan memori
Hasil simulasi
Kontur Isolumen
(out put)
Pernomboran
Lakaran yang
photorealistik
Animasi
Analisis silau
Daylight Factors
User Interface
Kemudahan penggunaan
Bantuan talian terus
Bantuan yang lebih meluas
= sangat mudah, = mudah, = boleh, x=tak boleh
Ciri-ciri Setup
3.2.3
Tahap
Kebolehan
x
x
x
x
Kesimpulan
Terdapat banyak aspek yang perlu dipertimbangkan bagi menentukan perisian
yang sesuai bagi kajian pencahayaan secara berkomputer. Namun bagi kajian ini,
hanya beberapa aspek yang akan diambilkira, antara lain aspek photometri dan aspek
ketepatan pengiraan perisian. Selain itu, aspek kemudahan pembinaan dan ketepatan
permodelan, penyediaan General User Interface (GUI) yang munasabah bagi
pengguna, dan kemudahan perolehan perisian perlu dipertimbangkan. Sedang aspek
kebolehan animasi tidak diambil kira, kerana ianya tidak diperlukan dalam kajian ini.
Lightscape 3.2 memiliki kelebihan dari aspek kemudahan penggunaan,
kerana perisian ini memiliki General User Interface (GUI) yang munasabah. Bagi
analisis cahaya siang, Lightscape 3.2 juga memiliki kepelbagaian analisis photometri
dan mampu mengira cahaya siang dengan tepat.
Namun Lightscape 3.2 tidak
memiliki kemudahan dalam permodelan, dan didapati mempunyai ketepatan
permodelan yang rendah. Selain itu, perisian ini juga tidak dapat diperolehi secara
percuma.
Perisian Radiance Unix, merupakan perisian yang handal dan telah terbukti
kebolehannya. Namun perisian ini tidak memiliki General User Interface (GUI)
yang munasabah, sehingga tidak semua orang boleh menggunakannya, meskipun
perisian ini dapat diperolehi secara percuma. Radiance versi MS-DOS (ADELINE
2.0) juga didapati tidak memiliki General User Interface (GUI) yang munasabah,
meskipun ADELINE 2.0 mampu menampilkan kuasa analisis yang sama dengan
radiance Unix. Keadaan penyediaan General User Interface (GUI) Radiance ini
cuba diatasi dengan diperkenalkannya Radiance IES dan Radiance Desktop. Dari
keempat-empat jenis Radiance diatas, Radiance IES menunjukkan kebolehan dan
kemudahan penggunaan yang lebih baik berbanding perisian radiance lainnya.
Namun Radiance IES tidak dapat diperolehi secara percuma.
Oleh itu, perisian yang akan digunakan pada kajian ini adalah Radiance
Desktop. Selain kerana perisian ini dapat diperolehi secara percuma, perisian ini
memiliki General User Interface (GUI) yang baik. Ianya tampil dengan AutoCad
sebagai alat penyunting grafik pilihan.
Hal ini amat bermanfaat dan
mempermudahkan pengguna, kerana AutoCAD merupakan perisian yang sudah
biasa digunakan oleh ramai pengguna bagi permodelan secara berkomputer.
3.3
Perisian Radiance Desktop 2.0
Pada bahagian berikut akan dihuraikan mengenai kandungan program,
pengoperasian, had dan ketepatan program Radiance Desktop 2.0 sebagai perisian
terpilih bagi kajian.
3.3.1
Kandungan Program Radiance Desktop 2.0
Program yang terdapat pada Radiance Desktop 2.0 pada umumnya sama
dengan program yang terdapat dalam Radiance Unix. Ianya terdiri atas banyak
program dan tiap-tiap program mempunyai fungsi tertentu. Namun berasaskan jenis
data yang diolah, seluruh program yang ada pada Radiance dapat dibahagikan
menjadi tiga bahagian, iaitu generators, rendering and calculation, dan data
processing (lihat rajah 3.19).
Generator
Fail gambaran
Rendering &
pengiraan
Keputusan dalam
imej & pernomboran
Penunjuk:
Pemprosesan data
Fail
Kategori
program
Gambaran dalam
format asing
Rajah 3.19
Aliran data
Kategori program yang terdapat dalam Radiance [Compagnon, 1997]
Bagi mensimulasikan keadaan pencahayaan persekitaran, terdapat empat
program penting yang digunakan dalam Radiance, iaitu Oconv, Rview, Rpict, dan
Pfilt. Huraian mengenai tiap-tiap program dapat disemak pada seksyen berikut.
3.3.1.1 Oconv
Oconv merupakan program yang berfungsi untuk membina fail gambaran
octree dari fail gambaran persekitaran yang akan disimulasi. Octree berguna bagi
mempersingkat masa simulasi Radiance. Ianya membahagi sesebuah permukaan
kepada sekumpulan titik-titik atau segi empat sama (square) yang mengandungi tak
lebih dari satu kumpulan objek. Pada tahap pengesanan cahaya, cahaya yang dikesan
hanyalah cahaya yang berpotongan dengan objek yang terdapat pada kubus, sesuai
dengan arah cahaya pada arah pandang yang ingin dikesan. Oleh itu, masa simulasi
dapat dipersingkat kerana pengesanan cahaya yang dilakukan tidak pada seluruh
permukaan yang akan disimulasikan.
Fail octree ini kemudian akan digunakan
sebagai input pada program rendering.
3.3.1.2 Rview
Rview merupakan interactive rendering program yang digunakan bagi
menampilkan hasil simulasi secara interaktif dalam tampilan imej dengan arah
pandang perspektif. Imej yang dihasilkan program ini bukanlah merupakan imej
muktamad simulasi, melainkan berfungsi sebagai alat bagi debugging scenes, bagi
menganalisis pencahayaan dan bagi mengatur parameter arah pandang.
Rview bertugas menampilkan imej kasar persekitaran (rough image) pada
skrin komputer, dan secara perlahan-lahan meningkatkan kualiti imej yang
ditampilkannya.
Selalunya pilihan perintah rview's dapat ditentukan secara
interaktif dengan menggunakan set kotak dialog, ketika program masih berlangsung.
Pengguna boleh mengganggu proses tapisan ini dan memasukkan perintah pada
kotak dialog untuk menukar pengaturan arah pandang, ukuran dan imej.
3.3.1.3 Rpict
Rpict
merupakan
batch
rendering
program yang
digunakan
bagi
menghasilkan tampilan imej yang berkualiti tinggi. Masa yang diperlukan bagi
memproses imej menggunakan program ini bervariasi, ianya bergantung pada
resolusi imej muktamad dan ketepatan imej yang diinginkan. Hasil yang dihasilkan
program rpict boleh dikawal dengan menggunakan beberapa barisan perintah
pemboleh ubah, antara lain arah pandang, resolusi, pengiraan terus ataupun
pengiraan tak terus.
3.3.1.4 Pfilt
Pfilt berfungsi sebagai filter dan mengawal dedahan (exposure). Program ini
berfungsi untuk melakukan anit-aliasing dan pengskalaan imej yang dihasilkan oleh
rpict.
Setelah melewati berbagai proses, imej yang dihasilkan dapat dilihat melalui
program Ximage. Alur proses input dan hasil dan kedudukan tiap-tiap program yang
terdapat dalam Radiance dapat disemak pada rajah 3.20.
CAD
fail
Rajah 3.20
penterjemah
Generator
rview
rpic
rtrace
XIMAGE
Driver
gambaran
pvalue
NILAI
YANG
Proses input dan hasil dalam Radiance [Ward, 1998]
Fail bantuan
OCTREE
O
huraian
gambaran
Xf
pfilter
55
59
3.3.2 Pengoperasian Radiance Desktop 2.0
Terdapat tiga tahap utama yang harus dilalui dalam pelaksanaan simulasi
menggunakan Radiance Desktop 2.0.
Tahap pertama dimulai dengan membina
model 3-dimensi yang didahului dengan penentuan unit penggambaran. Pembinaan
model 3-dimensi bagi simulasi dilakukan dengan menggunakan AutoCad yang
bercantum dengan Radiance Desktop 2.0. Ianya berfungsi sebagai alat penyunting
grafik Radiance Desktop 2.0.
Tahap kedua merupakan tahap penentuan bahan permukaan model simulasi.
Terdapat 4 hal yang boleh dilakukan pada tahap ini, iaitu pembinaan bahan
permukaan model, pembinaan bahan kaca model (bagi kajian cahaya siang),
pemilihan jenis dan susun atur lampu dalam model (bagi kajian cahaya elektrik), dan
pemilihan serta susun atur perabot dalam model. Walau bagaimanapun, tidak semua
harus dilakukan, kerana ianya bergantung pada keperluan simulasi.
Tahap ketiga merupakan tahap pelaksanaan simulasi. Pada tahap ini terdapat
2 jenis analisis cahaya yang boleh dilakukan, iaitu analisis cahaya bagi menghasilkan
lakaran (rendering) ataupun pengukuran cahaya pada titik tertentu. Analisis cahaya
bagi menghasilkan lakaran sesebuah keadaan pencahayaan dilakukan dengan
menggunakan kamera.
Tahap ini akan diakhiri dengan tahap terakhir, dimana
lakaran hasil simulasi akan "dibersihkan", "dianalisa", dan "disaring" dengan cara
tertentu, bergantung pada keperluan. Sedangkan pengukuran tahap cahaya pada titik
tertentu dilakukan dengan menggunakan sensor pengukur, dan diakhiri dengan
mendapatkan hasil pengukuran berupa angka atau pernomboran.
Ringkasan tahap-tahap pengoperasian Radiance Desktop 2.0 ini dapat
disemak pada rajah 3.21.
Penentuan unit penggambaran
Membina model 3D menggunakan Auto CAD
Penentuan bahan
permukaan
Pemilihan jenis & susun atur
lampu (pencahayaan
elektrik) dalam model
Penentuan bahan
kaca
Pengukuran bagi menghasilkan
lakaran keadaan pencahayaan
Pemilihan dan susun atur
perabot dalam model
Pengukuran tahap cahaya
pada titik tertentu
Laksanakan simulasi
Tahap-2 Tahap-1
60
Laksanakan simulasi
Pilih tititk/grid rujukan pengukuran
Pilih kamera
Tentukan permukaan kawasan simulasi
Tentukan permukaan kawasan lakaran
Masukkan kondisi
cahaya siang
(langit, lokasi, masa)
Pilih jenis
prosesing
lakaran,
(interactive
atau batch)
Tentukan
parameter
lanjut
PENGURUSAN SIMULASI
PENGURUSAN SIMULASI
Lakaran dilaksanakan
pada latar belakang
komputer
Jika kekisi, pilih
test atau imej
Lakaran dilaksanakan
pada skrin komputer
(RVIEW)
Pengiraan dilaksanakan
dalam MS-DOS
Tampilkan/analisis bagi melihat hasil
simulasi
PENGURUSAN SIMULASI
Tampilkan/analisis bagi
melihat hasil simulasi
Mengatur
pendedahan
(exposure)
PENGURUSAN SIMULASI
Kesan tahap
illuminance/
luminance
Menapis
arah pandang
kamera
Simpan arah
pandang
kamera
(pilihan)
Menapis
parameter
masa simulasi
Simpan
imej
(pilihan)
RVIEW
Cantumkan
sensitiviti
manusia
Bina imej
false colour
Bina imej
iso-contour
Tahap cahaya siang hasil
pengukuran dalam bentuk angka
atau pernomboran
IMEJ WIN
Rajah 3.21
Carta operasi Radiance Desktop 2.0
Tahap-3
Tentukan
parameter
lanjut
Masukkan
kondisi cahaya
siang
(langit, lokasi,
masa
Tentukan
jenis
pengukuran
61
3.3.3 Had Radiance Desktop 2.0
Meskipun Radiance Desktop dibina bagi mempersembahkan kemampuan
Radiance Unix ke dalam versi desktop, namun tidak semua kebolehan Radiance
Unix boleh didapati pada Radiance Desktop 2.0.
Perisian ini tidak boleh
mensimulasikan benda-benda yang berbentuk 3D Solid. Radiance Desktop juga
didapati tidak boleh melakukan animasi, dan analisis Daylight Factor (DF) cahaya
siang (rujuk jadual 3.3). Namun simulasi pada kajian ini dilangsungkan pada bilik
kosong dan tidak mengambilkira benda-benda 3D Solid yang ada didalamnya (rujuk
skop kajian).
Kajian juga tidak memerlukan proses animasi bagi mengukur
kesilauan cahaya siang dan cahaya siang yang diukur tidak berasaskan Daylight
Factor (DF).
Oleh itu, had Radiance Desktop 2.0 tersebut diatas tidak
mempengaruhi secara langsung proses kajian.
62
BAB 4
KAEDAH KAJIAN
Berasaskan kajian literatur, kaedah pengukuran kesilauan cahaya siang pada
kajian ini adalah menggunakan kaedah The New Daylight Glare Index (DGIN) dan
perisian yang akan digunakan sebagai alat simulasi kajian adalah Radiance Desktop
2.0. Oleh itu, penulisan kaedah kajian ini dimulakan dengan menghuraikan kaedah
pengukuran cahaya siang berasaskan kaedah DGIN sebagai asas uji kaji pada seksyen
4.1. Seterusnya penulisan dilanjutkan dengan menghuraikan tahap-tahap uji kaji
yang akan dilaksanakan pada kajian ini.
Secara umum, perlaksanaan kajian akan dilakukan dalam 2 tahap, iaitu tahap
uji kaji keberkesanan Radiance Desktop 2.0 (tahap-1) dan tahap uji kaji kesilauan
tingkap (tahap-2). Uji kaji tahap-1 bertujuan untuk menguji keberkesanan Radiance
Desktop 2.0 bagi mengkaji kesilauan cahaya siang dengan menggunakan kaedah
DGIN. Huraiannya pada seksyen 4.2. Manakala uji kaji tahap-2 bertujuan untuk
mengenal pasti tahap silau pada pelbagai besaran tingkap, dan mengenal pasti kesan
kawalan serta optikal tingkap bagi mengawal keadaan silau yang boleh berlaku pada
tingkap. Huraian uji kaji tahap-2 ini dapat disemak pada seksyen 4.3.
Penulisan kaedah kajian ini akan diakhiri dengan huraian mengenai kaedah
analisis kajian, iaitu pada seksyen 4.4. Prosedur dan petunjuk penilaian analisis akan
dihuraikan pada seksyen terakhir.
disemak pada rajah 4.1.
Ringkasan tahap-tahap ujikaji kajian dapat
63
Kajian literatur
Pemilihan kaedah
analisis kesilauan
cahaya siang
Pemilihan perisian
bagi kajian kesilauan
cahaya siang
Tahap-1
Tidak
Keberkesanan
Desktop Radiance
2.0
Ya
Kes Dasar
Kaji tahap kesilauan
cahaya siang pada
pelbagai besaran tingkap
Tidak
Silau
Kesimpulan
Tahap-2
Ya
Kaji keberkesanan pelbagai
pelindung tingkap
Kes
Ubah Suai
Tidak
Silau
Kaji pengaruh bahan
permukaan mengkilap
Kesimpulan
pada pelindung tingkap
Kesimpulan
Ya
Keberkesanan
pelbagai
optikal tingkap
Tidak
Kaji pengaruh bahan
permukaan mengkilap
pada pelindung tingkap
Ya
Kesimpulan
Rajah 4.1
Carta aliran tahap uji kaji
Kesimpulan
64
Pada carta aliran tahap uji kaji tersebut dapat dilihat bahawa uji kaji ubah suai
pelbagai jenis kawalan tingkap dilakukan terlebih dahulu berbanding optikal tingkap.
Ianya dilakukan berasaskan pertimbangan bahawa kawalan tingkap memiliki fungsi
yang pelbagai berbanding optikal tingkap. Selain dapat menghalang dan mengurangi
kemasukan cahaya siang kedalam ruang, kawalan tingkap juga dapat berfungsi
melindungi tingkap daripada hujan. Hal ini sesuai dengan keadaan iklim di Malaysia
yang sentiasa mengalami hujan dan menerima pancaran cahaya siang sepanjang
tahun.
4.1
Uji Kaji Tahap – 1: Pengukuran Kesilauan Cahaya Siang Menggunakan
Kaedah The New Daylight Glare Index (DGIN) (Uji Kaji Asas)
Seksyen ini merupakan seksyen asas uji kaji.
Pada seksyen ini, tujuan,
pendekatan, peralatan serta lokasi pengukuran kesilauan cahaya siang berasaskan
kaedah DGIN akan dihuraikan.
Huraian ini akan menjadi panduan dalam
perlaksanaan uji kaji tahap-1 dan tahap-2.
4.1.1
Tujuan Pengukuran
Tujuan pengukuran pada kaedah DGIN adalah untuk mengetahui tahap
illuminance luaran (Eluaran), illuminance adaptasi (Eadaptasi) dan illuminance tingkap
(Etingkap). Nilai Eluaran, Eadaptasi dan Etingkap yang diperolehi kemudian akan di ubah
menjadi tahap luminance luaran (Lluaran), luminance adaptasi (Ladaptasi) dan luminance
tingkap (Ltingkap) dengan menggunakan formula khas yang telah tersedia pada kaedah
DGIN. Ketiga-tiga tahap luminance cahaya siang ini merupakan parameter utama
bagi menghasilkan tahap silau dalam formula pengiraan kaedah DGIN (sila rujuk
seksyen 2.3).
65
4.1.2
Pendekatan Pengukuran
Pengukuran Eluaran, Eadaptasi dan Etingkap pada kaedah DGIN dilakukan secara
menegak.
Pengukuran illuminance secara menegak ini didapati lebih sesuai
digunakan bagi pengukuran cahaya siang dengan sistem pencahayaan sisi. Ianya
boleh mengira taburan cahaya siang ruang dalaman lebih tepat berbanding
pengukuran secara mendatar [Littlefair, 1984]. Selain itu, Hopkinson & Collins
(1970) juga telah mencadangkan pengukuran secara menegak ini bagi pengukuran
adaptasi cahaya siang pada mata pemerhati kajian.
Pada proses pengukuran
menggunakan kaedah DGIN, ketiga-tiga tahap illuminance diukur secara bersamaan.
4.1.3 Peralatan Pengukuran
Alat yang digunakan bagi mengukur Eluaran, Eadaptasi, dan Etingkap adalah
lightmeter. Ianya merupakan alat pengukur tahap illuminance cahaya yang terdiri
atas 2 bahagian utama, iaitu sensor pengukur dan alat bacaan tahap pengukuran yang
dihasilkan oleh sensor (lihat rajah 4.2).
Sensor pengukur
Rajah 4.2
Tahap illuminance tertera
pada skrin bacaan light meter
Lightmeter, alat pengukur tahap illuminance cahaya siang
Pada kaedah DGIN, diperlukan 3 lightmeter dalam proses pengukuran, kerana
tiap-tiap tahap illuminance luaran, adaptasi dan tingkap harus diukur secara
bersamaan.
Illuminance luaran (Eluaran) diukur oleh sensor-1 (S1), illuminance
66
adaptasi (Eadaptasi) diukur oleh sensor-2 (S2), dan illuminance tingkap (Etingkap) diukur
oleh sensor-3 (S3).
Sensor yang mengukur Etingkap (S3) perlu dilindungi dengan piramid hitam
(lihat rajah 4.3.a). Ianya bertujuan supaya cahaya siang dari tingkap yang diterima
sensor tidak dipengaruhi oleh pantulan cahaya siang di persekitaran ruang dalaman
(Nazzal, 2001). Sensor ini kemudian diletakkan pada bahagian belakang piramid
(lihat rajah 4.3.b).
Sedangkan sensor pengukur Eadaptasi diletakkan pada tengah-
tengah tepi piramid sebelah bawah (lihat rajah 4.3.b).
Piramid hitam, sensor
pengukur Eadaptasi (S2) dan sensor pengukur Etingkap (S3) disusun atur dengan
menggunakan tripot sebagai penopang (lihat rajah 4.4).
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
a.
b.
Rajah 4.3
a. Piramid hitam yang berfungsi sebagai penutup sensor pengukur
Etingkap; b. Susun atur sensor pengukur Etingkap dan Eadaptasi pada piramid
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Sensor pengukur
Eadaptasi (S1)
Rajah 4.4
Susun atur piramid hitam, sensor pengukur Eadaptasi dan
sensor pengukur Etingkap pada tripot
67
4.1.4
Lokasi Pengukuran
Salah satu isu negatif dalam sistem pencahayaan siang sisi adalah taburan
cahaya siang yang tidak serata dalam ruang. Kawasan yang berhampiran dengan
tingkap akan memperolehi cahaya siang yang lebih banyak, dan cahaya siang akan
semakin berkurangan pada bahagian dalam ruang (Hopkinson et. al., 1966).
Keadaan ini turut diambil kira pada kaedah DGIN.. Lokasi pengukuran Etingkap dan
Eadaptasi ditentukan berasaskan kemungkinan jarak maksimum yang boleh dimasuki
cahaya siang dalam satu ruang dengan menggunakan kaedah Effective Window
Height (EWH) [Nazzal, 2001]. Tiap-tiap keluasan tingkap akan menghasilkan EWH
yang berbeza (lihat rajah 4.5). Berikut formula pengiraan EWH pada kaedah DGIN.
EWH = (abτ ) / c
dimana:
(4-1)
a
= lebar tingkap
b
= tinggi tingkap
τ
= nilai pancaran cermin
c
= lebar dinding
a
x
Tin
z
b =
x - y - z
0.90m =
y
c
Rajah 4.5
Ketentuan ukuran pada EWH
Dengan menggunakan kaedah EWH, ruang yang akan dikaji dibahagi kepada
tiga bahagian (rujuk rajah 4.6). Iaitu High Daylight Area (HDA), Medium Daylight
Area (MDA), dan Low Daylight Area (LDA). Batas maksimum lokasi pengukuran
adalah pada Medium Daylight Area (MDA) yang mewakili batas akhir kemasukan
68
cahaya siang dalam satu ruang (lihat rajah 4.6).
Jarak HDA, MDA dan LDA
sesebuah ruang boleh ditentukan dengan cara seperti berikut:
High Daylight Area (HDA) adalah sama dengan 2 x EWH
Medium Daylight Area (MDA) adalah sama dengan 1.5 x EWH
Low Daylight Area (LDA) adalah kawasan yang tidak memperolehi
cahaya siang dan memerlukan bantuan cahaya elektrik.
High Daylight Area
(HDA)
Medium Daylight Area
(MDA)
Garis ini merupakan garis
tanda batas maximum
kemasukan cahaya siang
ke dalam ruang
Low Daylight Area
(LDA)
Rajah 4.6
Pembahagian kawasan ruang kajian menggunakan kaedah EWH
Ketiga-tiga sensor pengukur disusun secara menegak menghadap tingkap (lihat rajah
4.7). Sensor pengukur Eluaran (S1) diletakkan pada tengah-tengah tingkap dan
menghadap kearah luar tingkap dengan jarak 20 cm, dan sensor pengukur Eadaptasi dan
Etingkap (S2 dan S3) diletakkan pada garis batas MDA (lihat rajah 4.8). Pengiraan jarak
antara sensor pengukur Etingkap (S3) adalah sebagai berikut:
d = HDA+MDA
dimana:
d
=
Jarak antara sensor pengukur Etingkap dengan tingkap (m)
HDA =
High Daylight Area (m)
MDA =
Medium Daylight Area (m)
(4-2)
69
Mengukur:
Illuminance menegak terlindung
Hasil pengukuran:
Illuminance tingkap (Etingkap)
Tingkap
d
S2
S1
S3
.
Mengukur:
Illuminance menegak tak terlindung
Hasil pengukuran:
Illuminance adaptasi (Eadaptasi)
Mengukur:
Illuminance menegak tak terlindung
Hasil pengukuran:
Illuminance luaran (Eluaran)
Rajah 4.7
Susun atur sensor S1, S2 dan S3 bagi mengukur Eluaran, Eadaptasi dan
Etingkap pada kaedah DGIN
Panjang ruang
HIGH DAYLIGHT
AREA
(HDA)
Mediu
m
Low Daylight Area
(LDA)
Tingkap
Jarak 20 cm
d
d
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Sensor pengukur
Eluaran (S1)
Rajah 4.8
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
Pelan ketentuan lokasi pengukuran pada kaedah DGIN
Lebar
ruang
70
4.2
Kaedah Pengujian Keberkesanan Perisian Radiance Desktop 2.0 Bagi
Mengukur Kesilauan Cahaya Siang Menggunakan Kaedah The New
Daylight Glare Index (DGIN): Ujikaji Tahap-1
Uji kaji tahap-1 dilakukan dengan memperbandingkan hasil pengukuran
kesilauan cahaya siang pada ruang sebenar dengan pengukuran menggunakan
Radiance Desktop 2.0. Hasil pengukuran yang diperbandingkan adalah tahap silau
tingkap pada ruang sebenar kajian pilot dengan tahap silau tingkap model ruang
kajian pilot. Kedua-dua tahap silau diukur dengan menggunakan kaedah pengukuran
yang sama, iaitu kaedah DGIN.
Pengukuran sebenar dilakukan pada salah satu ruang pensyarah yang terletak
di aras-3 bangunan B-11, Fakulti Alam Bina, Universiti Teknologi Malaysia, Skudai.
Ruang yang dipilih adalah ruang yang menghadap kearah selatan mata angin. Pada
bangunan ini, tiap-tiap bilik memiliki keluasan dan jenis kaca tingkap yang sama,
serta dilengkapi dengan kawalan tingkap (lihat rajah 4.9).
Huraian mengenai
geometri ruang dan tingkap kajian pilot dapat dilihat pada rajah 4.10.
Kajian perbandingan dilakukan dengan membina model ruang kajian pilot
pada Radiance Desktop 2.0. Kemudian tahap silau tingkap pada model kajian diukur
secara simulasi berkomputer, berasaskan kaedah DGIN. Simulasi dilaksanakan pada
masa dan kondisi pengukuran yang sama dengan pengukuran sebenar pada kajian
pilot.
Hasil kedua-dua pengukuran kemudian dibuat perbandingan untuk
mendapatkan keputusan kebolehan Radiance Desktop 2.0 bagi pengukuran kesilauan
cahaya siang menggunakan kaedah DGIN.
71
a.
b.
Rajah 4.9
a. Bangunan B-11 UTM-Skudai; b. Tampak luaran, ruang kajian pilot
72
4m
1.8 m
0.5 m
1.6 m
3m
a.
4m
1.6 m
0.3 m
3m
1.6 m
1m
b.
Rajah 4.10
a. Pelan ruang kajian pilot; b. Kedudukan tingkap ruang kajian pilot
73
Tujuan, pendekatan, peralatan dan lokasi pengukuran yang dilaksanakan pada
uji kaji tahap-2 ini sama dengan yang telah dihuraikan pada seksyen 4.1. Parameter
yang diukur adalah Eluaran, Eadaptasi dan Etingkap, dan pengukuran dilakukan secara
menegak. Alat yang digunakan bagi pengukuran sebenar pada ruang kajian pilot
adalah International Lightmeter 1400A (lihat jadual 4.1), sedangkan pengukuran
secara simulasi pada model kajian pilot dilakukan dengan menggunakan sensor
pengukur yang telah tersedia pada Radiance Desktop 2.0.
Jadual 4.1
Senso
r
S1
S2
S3
Sensor pengukur yang digunakan pada kajian pilot
Kod Lightmeter
Correction
Factor (CF)
MSB/B/001/(7/7)/2000
MSB/B/003/(2/3)/2000
MSB/B/003/(3/3)/2000
1.76
1.6
1.59
Fungsi Pengukuran
Illuminance luaran (Eluaran)
Illuminance adaptasi (Eadaptasi)
Illuminance tingkap (Etingkap)
Penentuan lokasi sensor S1, S2, dan S3 bagi pengukuran Eluaran, Eadaptasi dan
Etingkap pada ruang kajian pilot dan model simulasi dapat disemak pada Lampiran-C.
Ketiga-tiga sensor diletakkan menghadap tingkap pada lokasi pengukuran yang telah
ditentukan (lihat rajah 4.11). S1 diletakkan pada jarak 20 cm pada tengah-tengah
tingkap (lihat rajah 4.12), manakala S2 dan S3 disusun pada tripot (lihat rajah 4.13).
a.
b.
Rajah 4.11
a. Suasana pengukuran sebenar pada ruang kajian pilot; b. Susun atur
sensor pengukur Eluaran (S1), Eadaptasi (S2), dan Etingkap (S3) pada ruang kajian pilot
74
a.
Sensor pengukur,
diameter 5cm
Alat pembaca pengukuran
tahap illuminance
20 cm
Alat penyokong
illuminance meter
b.
Rajah 4.12
a. Lokasi sensor-1 (S1) bagi pengukuran tahap illuminance luaran
(Eluaran) ruang kajian pilot; b. Susun atur sensor pengukur Eluaran (S1) pada tingkap
ruang kajian
b.
c.
samping; c. tampak hadapan
Rajah 4.13 Susun atur sensor S2 dan S3 pada tripot bagi pengukuran Eadaptasi dan Etingkap pada ruang kajian, a. tampak belakang; b. tampak
a.
75
76
4.3
Perlaksanaan Pengukuran Kesilauan Cahaya Siang;
Uji kaji Tahap-2
Uji kaji tahap-2 pada kajian ini dilaksanakan secara simulasi berkomputer
menggunakan Radiance Desktop 2.0. Ianya dilaksanakan secara berperingkatperingkat, iaitu peringkat kes dasar dan peringkat kes ubah suai (sila rujuk rajah 4.1).
Tujuan uji kaji peringkat kes dasar adalah untuk mengenalpasti pengaruh keluasan
tingkap terhadap kesilauan cahaya siang, manakala tujuan uji kaji peringkat kes ubah
suai adalah untuk mengenal pasti pengaruh kawalan tingkap dan optikal tingkap bagi
mengawal kesilauan cahaya siang yang boleh berlaku pada tingkap yang dikaji.
Penggunaan bahan kawalan tingkap yang mengkilap juga turut dikaji.
Tujuannya adalah untuk mengesan keberkesanannya bagi meningkatkan kemasukan
cahaya siang ke dalam ruang. Ianya dilakukan keatas kawalan tingkap yang didapati
tidak menimbulkan keadaan silau berasaskan hasil simulasi. Huraian mengenai
model kajian, kawalan tingkap kajian, optikal tingkap kajian, dan kaedah
pengumpulan data uji kaji dapat disemak pada seksyen selanjutnya.
4.3.1
Model Uji Kaji
Uji kaji akan dilaksanakan pada model yang kosong, tanpa perabot (rujuk
skop kajian). Pada tesis ini, huraian model uji kaji dibahagi kepada tiga seksyen,
iaitu huraian mengenai geometri ruang uji kaji (seksyen 4.3.1.1), huraian mengenai
geometri tingkap uji kaji (seksyen 4.3.1.2) dan huraian mengenai sifat permukaan
model uji kaji (seksyen 4.3.1.3).
77
4.3.1.1 Geometri Model Uji Kaji
Zain-Ahmed et. al. (1999) telah melakukan kajian ketas pengaruh pelbagai
ukuran tingkap terhadap tahap cahaya siang.
Ukuran ruang kajian yang beliau
gunakan adalah berasaskan kemungkinan ukuran ruang minimum, iaitu 3m (lebar) x
3m (tinggi) x 3m (panjang). Pada kajian ini, pengkaji juga menggunakan pendekatan
yang sama, iaitu dengan menggunakan keluasan dinding luaran model dengan ukuran
3m (lebar) x 3m (tinggi).
Namun panjang model kajian ditentukan berasaskan
pengiraan jarak antara sensor pengukur Etingkap (S3) dengan tingkap pada kaedah
DGIN (sila rujuk seksyen 4.1.4).
Namun disebabkan lokasi sensor pengukur Etingkap tiap-tiap model akan
berubah mengikut keluasan tingkap yang diukur, pengkaji menggunakan panjang
model tingkap kajian yang paling luas bagi tujuan keselarasan panjang seluruh model
kajian. Ketentuan pengiraan panjang model kajian adalah sebagai berikut:
Pmodel =
dmax + 1m
(4-3)
dimana:
Pmodel =
dmax
=
Panjang model kajian (m)
Jarak antara sensor pengukur Etingkap (S3) keluasan tingkap
maksimum kajian (m)
Pada kajian ini, keluasan tingkap maksimum yang dikaji adalah 50% WWR
(lihat seksyen 4.3.1.2). Berasaskan pengiraan pada seksyen D.5.1 Lampiran-D, jarak
sensor pengukur Etingkap (d) tingkap 50% WWR adalah 5 m. Maka berasaskan
formula 4-3, didapati panjang seluruh model kajian adalah:
Pmodel =
=
4.673 m + 1 m
5.673 m atau disesuaikan menjadi 6 m
Dengan begitu, geometri model kajian adalah 3m (lebar) x 3m (tinggi) x 6m
(panjang). Huraian mengenai geometri model kajian selengkapnya dapat dilihat pada
rajah 4.14.
78
4.3.1.2 Geometri Tingkap Model Uji Kaji
Terdapat dua cara untuk menentukan keluasan tingkap yang akan dikaji, iaitu
berasaskan Window to Wall Ratio (WWR) atau berasaskan Window to Floor Ratio
(WFR). Penentuan keluasan tingkap pada kajian ini adalah berasaskan Window to
Wall Ratio (WWR). Sedangkan keluasan tingkap yang akan dikaji adalah 10%
WWR, 20% WWR, 30% WWR, 40% WWR dan 50% WWR.
Pada kaedah DGIN, aspek posisi tingkap tidak mempengaruhi hasil
pengukuran kesilauan cahaya siang.
Kerana kaedah DGIN direka hanya bagi
mengukur pengaruh keluasan tingkap terhadap keadaan silau yang boleh
ditimbulkannya, dan pengukuran yang dilakukan hanya terkonsentrasi pada keluasan
tingkap sahaja. Oleh itu, kesan posisi tingkap tidak diambil kira [Nazzal, 2001].
Pada kajian ini, kedudukan tingkap kajian berada pada ketinggian 0.90 m dari
permukaan lantai, dan posisi tingkap diletakkan pada bahagian tengah dinding luaran
model kajian. Ianya bertujuan bagi memudahkan susun atur peralatan uji kaji pada
waktu perlaksanaan pengukuran.
Sedangkan bagi penentuan ukuran tingkap,
pengkaji menetapkan lebar tingkap kajian yang seragam bagi tingkap 10%-40%
WWR, iaitu 2 meter. Namun bagi tingkap 50% WWR, lebar tingkap adalah 2.25m
dan tinggi adalah 2m. Ianya bertujuan bagi menjaga keseragaman paras kedudukan
tingkap, iaitu 0.90m dari permukaan lantai. (lihat jadual 4.2). Huraian mengenai
geometri ruang dan ukuran tiap-tiap tingkap kajian selengkapnya dapat dilihat pada
rajah 4.14.
Jadual 4.2
Ringkasan geometri tingkap uji kaji pada model kajian
Ukuran Tingkap
Model
Rasio
Keluasan
Tingkap
M1
M2
M3
M4
M5
10% WWR
20% WWR
30% WWR
40% WWR
50% WWR
Keluasan
Dinding
2
9m
(3m x 3m)
Total
Keluasan
Tingkap
Tinggi
(m)
Lebar
(m)
0.9 m2
1.8 m2
2.7 m2
3.6 m2
4.5 m2
0.45 m
0.9 m
1.35 m
1.8 m
2.25 m
2m
2m
3m
M1
(10% WWR)
0.5 m
3m
3m
0.45 m
0.9 m
2m
M2
(20% WWR)
3m
2m
Huraian geometri ruang dan tingkap
M5
50% WWR
0.5 m
6m
M4
40% WWR
Rajah 4.14
3m
3m
2m
0.90 m
0.9 m
3m
0.5 m
6m
0.5 m
6m
3m
6m
1.8 m
0.9 m
2.25 m
0.9 m
1.35 m
0.9 m
3m
2m
3m
M3
30% WWR
0.5 m
6m
79
80
4.3.1.3 Sifat Permukaan Model Uji Kaji
Ruang dalaman model kajian adalah terdiri dari elemen lantai, dinding (4 sisi)
dan siling. Pada kajian ini, bahan permukaan lantai model adalah seramik berwarna
putih. Bahan permukaan dinding dan siling adalah dari simen dengan lapisan cat
berwarna putih.
Pemilihan bahan permukaan berwarna putih bagi model kajian bertujuan bagi
menghasilkan pembalikan cahaya yang maksimum pada ruang dalaman. Selain itu,
ianya juga berasaskan kajian inventori bahan permukaan ruang yang telah dilakukan
Gurupiah (1999). Dari hasil kajian beliau didapati bahwa seramik putih adalah
bahan permukaan yang lazim digunakan untuk lantai sedangkan simen berlapis cat
putih adalah bahan permukaan yang lazim digunakan untuk dinding dan siling rumah
teres di Johor. Tahap pembalikan tiap-tiap bahan permukaan model kajian akan
dihuraikan pada seksyen 5.1.1.2, iaitu mengenai permodelan bahan model uji kaji.
4.3.2
Kawalan Tingkap Uji Kaji
Terdapat 6 jenis kawalan tingkap yang akan dikaji pada penyelidikan ini,
iaitu kawalan tingkap Overhang (O), Sloped Overhang (SO), Lightshelf (Ls), Sloped
Lightshelf (SLs) dan kawalan tingkap kombinasi. Kawalan tingkap kombinasi terdiri
atas kawalan tingkap Overhang dan Lightshelf (O + Ls) serta kawalan tingkap
Overhang dan Sloped lightshelf (O + SLs).
Unjuran luaran tiap-tiap kawalan tingkap adalah 50 cm, sesuai dengan
keperluan yang telah ditetapkan dalam Undang-undang Kecil Bangunan Seragam
1984 bagi unjuran kawalan tingkap aras bawah bangunan. Dan bagi kawalan tingkap
mencondong, sudut unjuran luar kawalan tingkap adalah 450. Huraian selengkapnya
mengenai geometri tiap-tiap kawalan tingkap kajian dapat dilihat pada rajah 4.15.
81
4.3.3 Optikal Tingkap Uji Kaji
Penentuan optikal tingkap yang akan dikaji adalah berasaskan kajian yang
telah dilakukan oleh Gurupiah (1999). Beliau telah melakukan kajian inventori
keatas jenis-jenis optikal tingkap yang digunakan pada rumah teres di Johor Bahru,
Malaysia. Dari hasil kajian beliau, didapati bahawa jenis optikal tingkap yang lazim
digunakan adalah kaca jenis biasa tanpa warna, kaca berwarna perunggu (bronze
tinted), kaca berwarna kelabu (grey tinted), dan kaca berwarna kelabu pekat (dark
grey tinted). Tiap-tiap jenis kaca memiliki tahap pancaran (τ) cahaya yang berbezabeza, ianya ditentukan pengkaji dengan menggunakan alat lightmeter sebagai alat
pengukur. Ringkasan peratus tahap pancaran masing-masing optikal tingkap kajian
dapat disemak pada jadual 4.3.
Jadual 4.3
Tahap pancaran (τ) optikal tingkap kajian
Jenis Kaca Tingkap
Tahap Pancaran (τ)
Biasa tanpa warna
Bronze Tinted
Grey Tinted
Dark Grey Tinted
Green
88.3 %
54.1 %
45.2 %
18.1 %
48.7 %
50 cm
a.
450
50 cm
b.
c.
50 cm
50 cm
d.
450
50 cm
50 cm
50 cm
50 cm
Rajah 4.15
Geometri kawalan tingkap
Keterangan:
a. Kawalan tingkap overhang (O)
b. Kawalan tingkap sloped overhang (SO)
c. Kawalan tingkap lightshelf (Ls)
d. Kawalan tingkap sloped lightshelf (SLs)
e. Kawalan tingkap overhang dan lightshelf (O + Ls)
f. Kawalan tingkap overhang dan sloped lightshelf (O + SLs)
50 cm
e.
50 cm
50 cm
450
f.
50 cm
50 cm
82
83
4.3.4
Kaedah Pengumpulan Data Uji Kaji
Aspek-aspek yang akan dihuraikan pada seksyen kaedah pengumpulan data
uji kaji ini adalah mengenai pemboleh ubah, pendekatan, peralatan pengukuran,
lokasi pengukuran, keadaan langit pengukuran, dan masa pengukuran uji kaji.
4.3.4.1 Pemboleh Ubah Uji Kaji
Pada kajian ini, pemboleh ubah uji kaji berbeza-beza pada tiap kes uji kaji.
Pada uji kaji kes dasar, pemboleh ubah tak bergantung adalah geometri dan sifat
permukaan ruang, manakala pemboleh ubah bergantung adalah keluasan tingkap.
Ianya bertujuan bagi mengenal pasti pengaruh keluasan tingkap terhadap kesilauan
cahaya siang yang boleh berlaku. Pada kes dasar ini, keluasan tingkap yang didapati
silau akan dijadikan pemboleh ubah tak bergantung pada kes ubah suai.
Pada kes ubah suai, uji kaji yang akan dilaksanakan dibahagi atas 2 tahap,
iaitu tahap awal dan tahap akhir. Pada uji kaji ubah suai tahap awal, pemboleh ubah
tak bergantung adalah geometri dan sifat permukaan tingkap, dan keluasan tingkap,
manakala pemboleh ubah bergantung adalah jenis kawalan tingkap. Ianya bagi
mengenal pasti keberkesanan pelbagai jenis kawalan tingkap bagi mengawal keadaan
silau yang boleh berlaku. Bagi kawalan tingkap yang didapati tak berkesan bagi
mengawal keadaan silau akan menjadi pemboleh ubah tak bergantung pada uji kaji
ubah suai tahap akhir, dengan optikal dan bahan pelindung tingkap sebagai pemboleh
ubah bergantung. Ringkasan pemboleh ubah uji kaji selengkapnya dapat disemak
pada jadual 4.4.
84
Ringkasan pemboleh ubah uji kaji kajian
Jadual 4.4
Kes Uji Kaji
Kes Dasar
Kes Ubah Suai
Jenis Pemboleh Ubah
Tak Bergantung
Bergantung
Geometri & sifat permukaan
Ruang
Geometri & sifat permukaan
Ruang
Keluasan tingkap
Geometri & sifat permukaan
Ruang
Keluasan tingkap
Jenis kawalan tingkap
Keluasan tingkap
Jenis kawalan tingkap
Optikal tingkap
Bahan pelindung
tingkap
4.3.4.2 Pendekatan Uji Kaji
Pada waktu perlaksanaan uji kaji, tingkap model kajian diarahkan menghala
ke Selatan mata angin. Ianya bagi memastikan kajian dilaksanakan pada ruang yang
sentiasa menerima cahaya siang yang maksimum sepanjang masa pengukuran (lihat
rajah 4.16).
N
Rajah 4.16
Pengaruh arah bangunan terhadap keamatan cahaya siang yang boleh
diperolehi dalam ruang [www.ecotect.com]
85
4.3.4.3 Peralatan Pengukuran Uji Kaji
Oleh kerana uji kaji dilaksanakan secara simulasi berkomputer, sensor
pengukur yang digunakan adalah sensor pengukur yang telah tersedia pada Radiance
Desktop 2.0. Diameter sensor disesuaikan dengan diameter sensor pada pengukuran
sebenar, iaitu 5 cm. Sedangkan piramid hitam sebagai penutup sensor pengukur
tahap illuminance tingkap (S3) dibina menggunakan program AutoCad, yang
berfungsi sebagai penyunting grafik Radiance Desktop. Huraian mengenai tahap
menyiapkan sensor uji kaji dalam Radiance Desktop dapat disemak pada seksyen
5.1.2.3.
4.3.4.4 Lokasi Pengukuran Uji Kaji
Penentuan lokasi pengukuran pada model kajian sama seperti yang telah
dihuraikan pada seksyen 4.1.4. Lokasi pengukuran kesilauan cahaya siang bagi tiaptiap keluasan tingkap model adalah berbeza-beza. Huraian penentuan lokasi
pengukuran tiap-tiap model uji kaji dapat disemak pada Lampiran-D.
4.3.4.5 Keadaan Langit Pengukuran Uji Kaji
Perlaksanaan uji kaji pengukuran kesilauan cahaya siang pada kajian ini akan
dilakukan pada keadaan langit yang sesuai dengan keadaan langit sebenar kawasan
pengukuran.
Mengikut kedudukannya, Malaysia dikategorikan sebagai kawasan
yang mempunyai iklim panas-lembab khatulistiwa. Keadaan langit kawasan yang
beriklim panas-lembab khatulistiwa akan sentiasa berubah-ubah dan susah untuk
ditentukan. Namun biasanya keadaan langit yang berlaku pada kawasan ini adalah
langit mendung [Koenigsberger et. al., 1980].
Walaubagaimanapun, penyelidikan ke atas jenis langit yang berlaku di
Malaysia telah dilakukan oleh beberapa penyelidik dengan menggunakan pelbagai
86
kaedah analisis [Othman, et. al., (1993); Sham Sani, (1998); Gurupiah, 1999; ZainAhmed, et. al., 2002]. Namun hasil kajian yang paling sesuai bagi mewakili keadaan
langit di Malaysia adalah yang dilakukan oleh Gurupiah (1999). Beliau menganalisis
keadaan langit Malaysia berasaskan data dari 32 Stesyen Meteorologikal di
Malaysia, dengan menggunakan kaedah cloud cover method.
Dari hasil kajian
beliau, didapati jenis langit yang berlaku di Malaysia adalah langit mendung, iaitu
dengan tahap liputan awan mencapai 6.7 octa. Ringkasan mengenai kaedah dan hasil
kajian penyelidik ini adalah seperti dalam jadual 4.5.
Jadual 4.5 Ringkasan kajian terhadap keadaan jenis langit di Malaysia
Pengkaji
/
tahun
Othman,
et. al.,
(1993)
Sham Sani,
(1998)
Gurupiah,
(1999)
ZainAhmed,
(1998, 2002)
Kaedah Analisis
Lokasi
Kajian
Temuan Kajian
(keadaan langit)
Berasaskan kajian terhadap
pola harian radiasi matahari
Bangi
51% berawan,
30% mendung,
19% cerah
-
53.8% berawan
Petaling Jaya
Berawan cenderung
mendung
Berasaskan kaedah
Cloud Cover
32 Stesyen
Meteorological di
Malaysia
Mendung
(6.7 octa)
Berasaskan kaedah
Nebulosity Index (NI)
Subang
85.7% Intermediate
(berawan),
14% mendung
Berasaskan kaedah
empirikal atau pemerhatian
Berasaskan kaedah
Sky Ratio
Oleh itu, pengambilan data uji kaji dilaksanakan pada waktu langit mendung.
Selain disebabkan ianya sesuai dengan keadaan langit di Malaysia, ianya juga
bertujuan bagi memperolehi penilaian keadaan silau tingkap pada keadaan pancaran
cahaya siang yang minimum, meskipun kesilauan cahaya siang sering berlaku pada
waktu langit cerah. Jika didapati kesilauan cahaya siang boleh berlaku pada langit
mendung, ianya bermakna keadaan silau yang boleh dialami penghuni akan lebih
teruk pada langit cerah.
87
4.3.4.6 Masa Pengukuran Uji Kaji
Masa pengukuran yang paling sesuai bagi menilai kualiti cahaya siang pada
satu ruang adalah dengan mengambilkira sifat cahaya siang yang berubah-ubah
setiap hari dan setiap tahun. Namun, tindakan pengambilan data kajian yang
dilakukan setiap jam sepanjang tahun adalah tidak realistik dan mengambil masa
yang panjang. Akan lebih baik bila pengambilan data dilakukan dengan memilih
hari tertentu sahaja bagi mewakili keadaan tahap cahaya siang paling kritikal, iaitu
tahap cahaya siang tertinggi atau terendah dalam satu tahun. Perlaksanaan uji kaji
juga cukup dilakukan pada waktu matahari bersinar paling terik, kerana ianya
merupakan saat-saat yang kritikal bagi penghuni bangunan mengalami kesilauan
cahaya siang. Cara ini merupakan pendekatan yang lebih realistik dan efektif dalam
pengukuran kesilauan cahaya siang.
Berasaskan kajian dan pengamatan yang dilakukan oleh Zain-Ahmed et. al.,
(2002) di Subang Kuala Lumpur, pancaran cahaya siang tertinggi didapati pada
bulan Mac (80.000 lux), dan pancaran cahaya siang terendah didapati pada bulan
Disember (60.000 lux). Manakala purata pancaran cahaya siang didapati pada bulan
Ogos. Mengikut hasil penemuan ini, perlaksanaan uji kaji sebaiknya dilakukan pada
bulan Mac dan Disember. Namun bagi kajian ini, penentuan masa uji kaji dilakukan
berasaskan pengukuran tahap illuminance luaran yang telah dilakukan oleh pengkaji
menggunakan Radiance Desktop 2.0.
Pengukuran tahap illuminance luaran cahaya siang yang dilakukan pengkaji
menggunakan Radiance Desktop dilakukan pada bulan Mac, Jun, Sept, Ogos dan
Disember. Bulan Mac dan September mewakili masa tahap cahaya siang tertinggi,
kerana pada kedua-dua bulan ini matahari berada pada jarak yang paling dekat
dengan bumi. Bulan Jun dan Disember mewakili tahap cahaya siang terendah,
kerana pada kedua-dua bulan ini matahari berada pada jarak yang jauh dengan bumi
(lihat rajah 4.17).
Sedangkan bulan Ogos mewakili tahap purata cahaya siang
berasaskan kajian Zain-Ahmed et. al., (2000).
88
21hb Mac
atau
21hb Sept
21hb Jun
21hb Dis
Rajah 4.17
Carta kedudukan matahari
Lokasi pengukuran adalah Johor Bahru, Malaysia. Jangka masa pengukuran
adalah 30 minit, bermula dari pukul 7 pagi hingga pukul 7 petang, dan dilakukan
pada keadaan langit mendung. Pengukuran dilakukan secara menegak dengan arah
sensor menghadap tingkap. Sensor pengukur diletakkan pada tengah-tengah tingkap,
dengan jarak 20 cm.
Ianya sama seperti susun atur sensor pengukur tahap
illuminance luaran (S1) pada kaedah DGIN (sila rujuk seksyen 4.1.4). Namun pada
pengukuran ini sensor pengukur diletakkan di sebelah luar tingkap, kerana tahap
illuminance yang akan diukur adalah tahap illuminance luaran (lihat rajah 4.18).
Hasil pengukuran Radiance Desktop 2.0 menunjukkan pancaran cahaya siang
tertinggi di Johor didapati pada bulan September (8817.42 lux) dan pancaran cahaya
siang terendah didapati pada bulan Disember (8016.73 lux) (lihat rajah 4.19). Ianya
berbeza dengan hasil kajian Zain-Ahmed et. al., (2000), yang menyatakan tahap
cahaya siang tertinggi didapati pada bulan Mac.
Namun berasaskan hasil
pengukuran Radiance Desktop 2.0, tahap cahaya siang pada bulan Mac dan
September didapati tidak jauh berbeza. Hal ini disebabkan kerana pada kedua-dua
bulan tersebut matahari berada pada jarak yang paling dekat dengan bumi (sila rujuk
rajah 4.17).
89
Sensor pengukur tahap
illuminance luaran
Jarak sensor 20 cm
dari tengah-tengah
Susun atur sensor pengukur tahap illuminance luaran pada Radiance
Rajah 4.18
Desktop
7:00 AM
7:30 AM
8:00 AM
Illuminance (E) Luaran (Lux)
10000
1 ptg
8778.77 Lux
9000
1 ptg
8141.3 Lux
1 ptg
8632.84 Lux
1 ptg
8737.98 Lux
8:30 AM
9:00 AM
1 ptg
7958.83 Lux
9:30 AM
10:00 AM
8000
10:30 AM
7000
11:00 AM
11:30 AM
6000
12:00 PM
12:30 PM
5000
1:00 PM
4000
1:30 PM
2:00 PM
3000
2:30 PM
2000
3:00 PM
1000
3:30 PM
0
4:30 PM
4:00 PM
21st Dis
Rajah 4.19
21st Sept
21st Ogos
21st Jun
21st Mac
Masa Pengukuran
5:00 PM
5:30 PM
6:00 PM
6:30 PM
7:00 PM
Keamatan cahaya siang di Johor pada waktu langit mendung dengan
menggunakan Radiance Desktop 2.0
90
Sedangkan bagi menentukan waktu pengambilan data kajian, pengkaji
berpandu pada data pancaran sinar matahari di Johor Bahru (1975-1978). Dari data
tersebut dinyatakan bahawa masa-masa kritikal pancaran sinar matahari adalah
berada antara pukul 10 pagi dan 3 petang. Pancaran sinar paling terik berada pada
tepat pukul 12 tengah hari, iaitu mencapai tahap purata 66.5 mw/cm2 (lihat jadual
4.6) Hal ini bermakna bahawa pada masa ini tahap cahaya siang akan berada pada
tahap paling tinggi dalam satu hari.
Namun berasaskan hasil pengukuran
menggunakan Radiance Desktop didapati bahawa tahap cahaya siang paling tinggi
Illuminance (E) Luaran (Lux)
didapati pada pukul 1 petang (lihat rajah 4.20).
10000
8798.09
8164.87 8654.28
8817.42
10:00 AM
8016.83
8000
11:00 AM
12:00 PM
1:00 PM
6000
2:00 PM
3:00 PM
4000
2000
0
21st Mac 21st Jun
21st
Ogos
21st
Sept
21st Dis
10:00 AM
6357.64 5640.73 5906.88 5990.58 5580.61
11:00 AM
7362.15 6973.64 7340.71 7651.88 6872.74
12:00 PM
8100.52 7834.36 8265.77
1:00 PM
8798.09 8164.87 8654.28 8817.42 8016.83
2:00 PM
8634.95 7978.16 8450.36
3:00 PM
7896.6
7239.8
8512.6
8512.6
7712.01
7772.12
7692.66 7649.77 7012.31
Masa Pengukuran
Rajah 4.20
Perbandingan tahap illuminance luaran tertinggi di Johor-Malaysia
antara pukul 10 pagi – 3 petang
Pada kajian ini, masa pengambilan data kajian adalah berpandu pada hasil
pengukuran Radiance Desktop 2.0. Ianya bermakna masa pengambilan data kajian
akan dilaksanakan pada bulan September dan Disember, dan perlaksanaan uji kaji
pada tiap-tiap model kajian dilakukan pada pukul 1 petang.
Ringkasan masa
pengukuran bagi tiap-tiap model kajian dapat disemak pada jadual 4.7.
Bulan
Jan
Feb
Mac
Apr
Mei
Jun
Jul
Ogos
Sept
Okt
Nov
Dis
Purata
06.00
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
Jadual 4.6
07.00
1.8
3.3
2.1
2.5
3.4
2.7
2.1
2.8
2.6
3.5
2.7
1.9
2.6
09.00
31.8
32.3
36.5
39.1
34.9
32.1
31.6
31.7
35.6
37.7
33.3
34.1
34.2
11.00
66.7
66.8
71.9
69.5
61.9
59.9
60.9
56.5
63.9
66.9
59.5
62.4
63.9
12.00
69.9
69.9
75.6
73.1
64.3
62.6
64.7
62.9
66.5
68.0
58.3
62.6
66.5
13.00
67.3
71.6
75.9
72.5
63.1
63.2
62.7
61.2
59.5
64.6
57.6
60.5
65.0
14.00
60.1
62.2
64.7
60.4
56.9
57.9
58.4
56.9
55.5
54.1
50.0
50.2
57.3
15.00
49.4
49.7
49.8
46.1
46.7
43.8
48.0
49.0
46.3
39.0
36.3
31.7
44.7
16.00
34.4
33.3
33.3
30.7
35.3
31.8
33.6
37.5
34.2
26.2
24.7
27.8
31.9
17.00
20.3
20.3
17.6
17.6
19.8
20.5
20.7
23.3
19.4
14.9
12.7
10.9
18.2
Tarikh
22hb
22hb
September
Disember
13.00 pm
13.00 pm
Waktu
Pengukuran
Masa Pengukuran
1x
1x
Jumlah
Pengukuran
2x
Total Jumlah
Pengukuran
(tiap2 model uji kaji)
Jumlah Pengukuran
Ringkasan masa dan jumlah pengukuran tiap-tiap model kajian
10.00
50.8
50.4
56.9
57.8
52.4
47.3
48.0
47.4
50.2
55.3
49.2
52.5
51.5
Bulan
Jadual 4.7
08.00
13.0
13.7
16.5
19.3
19.1
15.3
15.5
15.2
16.3
19.6
17.0
15.9
16.4
Pancaran Matahari : (Unit Tenaga : mw/cm2)
18.00
9.0
8.9
7.7
6.2
7.0
7.8
7.9
9.2
6.2
3.8
3.3
5.4
6.9
19.00
0.7
1.0
0.7
0.4
4.0
0.5
0.5
0.6
0.1
0.0
0.0
0.1
0.4
Purata
475.3
483.5
509.3
494.7
465.3
445.3
454.6
450.5
445.2
453.6
401.6
430.5
459.1
Pancaran sinar matahari di Johor Bahru (1975-1978) [Solar Radiation in Malaysia, dlm. Chuah & Lee (1984)]
91
92
4.4
Kaedah Analisis Kajian
4.4.1
Prosedur Analisis
Analisis data yang diperolehi dari ujikaji tahap-1 dan tahap-2 dilakukan
dengan menggunakan program Microsoft Excel. Nilai Eluaran, Eadaptasi dan Etingkap
yang diperolehi dari uji kaji tahap-1 dan tahap-2 akan diubah secara automatik
menjadi Lluaran, Ladaptasi dan Ltingkap, sesuai dengan formula pengiraan luminance pada
kaedah DGIN, yang telah diprogram dalam Microsoft Excel tersebut. Dengan begitu,
nilai DGIN hasil uji kaji boleh diketahui secara terus. Selanjutnya penyelidik dapat
menilai darjah kesilauan cahaya siang yang berlaku pada hasil uji kaji dengan
menggunakan petunjuk penilaian analisis kesilauan DGIN (sila semak seksyen 4.5.2).
Prosedur analisis kajian dapat dilihat pada rajah 4.21.
4.4.2
Petunjuk Penilaian Analisis
Petunjuk penilaian analisis kajian dilakukan secara subjektif dan diperolehi
dari kajian pilot. Huraian pengukuran subjektif pada kajian pilot dapat disemak pada
Lampiran-A. Petunjuk analisis kesilauan cahaya siang bagi kajian dapat disemak
pada jadual 4.8.
Jadual 4.8
Petunjuk analisis kesilauan cahaya siang kajian
Kesan Silau
Indeks DGIN
Muram dan gelap
Tiada silau
Silau yang boleh diterima
Silau tidak selesa
Terlalu silau yang menyakitkan
17
18
19
20
21
(Eluaran , Eadaptasi, Etingkap)
Nilai Illuminance
643.9
3
655.7
9
2397.
35
1415.
208.8
560.1
128.8
17
2.1
2.0
4.2
2.8
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.0
0.4
0.4
Rajah. 4.21
DGI(Glare
N (Index silau)
DGI
i d )
L luaran
(L d/
2) (cd/m )
source
( d/
2) constant
Glare
2
L window
L adaptasi
(cd/m2)
(L d/
2)
adaptation
L tingkap (cd/m2)
(l
Ev1)unshielded
(l )
E luaran (lux)
Ev3 shielded
E adaptasi (lux)
(l
Ev2)unshielded
E tingkap (lux)
ω ( sr)
Ω (sr)
φι
D
C
B
A
Y
2
(Window
) tingkap
Luas
area (m )
( 2)
d, Distance
Jarak (m)
(X )
b, Tinggi tingkap (m)
a, Window width
(m)
(b,a,Window
) Lebar tingkap
height
Program Excel
Kesan Silau
Tidak boleh dipertimbangkan
Boleh dipertimbangkan
Boleh diterima
Tidak selesa
Tidak boleh diterima langsung
Alur kaedah analisa data kajian
Indeks DGIN
21
23
25
27
29
Petunjuk Penilaian
Analisis
Tahap Silau
Tingkap
BAB 5
PENGGUNAAN DESKTOP RADIANCE 2.0 BAGI PENGUKURAN
KESILAUAN CAHAYA SIANG MENGGUNAKAN KAEDAH
THE NEW DAYLIGHT GLARE INDEX (DGIN)
Bab ini akan menghuraikan proses simulasi pengukuran kesilauan cahaya
siang bermula dengan seksyen 5.1, iaitu menerangkan prosedur simulasi yang
antaranya mengenai permodelan simulasi, proses pengukuran simulasi, penentuan
lokasi dan data cahaya siang simulasi, serta output simulasi (lihat rajah 5.1). Huraian
diteruskan dengan menerangkan permodelan simulasi bagi uji kaji tahap-1 dan tahap2, pada seksyen 5.2. Batasan dan andaian model kajian juga turut dihuraikan pada
seksyen ini. Bab ini akan diakhiri dengan ringkasan simulasi pada seksyen 5.3.
Permodelan Ruang Kajian
Proses Pengukuran
Lokasi dan Data Cahaya Siang
Penentuan Lokasi Simulasi
Input Data Cuaca Simulasi
Masa Simulasi
Output Simulasi
Rajah 5.1
Carta aliran prosedur simulasi
5.1
Prosedur Simulasi
5.1.1
Permodelan Simulasi
Model simulasi dibuat dengan menggunakan perisian AutoCad R14 yang
merupakan alat penyunting grafik Desktop Radiance. Ia dimulakan dengan memilih
ikon Desktop Radiance 2.0 dari kelompok menu Start→Programs→Desktop
Radiance 2.0.
Dalam tesis ini, huraian mengenai permodelan simulasi dibahagi kepada 2
bahagian, iaitu: huraian permodelan geometri ruang dan huraian permodelan bahan
ruang.
Huraian permodelan geometri ruang merangkumi ruang dan tingkap.
Sedangkan huraian permodelan bahan ruang merangkumi permukaan ruang dan kaca
tingkap.
5.1.1.1 Permodelan Geometri Model Simulasi
Model untuk simulasi dibina menggunakan perisian AutoCad R14, dan menu
item Radiance disediakan pada menu bar. Unit geometri dan skala model kajian
telah ditentukan dengan menggunakan tetingkap The Preference Dialog. Tetingkap
ini akan muncul pada awal setiap pekerjaan bermula. Pada kajian ini, unit geometri
yang digunakan adalah unit architectural dengan unit meter dan skala yang
digunakan adalah 1:1 (lihat rajah 5.2).
Model dibina dengan melukiskan sebuah kotak (rectangle) yang mewakili
lantai, dinding dan siling, berasaskan geometri model simulasi yang telah ditentukan
bagi uji kaji tahap-1 dan ujikaji tahap-2. Lukisan kotak tersebut kemudian di explode
supaya tiap-tiap permukaan ruang dapat dioperasikan secara tersendiri. Permodelan
tingkap kajian dilakukan dengan melukiskan lapisan dinding tingkap secara terpisah,
sehingga terbentuk rangka tingkap berasaskan geometri tingkap yang telah
ditentukan bagi uji kaji tahap-1 dan uji kaji tahap-2. Permodelan geometri model
simulasi selengkapnya dapat disemak pada rajah 5.3.
Radiance
The
Preference
Rajah 5.2
Tetingkap Preference Dialog pada Desktop Radiance 2.0
Dinding atas, dinding
sisi kanan, dinding
belakang, dinding sisi
kanan, dan lantai
model dibina dengan
menggunakan
rectangle, dengan
ketebalan 0.15 m
Tingkap model
dibentuk dengan
membina 4 sisi
dinding luaran
Rajah 5.3
Permodelan geometri model simulasi
5.1.1.2 Permodelan Bahan Model Simulasi
Permodelan bahan bagi model simulasi yang akan dihuraikan pada seksyen
ini adalah bagi model uji kaji tahap-2 sahaja. Sedangkan permodelan bahan bagi
model simulasi uji kaji tahap-1 akan dihuraikan selengkapnya pada seksyen 5.2.1.
Permodelan bahan model simulasi uji kaji tahap-1 hanyalah bahan permukaan
dan bahan kaca tingkap. Ianya kerana uji kaji akan dilaksanakan di dalam bilik yang
kosong dan hanya menggunakan cahaya siang sebagai sumber pencahayaan (rujuk
skop kajian).
a.
Permodelan Bahan Permukaan Model Simulasi
Permodelan bahan permukaan merangkumi siling, dinding dan lantai model
simulasi. Penentuan bahan permukaan model disesuaikan dengan bahan permukaan
model simulasi yang telah dihuraikan pada seksyen 4.3.1.3.
Permodelan bahan
permukaan ruang dibina menerusi tetingkap Radiance→Materials→Add material
(lihat rajah 5.4).
Rajah 5.4
Tetingkap Materials Library pada Desktop radiance 2.0
Nilai kilap (specularity) dan nilai kekasaran (roughness) permukaan adalah
penting pada tahap penentuan bahan ruang di dalam menentukan perilaku
pembalikan cahaya pada permukaan ruang. Nilai kilap adalah jumlah cahaya yang
dibalikkan atau dipancarkan oleh permukaan yang menyerupai cermin (specular) dan
nilai kekasaran adalah Root Mean Square (RMS) kecondongan sudut mikro
permukaan. Nilai kekasaran merupakan nilai purata kecondongan serta-merta dari
sesebuah lapisan permukaan, yang menentukan darjah sorotan setengah mengkilap
(semi-specular) yang tersebar. Jika nilai kilap dan nilai kekasaran ditetapkan pada
nilai 0, ianya menjadikan sifat permukaan ruang menyebarkan cahaya (diffuse)
[Ward & Shakespeare, 1998].
Sebaliknya, jika bahan permukaan sepenuhnya
mengkilap dan memiliki nilai kekasaran 0, ianya menjadikan permukaan bersifat
seperti cermin [Ward, 1994]. Jika nilai kilap 0.05 dan nilai kekasaran adalah 0, maka
sifat bahan permukaan akan berubah menjadi licin mengkilap.
Pada Desktop Radiance 2.0, jarak nilai kilap adalah berada diantara 0.0 dan
0.7. Nilai kilap 0.0 bermakna permukaan ruang akan bersifat sedikit kasar (matte)
dan bahan permukaan akan sepenuhnya bersifat menyebarkan cahaya. Sedangkan
nilai 0.7 bermakna permukaan ruang akan bersifat licin seperti satin. Jarak nilai
kekasaran pula berada diantara 0.0 dan 0.2. Pemilihan nilai kekasaran 0.0 akan
menjadikan permukaan model simulasi bersifat licin sempurna (being polished), dan
nilai 0.2 akan menjadikan sifat bahan permukaan sedikit berkilat [Desktop Radiance
2.0 Reference Manual, 2000].
Pada kajian ini, siling dan dinding mempunyai bahan permukaan yang sama,
iaitu white paint on plaster. Sedangkan bahan permukaan lantai adalah off-white
floor tiles. Bahan permukaan bagi lantai dan dinding memiliki nilai kilap dan nilai
kekasaran 0.
Ianya bagi mewakili sifat permukaan yang menyebarkan cahaya
(diffuse) (lihat rajah 5.5.a). Bahan jenis ini tersedia dalam Desktop Radiance 2.0,
iaitu off-white dengan tahap pantulan (reflectance) 67.5%.
Sedangkan bagi bahan permukaan lantai, pengkaji membina bahan sendiri
dengan nilai kilap dan nilai kekasaran bahan permukaan lantai adalah 0.05 dan 0.
Ianya bagi mewakili sifat bahan off-white floor tiles yang licin mengkilap, dan tahap
pantulan cahaya yang diperolehi 80.2 % (lihat rajah 5.5.b).
Tahap-tahap permodelan bahan bahan lantai dapat dilakukan menerusi
tetingkap Radiance→Materials→Add material.
Ringkasan sifat-sifat bahan
permukaan di dalam kajian ini dapat disemak pada jadual 5.1.
Tahap-tahap
permodelan bahan permukaan model kajian dapat disemak pada rajah 5.6.
a.
Rajah 5.5
b.
a) Sifat bahan permukaan dinding dan siling; b) Sifat bahan
permukaan lantai
Dinding
Lantai
Siling
Rajah 5.6
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Pilih tetingkap Radiance→Materials→New material
Tentukan nama bahan permukaan yang ingin dibina, iaitu lantai. Kemudian
tentukan tahap kilap dan kekasaran yang diinginkan, iaitu 0.05 dan 0.
Pilih tetingkap Radiance→Materials→Add material
Tentukan permukaan model yang akan dibina, iaitu lantai
Pilih bahan permukaan lantai yang telah dibina dan tersedia pada tetingkap
Material Library
Pilih tetingkap Radiance→Materials→Add material
Pilih permukaan model yang akan dibina, iaitu dinding dan siling
Pilih bahan permukaan off-white yang telah tersedia pada tetingkap Material
Library
0.00
0.05
0.00
Tahap-tahap permodelan bahan permukaan model simulasi
La
Dind
68
80.2
simen berlapis cat putih
seramik putih
Sili
68
simen berlapis cat putih
SIFAT BAHAN PERMUKAAN MODEL PADA
DESKTOP RADIANCE 2.0 (%)
Reflectance Specularity Transmittance Roughness
Ringkasan bahan permukaan model simulasi
BAHAN RUANG
Jadual 5.1:
97
b.
Permodelan Bahan Kaca Tingkap Model Simulasi
Dalam Desktop Radiance 2.0, permodelan kaca tingkap dilakukan menerusi
perintah 3Dface yang terdapat pada perisian AutoCad R14. Permodelan dilakukan pada
kawasan tingkap model kajian yang telah disediakan. Kaca tingkap yang dibina adalah
kaca tingkap satu lapis tanpa ketebalan tertentu.
Ketebalan kaca tingkap dapat
ditentukan dengan memilih salah satu ketebalan kaca tingkap yang sesuai pada senarai
bahan kaca tingkap yang telah disediakan oleh Desktop Radiance 2.0.
Bagi kajian pencahayaan siang, penentuan orientasi permukaan normal pada
model kajian adalah penting apabila kaca tingkap merupakan sumber pencahayaan bagi
ruang dalaman [Desktop Radiance 2.0 Reference Manual, 2000]. Orientasi permukaan
normal tingkap dapat dilakukan menerusi tetingkap Radiance→Tools→Adjust Surface
Normal. Permukaan normal model akan ditunjukkan dalam bentuk panah merah pada
tengah-tengah permukaan kaca, mengarah ke dalam ruang model (lihat rajah 5.7).
Garis panah merah tanda
permukaan normal model
dan sebagai penunjuk arah
Kaca tingkap
Rajah 5.7
Garis merah sebagai tanda permukaan normal pada model simulasi
Bahan kaca tingkap model kajian disesuaikan dengan bahan kaca tingkap model
simulasi yang telah dihuraikan pada seksyen 4.3.3. Pemilihan bahan kaca tingkap model
kajian dilakukan dengan menggunakan ikon attach glazing pada kelompok menu
Radiance→Glazings→Attach Glazing. Data kaca tingkap pada Desktop Radiance 2.0
disediakan berasaskan pada program Optics5 yang menggunakan data dari The National
Ratings Council [Desktop Radiance 2.0 Reference Manual, 2000]. Sifat tiap-tiap kaca
yang tersedia dalam Desktop Radiance 2.0 dibezakan oleh transmittance, reflectance,
thickness, dan color (lihat rajah 5.8).
Ringkasan sifat-sifat bahan kaca tingkap model kajian menerusi data yang
tersedia pada Desktop Radiance 2.0 dihuraikan pada jadual 5.2, dan tahap-tahap
permodelan bahan kaca tingkap model kajian dapat disemak pada rajah 5.8.
Rajah 5.8
Tetingkap Glazings Library pada Desktop Radiance 2.0
88.3 %
54.1 %
45.2 %
18.1 %
48.7 %
5.71 mm
5.61 mm
5.64 mm
5.59 mm
5.84 mm
clear
bronze
gray
gray reflectance
green
Pilih tetingkap Radiance→Glazings→Attach Glazing
Pilih permukaan kaca
Tentukan bahan permukaan kaca dengan memilih
jenis kaca yang telah ditentukan pada tetingkap
Glazing Library
8.0 %
5.5 %
4.9 %
35.0 %
11.0 %
Tahap-tahap permodelan bahan kaca tingkap model simulasi
Biasa tanpa warna
Bronze tinted
Grey tinted
Dark grey tinted
Green
Rajah 5.9
Kaca
Tingka
p
SIFAT BAHAN KACA TINGKAP MODEL PADA
DESKTOP RADIANCE 2.0 (%)
Transmittance Reflectance
Thickness
Color
Ringkasan bahan kaca tingkap model simulasi
BAHAN KACA
Jadual 5.2:
100
5.1.2 Proses Pengukuran Simulasi
Terdapat 4 tahap yang perlu dilakukan pada proses pengukuran simulasi, iaitu:
1. tahap menentukan zon pengukuran
2. tahap menentukan orientasi model
3. tahap menyiapkan sensor
4. tahap memulakan pengukuran
5.1.2.1 Menentukan Zon Pengukuran
Zon pengukuran merupakan lokasi tumpuan pelaksanaan simulasi pada model
kajian.
Penentuan zon pengukuran sebelum pelaksanaan simulasi dapat membantu
meningkatkan ketepatan simulasi [Desktop Radiance 2.0 Reference Manual, 2000].
Penentuan zon pengukuran pada Radiance Desktop dilakukan dengan menggunakan
tetingkap define zone pada kelompok menu Radiance→Analysis→Define Zone (lihat
rajah 5.10).
Zone Pengukuran
Arah panah Utara,
penentu orientasi model kajian
Rajah 5.10
Zon pengukuran dan orientasi model simulasi
5.1.2.2 Menentukan Orientasi Model Kajian
Orientasi model pada waktu pengukuran adalah menghala kearah Selatan mata
angin (rujuk seksyen 4.3.4.2). Penentuan orientasi model dilakukan menerusi tetingkap
Radiance→Analysis→Define Orientation, dengan meletakkan panah arah utara
berlawanan arah dengan orientasi tingkap pada model kajian (rujuk rajah 5.10).
5.1.2.3 Menyiapkan Sensor Pengukur
Sensor pengukur pada Desktop Radiance 2.0 mempunyai kebolehan untuk
mengukur darjah illuminance dan luminance cahaya siang (lihat rajah 5.11). Diameter
dan orientasi sensor pula boleh diubah suai dengan keperluan kajian. Dalam kajian ini,
sensor pengukur digunakan bagi mengukur darjah illuminance cahaya siang. Diameter
sensor yang digunakan adalah 5cm. Ianya disesuaikan dengan diameter sensor yang
digunakan bagi pengukuran sebenar (rujuk seksyen 4.2). Pengukuran juga dilakukan
secara menegak (rujuk seksyen 4.1.2).
Rajah 5.11
Sensor pengukur yang tedapat dalam Desktop Radiance 2.0
Terdapat tiga jenis simulasi pengukuran cahaya siang yang menggunakan sensor
pengukur pada Desktop Radiance 2.0, iaitu simulasi secara Animation Path, Reference
Point Simulation, dan Reference Grid Simulation.
Dalam kajian ini, pengukuran
illuminance cahaya siang dilakukan secara reference point, kerana ianya membolehkan
pengkaji menentukan sendiri kedudukan sensor cahaya pada titik-titik pengukuran
cahaya yang dikehendaki, sesuai dengan kaedah DGIN yang digunakan.
pengukuran
secara
reference
point
dapat
dilakukan
menerusi
Proses
tetingkap
Radiance→Analysis→Define Reference Point (lihat rajah 5.12).
Rajah 5.12
Tetingkap Reference Point Properties
Bersesuaian dengan kaedah DGIN, diperlukan tiga buah sensor bagi mengukur
kesilauan cahaya siang dalam model kajian. Masing-masing sensor mempunyai tujuan
pengukuran yang berbeza-beza (rujuk seksyen 4.1.3 dan 4.1.4). Lokasi dan kedudukan
ketiga-tiga sensor dalam model kajian dapat disemak pada rajah 5.13.
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Sensor pengukur
Eluaran (S1)
Rajah 5.13
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
Contoh susun atur sensor cahaya pada model model simulasi mengikut
kaedah DGIN pada model asas
5.1.2.4 Memulakan Pengukuran
Pengukuran illuminance cahaya siang pada tiap-tiap sensor pada model kajian
dilakukan menerusi tetingkap Radiance→Simulation→Reference Point (lihat rajah
5.14). Namun pada Desktop Radiance 2.0, pengukuran tidak dapat dilaksanakan secara
serentak pada ketiga-tiga sensor. Oleh itu, pengukuran tahap illuminance cahaya siang
pada tiap-tiap sensor dilaksanakan secara terpisah, dengan masa dan kondisi pengukuran
yang sama.
Rajah 5.14
Kotak dialog pengukuran secara Reference Point
5.1.3
Lokasi dan Data Cahaya Siang Simulasi
Penentuan lokasi dan data cahaya siang simulasi akan dihuraikan dalam 3
bahagian, iaitu:
1. penentuan lokasi simulasi
2. penentuan input data cuaca simulasi
3. penentuan masa pengukuran simulasi
5.1.3.1 Penentuan Lokasi Simulasi
Lokasi kajian adalah di Johor, Malaysia.
Penentuan lokasi kajian di Johor
dilakukan dengan menetapkan latitude, longitude, timezone/standard meridian, dan
turbidity di Johor pada tetingkap Desktop Radiance 2.0 menerusi tetingkap
Radiance→Simulation→Reference Point calculation Setup→Add New Location. Negeri
Johor terletak pada latitud 1o38’ ke arah utara dan longitud 103o48’ ke arah timur
Greenwich, dan mempunyai standard meridian –120 (lihat rajah 5.15).
Standard meridian merupakan nilai tengah zon masa longitud. Nilai ini perlu
dijelaskan jika zon masa lokasi kajian tidak terdapat pada Desktop Radiance 2.0. Nilai
standard meridian kajian boleh diketahui dengan mendarab perbezaan masa antara
Greenwich (England) dan Johor (Malaysia) dengan 15 [Desktop Radiance 2.0 Reference
Manual, 2000]. Berikut adalah pengiraan nilai standard meridian bagi lokasi kajian.
Standard Meridian Johor
=
[(GMT) – (perbezaan masa di Johor)] x 15
=
[(0) – (+8)] x 15
=
-120
Berasaskan nilai piawai yang ditetapkan oleh CIE, nilai turbidity bagi kajian
simulasi cahaya siang berada antara 1.0 dan 6.0. Darjah 1.0 mewakili keadaan langit
yang gelap (mendung), darjah 2.0 mewakili keadaan langit yang cerah, dan darjah
maksimum 6.0 mewakili keadaan langit yang berkabut atau tercemar. Darjah turbidity
yang digunakan bagi mewakili keadaan atmosfera Johor pada kajian ini adalah 1.0.
Pemilihan darjah 1.0 bagi nilai turbidity ini bertujuan untuk mengkaji kesilauan cahaya
siang pada saat pancaran minimum, iaitu pada masa langit mendung (sila rujuk seksyen
4.3.4.6).
5.1.3.2 Input Data Cuaca Simulasi
Terdapat 4 model langit yang disediakan dalam perisian Desktop Radiance 2.0,
iaitu CIE clear sky, CIE intermediate sky, CIE overcast sky dan uniform sky. Pada
kajian ini, model langit yang digunakan bagi mewakili keadaan langit di Johor adalah
CIE overcast sky (model langit mendung). Penjelasan mengenai pemilihan model langit
ini telah dihuraikan pada seksyen 4.3.4.5.
5.1.3.3 Masa Pengukuran Simulasi
Bagi uji kaji tahap-1, simulasi dilakukan pada masa yang sama dengan masa
pelaksanaan kajian pilot. Sedangkan bagi uji kaji tahap-2, simulasi dilakukan pada 21hb
September dan 21hb Disember. Pengukuran pada tahap–2 ini dilakukan pada pukul 1
tengah hari untuk tiap-tiap model. Hal ini kerana pada masa tersebut matahari bersinar
paling terik, sehingga tahap cahaya siang yang diukur pada saat pelaksanaan simulasi
merupakan tahap cahaya siang yang kritikal bagi menimbulkan kesilauan cahaya siang
(rujuk seksyen 4.3.4.6). Alur proses penentuan masa pengukuran simulasi dapat dilihat
rajah 5.16.
Rajah 5.15
Proses penentuan lokasi dan masa kajian (Johor, Malaysia) pada Desktop Radiance 2.0
107
5.1.4
Output Simulasi
Hasil pengukuran secara Reference Point adalah berupa angka yang
menunjukkan tahap illuminance pada sensor pengukur dan ditampilkan pada tetingkap
Reference Point Properties. Tiap-tiap tampilan tetingkap Reference Point Properties
hanya mewakili satu pengukuran sahaja. Tajuk Reference Point, kedudukan, orientasi
dan jenis pengukuran kuantiti cahaya siang yang diukur secara simulasi menggunakan
Desktop Radiance 2.0 ini juga turut ditampilkan (lihat rajah 5.16).
tahap illuminance yang
dihasilkan sensor pengukur
pada titik pengukuran
Rajah 5.16
5.2
Output hasil simulasi pengukuran secara Reference Point
Kajian Permodelan Simulasi
Huraian kajian permodelan simulasi dibahagi atas 2 seksyen, iaitu huraian
mengenai permodelan ruang kajian bagi uji kaji tahap-1 dan huraian mengenai
permodelan model simulasi bagi uji kaji tahap-2.
5.2.1
Permodelan Model Uji Kaji Tahap-1
Pembinaan model uji kaji tahap-2 ini meliputi ruang kajian dan peralatan perabot
(lihat rajah 5.17). Tahap-tahap dan cara permodelan geometri model uji kaji tahap-2 ini
sama seperti yang telah dihuraikan pada seksyen 5.1.1.1. Ianya dibina berasaskan
geometri sebenar ruang kajian pilot, seperti yang telah dihuraikan pada seksyen 4.2.
Permodelan perabot juga dilakukan berasaskan geometri sebenar perabot pada ruang
kajian pilot. Sedangkan bahan model peralatan perabot yang digunakan adalah
Mahogany-Brown, dengan tahap kilap 0.03 dan kekasaran 0.02. Ianya ditentukan
berasaskan warna dan sifat permukaan peralatan perabot yang sedikit licin dan
mengkilap.
Rajah 5.17
Model simulasi ruang kajian pilot bagi uji kaji tahap-2
5.2.2
Permodelan Model Uji Kaji Tahap-2
Terdapat dua jenis uji kaji pada uji kaji tahap-2 ini, iaitu uji kaji asas dan uji kaji
ubah suai. Uji kaji asas dilakukan keatas model asas, dan uji kaji ubah suai dilakukan
pada model ubah suai. Pada model asas, tiap model dibezakan berasaskan ukuran
tingkap. Sedangkan pada model ubah suai, tiap model dibezakan berasaskan rekabentuk
kawalan tingkap dan optikal tingkap.
Walau bagaimanapun, geometri dan bahan
permukaan bagi tiap-tiap model pada uji kaji tahap-2 ini adalah sama (rujuk seksyen
4.3.1 dan 5.1.1.2).
5.2.2.1 Model Asas
Tujuan uji kaji model asas ini adalah untuk mengenal pasti ukuran tingkap yang
sesuai bagi menghindari keadaan kesilauan cahaya siang dalam ruang. Sebanyak 5
model dibina bagi mengkaji 5 luasan tingkap, iaitu luasan tingkap 10%WWR, 20%
WWR, 30% WWR, 40% WWR dan 50% WWR (lihat rajah 5.18). Geometri tingkap
tiap-tiap model telah dihuraikan pada seksyen 4.3.1.
Jenis optikal tingkap yang
digunakan pada uji kaji model asas ini adalah kaca biasa tanpa warna dengan ketebalan
5.7 mm (rujuk jadual 5.2).
5.2.2.2 Model Ubah Suai
a.
Model Ubah Suai Kawalan Tingkap
Sebanyak 4 model dibina bagi mengkaji keberkesanan 4 bentuk kawalan tingkap
bagi mengawal kesilauan cahaya siang (lihat rajah 5.19). Geometri tiap-tiap kawalan
tingkap telah diulas pada seksyen 4.3.2. Jenis optikal yang digunakan adalah biasa tanpa
warna dengan ketebalan 5.7 mm (rujuk jadual 5.2).
b.
Model Ubah Suai Kaca Tingkap
Kajian ubah suai optikal tingkap ini bertujuan untuk melihat keberkesanan
optikal tingkap dalam mengurangi kesilauan yang masih terdapat pada model ubah suai
kawalan tingkap. Kajian dilakukan keatas 4 jenis optikal tingkap (rujuk seksyen 4.3),
iaitu optikal tingkap bronze tinted, grey tinted, dark grey tinted, dan green, dengan
ketebalan tiap-tiap optikal tingkap adalah 5.74 mm, 5.64 mm, 5.59 mm, 5.84 mm (rujuk
jadual 5.2).
5.3
Batasan dan Andaian Permodelan
Seluruh model diandaikan berada pada permukaan tanah dengan persekitaran
yang kosong. Ianya tidak sesuai bagi model ruang kajian pilot, ruang kajian pilot berada
pada aras 3.
Keterangan: a.
b.
c.
d.
e.
a.
Rajah 5.18
Model asas 10% WWR
Model asas 20% WWR
Model asas 30% WWR
Model asas 40% WWR
Model asas 50% WWR
b.
c.
Model asas kajian
d.
e.
112
Catatan: a, b, c, d
e, f
a.
Keterangan : a.
b.
c.
d.
f.
c.
d.
Overhang (O)
Sloped Overhang (SO)
Overhang + Lightshelf (O+Ls)
Overhang + Sloped Lightshelf (O+SLs)
RAJAH 5.19 Model uji kaji kawalan tingkap
= Model kawalan tingkap asas
= Model kawalan tingkap ubah suai
e.
b.
113
BAB 6
PENEMUAN DAN KEPUTUSAN KAJIAN
Huraian mengenai penemuan dan keputusan kajian pada bab ini dibahagi
kepada 3 bahagian, iaitu:
1. bahagian yang menghuraikan kebolehan perisian Radiance Desktop 2.0
bagi mengukur kesilauan cahaya siang berasaskan kaedah pengukuran
DGIN.
2. bahagian yang menghuraikan analisis kesilauan cahaya siang pada
pelbagai keluasan tingkap kajian.
3. bahagian yang menghuraikan pengaruh kawalan tingkap, optikal tingkap,
dan bahan permukaan kawalan tingkap bagi mengawal kesilauan cahaya
siang.
Kriteria analisa ketiga-tiga bahagian huraian analisis dalam bab ini ialah
dengan menggunakan perolehan indeks DGIN.
6.1
Kebolehan Perisian Radiance Desktop 2.0 Bagi Mengukur Kesilauan
Cahaya Siang Menggunakan Kaedah DGIN (Uji Kaji Tahap-1)
Pengujian kebolehan perisian Radiance Desktop 2.0 bagi mengukur kesilauan
cahaya siang menggunakan kaedah DGIN ini merupakan analisis uji kaji tahap-1
kajian. Ianya dilakukan dengan memperbandingkan hasil pengukuran illuminance
luaran (E1), illuminance adaptasi (E2) dan illuminance tingkap (E3) Radiance
Desktop 2.0 dengan hasil pengukuran sebenar pada kajian pilot.
Kedua-dua
pengukuran dilakukan pada keadaan langit yang sama, iaitu langit cerah. Ianya
disesuaikan dengan keadaan langit pada waktu kajian pilot dilaksanakan (sila rujuk
Lampiran A-A.3).
Kebolehan Radiance Desktop 2.0 ditentukan berasaskan perbandingan nilai
correlation factor (R2) antara Radiance Desktop 2.0 dengan pengukuran sebenar.
Nilai correlation factor ini merupakan nilai yang digunakan untuk melihat kedekatan
(fitting) hasil pengukuran antara pengukuran sebenar dengan pengukuran secara
simulasi atau eksperimen. Apabila nilai correlation factor (R2) hasil pengukuran
didapati sama dengan atau mendekati 1, maka ianya memiliki kedekatan (fitting)
yang tinggi [Bevington, 1969].
Pada uji kaji tahap-1, didapati hasil pengukuran Radiance Desktop 2.0 lebih
stabil berbanding pengukuran sebenar pada kajian pilot.
Hal ini sesuai dengan
kenyataan bahawa keadaan cahaya siang sering berubah-ubah dan susah untuk
dijangkakan pada keadaan sebenar.
Hasil pengukuran E1, E2, dan E3 Radiance
Desktop 2.0 juga didapati lebih tinggi berbanding pengukuran sebenar E1, E2, dan E3
pada kajian pilot (lihat rajah 6.1, 6.2, dan 6.3).
Perbezaan hasil pengukuran tahap E1 yang ditampilkan pada rajah 6.1 boleh
disebabkan oleh beberapa aspek, antara lain wujudnya perbezaan keadaan luaran
model kajian Radiance Desktop 2.0 dengan ruang kajian pilot pada keadaan sebenar.
Pada keadaan sebenar, tingkap ruang kajian pilot berada pada persekitaran yang
terdapat banyak pokok-pokok, sehingga ianya boleh mengurangi tahap cahaya siang
yang memasuki ruang. Sedangkan pada model kajian simulasi, keadaan ini tidak
wujud.
Aspek lain yang mempengaruhi perbezaan tahap pengukuran E1 pada rajah
6.1 adalah perbezaan keadaan kaca tingkap. Pada keadaan sebenar, kaca tingkap
dibahagi atas 4 keping yang disatukan dan dibingkai dengan bingkai aluminium.
Ianya mungkin boleh mempengaruhi tahap kemasukan cahaya siang yang diterima
sensor pengukur, kerana sensor tersebut diletakkan pada jarak yang amat dekat dari
kaca tingkap, iaitu 20 cm (sila rujuk rajah 4.12). Namun pada model kajian Radiance
Desktop 2.0, keadaan ini tidak wujud (lihat rajah 6.1).
Pada rajah 6.2 dan 6.3, perbezaan hasil pengukuran E2 dan E3 Radiance
Desktop 2.0 dengan pengukuran sebenar E2 dan E3 pada kajian pilot lebih banyak
dipengaruhi oleh faktor aktiviti pada waktu pengukuran tengah berlangsung. Pada
keadaan sebenar, pengukuran tahap illuminance E2 dan E3 dilaksanakan bersamaan
dengan pengukuran subjektif oleh responden.
Pengukuran subjektif dilakukan
berhampiran dengan tingkap, manakala alat pengukur tahap illuminance E2 dan E3
disusun menghadap tingkap (sila rujuk LampiranA-A.1). Keadaan tersebut sedikit
sebanyak boleh mempengaruhi tahap illuminance yang diterima pada waktu
pengukuran sebenar. Ianya berkemungkinan disebabkan cahaya yang diterima alat
pengukur E2 dan E3 pada pengukuran sebenar sedikit terhalang. Sedangkan pada
model kajian Radiance Desktop 2.0, keadaan ini tidak berlaku.
6000
Illuminance, lux
5000
4000
R2 = 0.9998
3000
R2 = 0.8796
2000
1000
0
9:36
10:48
12:00
13:12
14:24
15:36
16:48
18:00
Masa
E1sebenar
Rajah 6.1
E1DR2.0
Perbandingan hasil pengukuran illuminance luaran (E1) antara
Radiance Desktop 2.0 dan pengukuran sebenar pada kajian pilot
1600
Illuminance, lux
1400
1200
R2 = 0.9997
1000
800
R2 = 0.8661
600
400
200
0
9:36
10:48
12:00
13:12
14:24
15:36
16:48
18:00
Masa
E2sebenar
Rajah 6.2
E2DR2.0
Perbandingan hasil pengukuran illuminance adaptasi (E2) antara
Radiance Desktop 2.0 dan pengukuran sebenar pada kajian pilot
80
Illuminance, lux
70
60
R2 = 0.9997
50
40
R2 = 0.9273
30
20
10
0
9:36
10:48
12:00
13:12
14:24
15:36
16:48
18:00
Masa
E3sebenar
Rajah 6.3
E3DR2.0
Perbandingan hasil pengukuran illuminance tingkap (E3) antara
Radiance Desktop 2.0 dan pengukuran sebenar pada kajian pilot
Walau bagaimanapun, nilai correlation factor (R2) kedua-dua pengukuran
pada uji kaji tahap-1 ini didapati hampir sama dan mendekati nilai 1.
Ianya
bermakna kedua-dua hasil pengukuran memiliki kesahihan yang tinggi. Meskipun
nilai correlation factor (R2) pada pengukuran sebenar pada kajian pilot lebih rendah
berbanding pengukuran Radiance Desktop 2.0, ianya disebabkan oleh faktor-faktor
yang telah dihuraikan sebelumnya.
Oleh itu, kajian dapat dilanjutkan ke tahap
berikutnya, iaitu menggunakan Radiance Desktop 2.0 bagi menganalisis kesilauan
cahaya siang pada pelbagai keluasan tingkap. Ianya akan dihuraikan pada seksyen
selanjutnya.
6.2
Analisis Kesilauan Cahaya Siang Pada Pelbagai Keluasan Tingkap:
Kes Asas (Uji Kaji Tahap-2)
Analisis kesilauan cahaya siang pada pelbagai keluasan tingkap ini
merupakan uji kaji kes asas pada uji kaji tahap-2.
Kajian dilaksanakan keatas
keluasan tingkap 10% WWR, 20% WWR, 30% WWR, 40% WWR dan 50%WWR.
Tahap silau bagi setiap keluasan tingkap ini dikaji secara simulasi menggunakan
perisian Radiance Desktop 2.0.
Kajian ini dilakukan berasaskan kaedah DGIN.
Pengukuran dilaksanakan pada 21hb September bagi mewakili tahap cahaya siang
yang paling tinggi dalam satu tahun, dan pada 21hb Disember bagi mewakili tahap
cahaya siang paling rendah dalam satu tahun (sila rujuk seksyen 4.3.4.6). Keputusan
tahap silau bagi setiap keluasan tingkap akan ditentukan berasaskan indeks tahap
silau yang dihasilkan dari pengukuran subjektif kajian pilot, sebagai penunjuk
analisis. Pada kajian ini, tahap silau tingkap berada pada indeks DGIN 20 atau lebih
(rujuk sekyen 4.4.2).
Hasil kajian mendapati bahawa semua keluasan tingkap kajian memenuhi
tahap silau pada kedua-dua bulan kajian September dan Disember, iaitu berada pada
indeks DGIN 20 keatas. Namun tahap silau yang paling tinggi didapati pada bulan
September. Ianya sesuai dengan kenyataan bahawa pancaran cahaya siang pada
bulan September merupakan pancaran cahaya siang yang paling tinggi berbanding
pada bulan-bulan lainnya.
Pada bulan September, tahap silau tingkap 10%WWR, 30% WWR, dan 40%
WWR didapati mencapai indeks 21, iaitu berada pada tahap “terlalu silau yang
menyakitkan”. Namun tahap silau tingkap 50% WWR didapati mencapai indeks 20,
iaitu berada pada tahap “silau tidak selesa”.
Pada bulan Disember, tahap silau tingkap 30% WWR didapati mencapai
indeks 21, iaitu berada pada tahap “terlalu silau yang menyakitkan”. Manakala tahap
silau tingkap 10% WWR, 40 % WWR, dan 50% WWR didapati mencapai indeks 20,
iaitu berada pada tahap “silau tak selesa”.
Keluasan tingkap yang didapati paling silau adalah 20% WWR. Tahap silau
yang diperolehi pada keluasan tingkap ini boleh mencapai indeks 22 pada kedua-dua
bulan September dan Disember. Ianya melebihi tahap indeks tertinggi petunjuk
analisis kajian yang digunakan pada kajian ini, iaitu 21 atau berada pada tahap
“terlalu silau yang menyakitkan’’. Hal ini bermakna perbezaan kecerahan antara
keluasan tingkap dan dinding tingkap (kontras) yang berlaku pada keluasan tingkap
ini dapat menimbulkan kesan silau yang teruk berbanding keluasan tingkap lainnya.
Kesimpulan mengenai perolehan indeks silau tiap-tiap keluasan tingkap
kajian tersebut diatas dapat disemak pada jadual 6.1.
Jadual 6.1: Perolehan indeks silau tiap-tiap keluasan tingkap kajian
Kelua
san
Ting
kap
(WWR)
21hb September
E1
E2
10%
4146.40
1204.72
20%
6021.21
30%
DGIN
E1
E2
19.85
21
3767.23
1095.17
18.04
20
981.79
111.95
22
5475.10
890.794
84.75
22
6169.6
1105.93
250.19
21
5743.06
1006.84
227.56
21
40%
6448.14
1014.76
245.27
21
5876.14
925.56
227.85
20
50%
6678.73
915.1
309.01
20
6073.17
846.47
282.21
20
Catatan:
E3
21hb Disember
E3
DGIN
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
Hasil kajian kes asas pada uji kaji tahap-2 ini menunjukkan bahawa tahap
silau tingkap berkaitan rapat dengan nisbah antara keluasan tingkap dan keluasan
dinding tingkap (Window to Wall Ratio/WWR). Hal ini dapat dilihat dari perbezaan
tahap silau yang dihasilkan oleh keluasan tingkap yang berbeza-beza. Ianya lebih
ketara pada bulan September, iaitu pada waktu pancaran matahari paling terik dalam
satu tahun, dan berkurangan pada bulan Disember, akibat berkurangnya tahap
kecerahan cahaya siang luaran (sila rujuk jadual 6.1). Namun tahap silau keluasan
tingkap 20% WWR dan 30% WWR tidak mengalami perubahan. Ianya bermakna,
kedua-dua keluasan tingkap ini amat kritikal bagi menimbulkan kesilauan cahaya
siang bagi iklim dan pancaran siang di Malaysia.
Indeks silau yang dihasilkan dari uji kaji kes asas ini akan dijadikan panduan
bagi analisis kes ubah suai. Namun indeks silau yang akan digunakan adalah indeks
silau yang dihasilkan dari pengukuran pada bulan September. Ianya berasaskan
pertimbangan bahawa bulan ini merupakan bulan yang memiliki purata pancaran
cahaya siang yang paling tinggi dalam satu tahun (sila rujuk seksyen 4.3.4.6).
6.4
Analisis Pengaruh Kawalan Tingkap, Optikal Tingkap dan Bahan
Permukaan Tingkap Terhadap Tahap Kesilauan Cahaya Siang:
Kes Ubah Suai (Uji Kaji tahap-2)
Uji kaji tahap-2 kes ubah suai ini merupakan uji kaji lanjutan dari uji kaji kes
asas. Berasaskan carta aliran uji kaji pada bab 4, kes ubah suai ini dilakukan keatas
tingkap yang didapati silau menurut indeks DGIN. Uji kaji ubah suai dilakukan
secara simulasi dengan menggunakan kawalan tingkap, optikal tingkap dan bahan
permukaan tingkap terhadap tingkap yang didapati silau.
6.3.1
Pengaruh Kawalan Tingkap
Oleh kerana semua keluasan tingkap kajian didapati silau pada uji kaji kes
asas, maka kajian keatas pengaruh kawalan tingkap dilakukan keatas semua keluasan
tingkap kajian. Jenis kawalan tingkap yang akan digunakan pada tiap-tiap keluasan
tingkap adalah tidak sama. Ianya bergantung pada kesesuaian keluasan tingkap,
kerana tiap-tiap keluasan tingkap kajian memiliki ketinggian yang berbeza-beza.
Untuk tingkap 10% WWR, kawalan tingkap yang akan dikaji hanya satu
jenis, iaitu Overhang (O). Hal ini kerana ketinggian tingkap 10% WWR adalah amat
rendah, sehingga penggunaan jenis kawalan tingkap yang lain untuk tingkap 10%
WWR ini dinilai tidak sesuai. Manakala untuk tingkap 20% WWR dan 30% WWR,
kawalan tingkap yang akan dikaji adalah jenis Overhang (O) dan Sloped Overhang
(SO). Kawalan tingkap Sloped Overhang (SO) turut dikaji pada kedua-dua keluasan
tingkap ini kerana ketinggian kedua-dua tingkap memungkinkan bagi penggunaan
kawalan tingkap jenis ini, bilamana kecondongan Sloped Overhang (SO) tidak akan
menutupi seluruh bukaan tingkap.
Untuk tingkap 40% WWR dan 50% WWR, kawalan tingkap yang dikaji
sama dengan tingkap 20% WWR dan 30% WWR, iaitu Overhang (O) dan Sloped
Overhang (SO), ditambah dengan jenis kawalan tingkap Lightshelf (Ls) dan Sloped
Lightshelf (SLs). Pada tingkap 50% WWR, jenis kawalan tingkap kombinasi juga
turut dikaji. Kawalan tingkap kombinasi yang akan dikaji pada keluasan tingkap
50% WWR adalah Overhang + Lightshelf (O+Ls) dan Overhang + Sloped
Lightshelf (O+SLs).
Ringkasan mengenai penggunaan jenis kawalan tingkap pada tiap-tiap
kawalan tingkap dapat disemak pada jadual 6.2. Pada uji kaji pengaruh kawalan
tingkap ini, tiap-tiap kawalan tingkap memiliki geometri yang sama (rujuk seksyen
4.3.2). Optikal tingkap yang digunakan pada tiap-tiap keluasan tingkap juga adalah
sama, iaitu kaca biasa tanpa warna. Analisis dilakukan dengan memperbandingkan
tahap DGIN yang diperolehi pada uji kaji kes ubah suai ini dengan tahap DGIN yang
diperolehi pada uji kaji kes asas.
Jadual 6.2: Penggunaan kawalan tingkap bagi tiap-tiap keluasan tingkap kajian
Jenis Kawalan Tingkap
Overhang (O)
Sloped Overhang (SO)
Lightshelf (Ls)
Sloped Lightshelf (SLs)
Overhang+Lightshelf
(O + Ls)
Overhang+Sloped Lightshelf
(O + Ls)
Keluasan Tingkap (WWR)
10%
20%
30%
40%
50%
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
¥
6.3.1.1 Tingkap 10% WWR
Tahap silau tingkap 10% WWR didapati berada pada indeks 21, iaitu “terlalu
silau yang menyakitkan”. Kawalan tingkap yang akan dikaji pengaruhnya terhadap
tingkap 10% WWR ini adalah kawalan tingkap Overhang (O).
Dari hasil simulasi, didapati kawalan tingkap Overhang (O) berkesan
menghalang kemasukan cahaya siang dan berupaya untuk menurunkan indeks silau
tingkap 10% WWR dari 21 menjadi 18. Pada tahap ini, tingkap 10% WWR berada
pada keadaan “tiada silau”.
Hal ini disebabkan kemasukan cahaya siang pada
tingkap 10% WWR ini terhalang oleh kawalan tingkap Overhang (O), sehingga
mengurangi kecerahan tingkap dan lebih lanjut menurunkan tahap silau tingkap (lihat
rajah 6.4).
Ringkasan mengenai hasil ujikaji keberkesanan kawalan tingkap Overhang
(O) pada keluasan tingkap 10% WWR ini dapat disemak pada jadual jadual 6.3.
Rajah 6.4
Gambaran pengaruh kawalan tingkap Overhang (O) terhadap
kemasukan cahaya siang pada keluasan tingkap 10% WWR.
Jadual 6.3: Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap 10% WWR
Pengukuran
Kawalan Tingkap
10 % WWR
Overhang (O)
Catatan:
E1
2443.79
E2
E3
911.69
10.90
DGIN
asas
DGIN
ubah suai
21
18
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.1.2 Tingkap 20% WWR
Tingkap 20% WWR merupakan tingkap yang memiliki indeks silau yang
paling tinggi pada uji kaji asas, iaitu 22.
Kawalan tingkap yang akan dikaji
pengaruhnya terhadap tingkap 20% WWR ini adalah Overhang (O) dan Sloped
Overhang (SO).
Dari hasil simulasi, kawalan tingkap Overhang (O) didapati sama sekali tidak
berupaya menurunkan keadaan silau pada tingkap 20% WWR ini, kerana indeks
silau tingkap tetap berada pada tahap 22 atau “terlalu silau yang menyakitkan”. Hal
ini disebabkan penggunaan kawalan tingkap Overhang (O) pada keluasan tingkap ini
tidak dapat menahan kemasukan cahaya siang kedalam ruang, sehingga kecerahan
tingkap akibat kemasukan cahaya siang tetap menimbulkan silau pada tahap “terlalu
silau yang menyakitkan” (lihat rajah 6.5a).
Namun kawalan tingkap Sloped Overhang (SO) didapati berkesan mengawal
keadaan silau pada tingkap 20% WWR.
Kawalan tingkap jenis ini boleh
menurunkan indeks silau tingkap dari 22 menjadi 17, atau dari tahap “terlalu silau
yang menyakitkan” menjadi “muram dan gelap”. Hal ini disebabkan kerana kawalan
tingkap Sloped Overhang (SO) boleh menghalang kemasukan cahaya siang kedalam
ruang, sehingga lebih meneduhkan tingkap berbanding kawalan tingkap Overhang
(O) (lihat rajah 6.5b).
Ringkasan mengenai hasil ujikaji keberkesanan kawalan tingkap Overhang
(O) dan Sloped Overhang (SO) pada keluasan tingkap 20% WWR ini dapat disemak
pada jadual 6.4.
a.
Rajah 6.5
b.
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap kemasukan
cahaya pada keluasan tingkap 20% WWR; a. Overhang (O); b. Sloped Overhang
(SO)
Jadual 6.4: Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap 20% WWR
PENGUKURAN
Kawalan Tingkap
20 % WWR
E1
E2
E3
Overhang (O)
4316.03
858.31
67.13
Sloped Overhang (SO)
2722.97
548.93
46.28
Catatan:
DGIN
asas
DGIN
ubah suai
22
22
17
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang
boleh diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.1.3 Tingkap 30% WWR
Tahap silau tingkap 30% WWR mencapai indeks 21, atau berada pada tahap
“terlalu silau yang menyakitkan”. Kawalan tingkap yang akan dikaji pengaruhnya
terhadap tingkap 30% WWR ini sama dengan tingkap 20% WWR, iaitu Overhang
(O) dan Sloped Overhang (SO).
Sama dengan hasil simulasi tingkap 20% WWR, penggunaan kawalan
tingkap Overhang (O) pada keluasan tingkap 30% WWR ini didapati sama sekali
tidak berkesan, kerana tidak berupaya menurunkan keadaan silau pada tingkap 30%
WWR. Hal ini kerana kawalan tingkap jenis ini tidak berupaya mengurangkan
kecerahan tingkap dan menghalang kemasukan cahaya siang kedalam ruang (lihat
rajah 6.6.a).
Namun kawalan tingkap Sloped Overhang (SO) didapati boleh mengubah
keadaan silau tingkap 30% WWR. Kawalan tingkap jenis ini boleh menurunkan
indeks tingkap dari 21 menjadi 19, atau dari tahap “terlalu silau yang menyakitkan”
menjadi “silau yang boleh diterima”. Pada tahap ini, tingkap masih didapati silau,
namun ianya berada pada tahap boleh diterima oleh penghuni. Hal ini disebabkan
oleh kemasukan cahaya siang pada tingkap yang tidak sepenuhnya boleh dihalang
oleh kawalan tingkap Sloped Overhang (SO), sehingga cahaya siang yang tidak
terhalang tersebut dapat mencerahkan tingkap (lihat rajah 6.6.b).
Ringkasan mengenai hasil ujikaji keberkesanan kawalan tingkap Overhang
(O) dan Sloped Overhang (SO) pada keluasan tingkap 30% WWR ini dapat disemak
pada jadual 6.5.
a.
Rajah 6.6
b.
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap kemasukan
cahaya siang pada keluasan tingkap 30% WWR; a. Overhang (O); b. Sloped
Overhang (SO).
Jadual 6.5: Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap 30% WWR
PENGUKURAN
Kawalan Tingkap
30 % WWR
Overhang (O)
E1
4803.63
E2
E3
743.75
194.54
Sloped Overhang (SO)
Catatan:
DGIN
asas
21
DGIN
ubah suai
21
19
3779.9
714.89
148.01
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.1.4 Tingkap 40% WWR
Indeks silau tingkap 40% WWR sama seperti tingkap 10% WWR,
20%WWR, dan 30% WWR, iaitu 21 dan mencapai tahap “terlalu silau yang
menyakitkan”. Jenis kawalan tingkap yang akan dikaji pada keluasan tingkap ini
adalah Overhang (O), Sloped Overhang (SO), Lightshelf (Ls) dan Sloped Lightself
(SLs).
Dari hasil simulasi, didapati bahawa kawalan tingkap yang paling sesuai
digunakan bagi mengawal keadaan silau pada tingkap 40% WWR adalah kawalan
tingkap Sloped Overhang (SO), Lightshelf (Ls) dan Sloped Lightself (SLs). Kawalan
tingkap Sloped Overhang (SO) dan Lightshelf (Ls) didapati berupaya merubah
indeks silau dari 21 menjadi 19, atau berada pada tahap “terlalu silau yang
menyakitkan” menjadi “silau yang boleh diterima”. Hal ini bermakna kedua-dua
kawalan tingkap tidak sepenuhnya berjaya menghalang kemasukan cahaya siang,
sehingga cahaya siang kecerahan tingkap 40% WWR masih memberikan kesan silau
meskipun berada pada tahap yang boleh diterima. Kesamaan perubahan indeks silau
yang ditunjukkan oleh Sloped Overhang (SO) dan Lightshelf (Ls) pada keluasan
tingkap 40% WWR ini menunjukkan bahawa jumlah kemasukan cahaya siang dan
pantulan cahaya siang yang dihasilkan oleh kedua-dua jenis kawalan tingkap ini
memberikan kecerahan tingkap dan kontras yang sama antara keluasan tingkap dan
dinding tingkap (lihat rajah 6.6.b dan 6.6.c).
Kawalan tingkap Sloped Lightself (SLs) didapati berupaya merubah indeks
silau tingkap 40% WWR dari 21 menjadi 18, atau dari tahap “terlalu silau yang
menyilaukan” menjadi “tiada silau”. Ianya disebabkan oleh kecondongan Sloped
Lightshelf (SLs) yang menghalang kemasukan cahaya siang, sehingga mengurangi
kecerahan tingkap (lihat rajah 6.6.d).
Namun kawalan tingkap Overhang (O) didapati tidak sesuai digunakan bagi
mengawal keadaan siang pada tingkap 40% WWR, kerana indeks silau yang
dihasilkan adalah 20 atau masih berada pada tahap “silau tidak selesa” bagi penghuni
(lihat rajah 6.6.a).
Ringkasan mengenai hasil ujikaji keberkesanan kawalan tingkap Overhang
(O), Sloped Overhang (SO), Lightshelf (Ls) dan Slope Lightshelf (SLs) pada
keluasan tingkap 40% WWR ini dapat disemak pada jadual 6.5.
Rajah 6.7
a.
b.
c.
d.
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap kemasukan
cahaya siang pada keluasan tingkap 40% WWR; a. Overhang (O); b. Sloped
Overhang (SO); c. Lightshelf (Ls); d. Sloped Lightshelf (SLs).
Jadual 6.6: Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap 40% WWR
Pengukuran
Kawalan Tingkap
40 % WWR
E1
E2
E3
Overhang (O)
5229.23
891.53
173.49
Sloped Overhang (SO)
4352.39
733.25
144.95
4670.3
839.59
141.42
Lightshelf (Ls)
Sloped Lightself (SLs)
Catatan:
DGIN
asas
DGIN
ubah suai
20
21
19
19
18
3777.75
695.22
111.7
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang
boleh diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.1.5 Tingkap 50% WWR
Berbeza dengan keluasan tingkap kajian lainnya, indeks silau tingkap 50%
WWR adalah 20, iaitu berada pada tahap “silau tidak selesa”. Pada tingkap 50% ini,
kawalan
tingkap
jenis
kombinasi
turut
dikaji,
iaitu
kawalan
tingkap
Overhang+Lightshelf (O+Ls), dan kawalan tingkap Overhang+Sloped Lightself
(O+SLs).
Namun begitu, semua jenis kawalan tingkap yang telah dikaji pada
keluasan tingkap kajian 10% WWR, 20% WWR, 30% WWR dan 40% WWR juga
turut dikaji pada tingkap 50% WWR ini.
Dari hasil simulasi didapati bahawa kawalan tingkap yang paling sesuai
digunakan pada keluasan tingkap 50% WWR ini adalah Sloped Overhang (SO) dan
kawalan tingkap kombinasi Overhang+Lightshelf (O+Ls). Kedua-dua jenis kawalan
tingkap ini boleh mengawal keadaan silau tingkap 50% WWR menjadi “silau yang
boleh diterima” oleh penghuni. Ianya bermakna kedua-dua jenis kawalan tingkap ini
tidak sepenuhnya dapat digunakan bagi meneduhkan tingkap 50% WWR, kerana
kecerahan tingkap masih memberikan kesan silau meskipun berada pada tahap boleh
diterima oleh penghuni (lihat rajah 6.8.b dan 6.8.e).
Pada tingkap 50% WWR ini, penggunaan kawalan tingkap kombinasi
Overhang+Sloped Lightself (O+SLs) didapati paling berkesan digunakan bagi
mengatasi silau. Hal ini kerana kawalan tingkap jenis ini berupaya menurunkan
indeks silau dari 20 menjadi 18, atau dari tahap “silau tidak selesa” menjadi “tiada
silau”. Hal ini boleh berlaku kerana jenis kawalan tingkap ini boleh menghalang
kemasukan cahaya siang dan meneduhkan tingkap (lihat rajah 6.8.f).
Namun berbeza dari hasil kajian pada keluasan tingkap sebelumnya,
penggunaan kawalan tingkap Overhang (O), Lightshelf (Ls) dan Sloped Lightshelf
(SLs) didapati tidak sesuai bagi mengawal keadaan silau pada tingkap 50% WWR
ini.
Kawalan tingkap Overhang (O) dan Sloped Lightshelf (SLs) tak berupaya
menurunkan keadaan silau tingkap, manakala kawalan tingkap Lightshelf (Ls)
berupaya menaikkan indeks dari 20 menjadi 21, atau dari tahap “silau tidak selesa”
menjadi “terlalu silau yang menyakitkan”.
Kenaikan tahap silau oleh kawalan tingkap jenis Lightshelf (Ls) pada
keluasan tingkap 50% WWR ini disebabkan oleh pantulan cahaya siang yang
dihasilkan oleh kawalan tingkap Lightshelf (Ls) kedalam ruang.
Cahaya siang
dipantulkan melalui permukaan atas ataupun permukaan bawah lightshelf (Ls),
sehingga menjadikan keadaan ruang lebih cerah, meskipun pada bahagian belakang
ruang yang dinyatakan sebagai kawasan rendah cahaya (Low Daylight Area) pada
kaedah DGIN (lihat rajah 6.8.c). Oleh itu, penggunaan kawalan tingkap jenis ini
patut dihindari bagi keluasan tingkap 50% WWR.
b.
a.
b.
Rajah 6.8
c.
d.
e.
f.
Gambaran kesan penggunaan kawalan tingkap terhadap kemasukan
cahaya siang pada keluasan tingkap 50% WWR; a. Overhang (O); b. Sloped
Overhang
(SO);
c.
Lightshelf
(Ls);
d.
Sloped
Lightshelf
Overhang+Lightshelf (O+Ls); f. Overhang+Sloped Lightself (O+SLs).
(SLs);
e.
Jadual 6.7: Pengaruh kawalan tingkap terhadap indeks silau tingkap 50% WWR
Pengukuran
Kawalan Tingkap
50 % WWR
E1
E2
E3
DGIN
asas
DGIN
ubah suai
Overhang (O)
5333.85
625.37
201.4
20
Sloped Overhang (SO)
4785.21
690.47
174.68
19
Lightshelf (Ls)
5671.78
512.19
185.65
21
4054.39
425.56
117.06
4582.04
717.1
161.67
Sloped Lightself (SLs)
Overhang+Lightshelf
(O+Ls)
Overhang+Sloped
Lightself (O+SLs)
Catatan:
20
20
19
18
3835.92
616.15
140.02
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.1.6 Kesimpulan
Dari huraian hasil analisis uji kaji ubah suai kawalan tingkap, didapati
bahawa tiap-tiap keluasan tingkap memerlukan kawalan tingkap yang berbeza-beza
bagi mengawal kesilauan cahaya siang. Kawalan tingkap yang dinilai berkesan bagi
mengawal kesilauan cahaya siang adalah kawalan tingkap yang menghasilkan indeks
silau antara 19-17. Manakala kawalan tingkap yang dinilai tidak berkesan mengawal
kesilauan adalah kawalan tingkap yang menghasilkan indeks silau antara 20-21.
Ringkasan hasil kajian pengaruh kawalan tingkap bagi mengawal kesilauan
cahaya siang dapat disemak pada jadual 6.8. Hasil kajian akan digunakan sebagai
panduan bagi melaksanakan kajian selanjutnya, iaitu kajian pengaruh optikal tingkap
bagi mengawal kesilauan cahaya siang.
Jadual 6.8: Ringkasan hasil kajian pengaruh kawalan tingkap bagi mengawal
kesilauan cahaya siang
Kawalan Tingkap
Keluasan
tingkap
(WWR)
10%
20%
30%
40%
50%
Catatan:
Yang didapati berkesan
DGIN
Overhang (O)
Slope Overhang (SO)
Slope Overhang (SO)
Slope Overhang (SO)
Lightself (Ls)
Slope Lightself (SLs)
Slope Overhang (SO)
Overhang+Lightshelf
(O+Ls)
Overhang+Slope
Lightshelf (O+SLs)
18
17
19
19
19
18
19
19
Yang didapati tak
berkesan
DGIN
-
-
Overhang (O)
Overhang (O)
22
21
Overhang (O)
20
Overhang (O)
Lightshelf (Ls)
Slope Lightshelf
(SLs)
20
21
20
18
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.2 Pengaruh Optikal Tingkap
Kajian ini bertujuan untuk mencari pasangan optikal tingkap dan rekabentuk
kawalan tingkap yang sesuai. Oleh itu, kajian pengaruh optikal tingkap ini dilakukan
keatas kawalan tingkap yang didapati tidak berkesan bagi mengawal cahaya siang
pada tingkap kajian.
Berasaskan ringkasan hasil kajian pengaruh kawalan tingkap bagi mengawal
kesilauan cahaya siang (rujuk jadual 6.8), kawalan tingkap yang dikaji pada kajian
ini adalah kawalan tingkap Overhang (O) pada keluasan tingkap 20% WWR,
kawalan tingkap Overhang (O) pada keluasan tingkap 30%, kawalan tingkap
Overhang (O) pada keluasan tingkap 40%, dan kawalan tingkap Overhang (O),
Lightshelf (Ls) dan Slope Lightshelf (SLs) pada keluasan tingkap 50%. Kajian
dilakukan secara simulasi menggunakan Radiance Desktop 2.0. Jenis optikal tingkap
yang dikaji adalah bronzed tinted, grey tinted, dark grey tinted dan green (rujuk
seksyen 4.3.3).
6.3.2.1 Tingkap 20% WWR
Indeks silau tingkap 20% WWR dengan kawalan tingkap Overhang (O)
adalah 21, atau berada pada tahap “terlalu silau yang menyakitkan”. Hasil simulasi
menunjukkan bahawa penggunaan optikal tingkap pada rekabentuk tingkap ini
mampu merubah indeks silau tingkap menjadi 18 hingga 14. Optikal tingkap yang
paling berkesan adalah bronze tinted dan green tinted. Kedua-dua optikal tingkap
bronze tinted dan green tinted mampu menurunkan indeks silau dari 21 mennjadi 18,
atau dari tahap “terlalu silau yang menyakitkan” menjadi “tiada silau. Manakala
grey tinted boleh menurunkan indeks silau menjadi 19, atau berada pada keadaan
“silau yang boleh diterima” (lihat jadual 6.9).
Jadual 6.9: Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 20% WWR dengan kawalan
tingkap Overhang (O)
Keluasan
Tingkap
Kawalan
tingkap
Optikal
tingkap
Catatan:
Overhang
(O)
DGIN
awal
DGIN
ubah
suai
E1
E2
E3
Bron
ze
2515.41
514.52
45.08
Grey
2149.33
442.92
37.68
Dark Grey
722.92
156.46
14.91
14
Green
1906.93
412.81
29.30
18
(WWR)
20%
PENGUKURAN
18
21
19
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.2.2 Tingkap 30% WWR
Indeks silau tingkap 30% WWR dengan kawalan tingkap Overhang (O)
adalah 21, atau berada pada tahap “terlalu silau yang menyakitkan”. Hasil simulasi
menunjukkan bahawa penggunaan optikal tingkap mampu merubah indeks silau
tingkap menjadi 18 hingga 14. Optikal tingkap yang paling berkesan adalah bronze
tinted dan grey tinted. Kedua-dua optikal tingkap ini mampu menurunkan indeks
silau tingkap 30% WWR dari 21 menjadi 18, atau dari tahap “terlalu silau yang
menyakitkan” menjadi “tiada silau” (lihat jadual 6.10).
Jadual 6.10: Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 30% WWR dengan kawalan
tingkap Overhang (O)
Keluasan
Tingkap
Kawalan
tingkap
Optikal
tingkap
Catatan:
Overhang
(O)
DGIN
awal
DGIN
ubah
suai
E1
E2
E3
Bron
ze
2772.5
496.26
95.28
Grey
2364.43
426.41
80.89
Dark Grey
781.93
147.92
26.53
14
Green
2197.82
397.59
75.12
17
(WWR)
30%
PENGUKURAN
18
21
18
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang
boleh diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.2.3 Tingkap 40% WWR
Indeks silau tingkap 30% WWR dengan kawalan tingkap Overhang (O)
adalah 21, atau berada pada tahap “terlalu silau yang menyakitkan”. Hasil simulasi
menunjukkan bahawa optikal tingkap yang didapati paling berkesan dalam
mengurangi tahap silau tingkap ini adalah grey tinted. Optikal tingkap ini mampu
menurunkan indeks silau tingkap dari 21 menjadi 18, atau dari tahap “ terlalu silau
yang menyakitkan” menjadi “tiada silau”. Sedangkan bronze tinted dan green tinted
hanya mampu menurunkan tahap silau tingkap menjadi 19, iaitu berada pada tahap
“silau yang boleh diterima” (lihat jadual 6.11).
Jadual 6.11: Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 40% WWR dengan kawalan
tingkap Overhang (O)
Keluasan
Kawalan
Tingkap
tingkap
(WWR)
Optikal
tingkap
E1
E2
E3
3688.93
599.91
118.49
Grey
3143.66
Overhang
(O)
Dark Grey 1010.53
514.1
100.19
175.34
33.94
369.5
94.46
Bronze
40%
Green
Catatan:
Pengukuran
2926.3
DGIN
DGIN
ubah
awal
suai
19
21
18
14
19
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang
boleh diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.2.4 Tingkap 50% WWR
Indeks silau tingkap 50% WWR dengan kawalan tingkap Overhang (O)
adalah 21, atau berada pada tahap “terlalu silau yang menyakitkan”. Dari hasil
simulasi didapati bahawa penggunaan optikal tingkap hanya berkesan digunakan
bagi kawalan tingkap Lightshelf (Ls) sahaja.
Sedangkan pada kawalan tingkap
Overhang (O) Sloped Overhang (SO), penggunaan optikal tingkap akan merubah
indeks silau menjadi terlalu rendah, iaitu berada 17 hingga 12.
Optikal tingkap yang didapati paling berkesan digunakan bagi jenis kawalan
tingkap Lightshelf (Ls) pada keluasan tingkap 50% WWR ini adalah grey tinted dan
green tinted.
Kedua-dua optikal tingkap ini mampu menurunkan indeks silau
tingkap dari 21 menjadi 18, atau dari tahap “terlalu silau yang menyakitkan” menjadi
“tiada silau”.
Manakala bronze tinted hanya mampu menurunkan tahap silau
menjadi 19, atau berada pada tahap “silau yang boleh diterima” (lihat jadual 6.12).
Jadual 6.12: Pengaruh optikal tingkap pada tingkap 50% WWR dengan kawalan
tingkap Overhang (O), Lightshelf (Ls), dan Sloped Lightshelf (SLs)
Keluasan KAWALA
Optikal
Tingkap
N
tingkap
(WWR) TINGKAP
E1
E2
E3
2991.44
473.94
83.21
Grey
2546.57
Overhang
(O)
Dark Grey 838.69
406.81
71.62
107.32
24.55
Bronze
50%
DGIN
DGIN
ubah
awal
suai
17
20
17
13
Green
2357.43
378.48
65.82
16
Bronze
3200.82
311.14
79.65
19
Grey
2723.62
Lightshelf
(Ls)
Dark Grey 881.37
269.1
68.67
98.97
17.85
21
18
14
Green
2537.44
250.74
63.96
18
Bronze
2268.76
264.21
68.39
17
Sloped
Grey
1949.83
Lightshelf
Dark Grey 634.21
(SLs)
232.47
45.67
81.04
20.37
211.19
68.39
Green
Catatan:
Pengukuran
1810.14
20
17
12
16
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
6.3.2.5 Kesimpulan
Dari hasil analisis uji kaji ubah suai optikal tingkap dapat disimpulkan
bahawa penggunaan optikal tingkap boleh mengurangi kecerahan tingkap sehingga
berkesan bagi mengurangi tahap silau tingkap. Hal ini disebabkan optikal tingkap
memiliki keupayaan untuk memancarkan, menyerap dan memantulkan cahaya,
sehingga seluruh cahaya siang yang diterima tingkap tidak memasuki tingkap.
Hasil kajian juga menunjukkan bahawa jenis-jenis kawalan tingkap yang
masih didapati silau, iaitu Overhang (O), Lightshelf (Ls), dan Slope Lightshelf (SLs),
memerlukan pasangan optikal tingkap yang bersesuaian. Ringkasan penggunaan
pasangan optikal tingkap yang telah didapati berkesan bagi tiap-tiap kawalan tingkap
yang didapati tidak berkesan dalam mengawal kesilauan cahaya siang dapat disemak
pada jadual 6.13. Kriteria penilaian adalah apabila tahap silau pengukuran optikal
tingkap memenuhi indeks 19 atau 18, iaitu berada pada keadaan “silau yang boleh
diterima” ataupun “tiada silau”. Mana-mana optikal tingkap memiliki pada indeks
dibawah 18 tidak diambil kira, kerana ianya boleh menimbulkan keadaan “muram
dan gelap” pada ruang dalaman.
Jadual 6.13: Ringkasan hasil kajian keberkesanan pasangan optikal tingkap terhadap
tiap-tiap kawalan tingkap yang tidak berkesan mengawal cahaya siang
Keluasan
tingkap
(WWR)
20%
Kawalan Tingkap
DGIN
Overhang (O)
22
30%
Overhang (O)
21
40%
Overhang (O)
21
50%
Overhang (O)
Lightshelf (Ls)
Slope Lightshelf (SLs)
21
Catatan:
Optikal Tingkap
DGIN
Bronze
Grey
Bronze
Grey
Green
Bronze
Grey
Green
18
18
19
18
19
19
18
18
21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau yang boleh
diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
BAB 7
RUMUSAN KAJIAN DAN CADANGAN
Berasaskan penemuan kajian, bab ini akan menyimpulkan bahawa tingkap di
Malaysia boleh menimbulkan kesan silau. Kesilauan tingkap yang ditimbulkan pada
keadaan iklim dan pancaran cahaya siang di Malaysia boleh mencapai tahap “terlalu
silau yang menyakitkan” (indeks 21-22) atau “silau tidak selesa” (indeks 20). Hasil
kajian mendapati tahap silau tersebut boleh dikurangkan jika di rekabentuk dengan
tepat menggunakan kawalan tingkap dan optikal tingkap. Cadangan kajian juga turut
dihuraikan pada akhir penulisan.
7.4
Penemuan Kajian
7.4.1
Uji Kaji Tahap-1
Kajian uji kaji tahap-1 dilakukan untuk melihat keberkesanan perisian
Radiance Desktop 2.0 bagi mengukur kesilauan cahaya siang dengan menggunakan
kaedah pengukuran yang telah ditentukan dari kajian literatur.
Hasil kajian
menyimpulkan bahawa perisian Radiance Desktop 2.0 dengan menggunakan kaedah
The New Daylight Glare Index (DGIN) boleh digunakan bagi mengukur kesilauan
cahaya siang pada tingkap. Keputusan kajian dibuat berasaskan nilai Correlation
Factor (R2) kedua-dua hasil pengukuran.
Meskipun terdapat perbezaan hasil
pengukuran, kedua-dua hasil pengukuran memiliki nilai R2 yang mendekati 1. Ianya
bermakna bahawa kedua-dua hasil pengukuran memiliki kedekatan (fitting) yang
tinggi. Oleh itu kajian boleh dilanjutkan ke tahap uji kaji tahap –2.
7.1.2
Uji Kaji Tahap-2
Kajian uji kaji tahap-2 dilakukan keatas 2 kes, iaitu kes asas dan kes ubah
suai. Kes asas dilaksanakan bagi mengenal pasti tahap silau setiap keluasan tingkap
kajian. Sedangkan kes ubah suai dilaksanakan bagi mengenal pasti penggunaan
kawalan tingkap dan optikal tingkap yang sesuai bagi setiap keluasan tingkap kajian
yang didapati silau.
Dari uji kaji kes asas, didapati semua keluasan tingkap kajian melepasi tahap
silau (sila rujuk jadual 6.1).
Kesilauan tingkap yang berlaku pada tingkap
dipengaruhi oleh keluasan tingkap.
Meskipun semua keluasan tingkap kajian
didapati silau, namun keluasan tingkap yang didapati paling kritikal menimbulkan
kesan silau di Malaysia adalah 20% WWR dan 30% WWR. Kontras yang berlaku
akibat perbezaan kecerahan antara tingkap dan dinding tingkap pada kedua-dua
keluasan tingkap ini boleh menimbulkan kesan silau hingga ke tahap “terlalu silau
yang menyakitkan”. Namun tahap silau tingkap boleh berkurangan apabila kontras
yang berlaku berkurangan juga. Hal ini dapat dilihat dari indeks silau keluasan
tingkap 50% WWR yang berada pada tahap 20. Walaubagaimanapun ianya tetap
berada pada tahap “silau tak selesa”.
Dari uji kaji kes ubah suai, dapat disimpulkan bahawa penggunaan kawalan
tingkap dan optikal tingkap berkesan bagi mengurangi tahap silau tingkap. Kawalan
tingkap dan optikal tingkap yang berfungsi meneduhkan tingkap dan menghalangi
kemasukan cahaya siang kedalam ruang telah terbukti boleh mengurangi tahap silau.
Namun rekabentuk kawalan tingkap yang diperlukan bagi setiap keluasan tingkap
yang didapati silau adalah berbeza-beza (sila rujuk jadual 6.8).
Walau
bagaimanapun, unjuran kawalan tingkap yang digunakan pada kajian adalah terbatas
pada ukuran panjang 50cm sahaja.
Hasil keputusan kajian akan keperluan
rekabentuk kawalan tingkap mungkin akan berlainan apabila dikaji dengan
menggunakan unjuran kawalan tingkap yang berbeza-beza.
Namun ianya tidak
termasuk dalam skop kajian ini, dan merupakan cadangan bagi kajian selanjutnya.
Pasangan optikal tingkap yang diperlukan bagi membantu kawalan tingkap
yang didapati tidak berhasil mengawal kesilauan cahaya siang juga berbeza-beza
(sila rujuk jadual 6.13). Hasil kajian uji kaji kes ubah suai ini mendapati tiap-tiap
keluasan tingkap memerlukan penggunaan rekabentuk kawalan tingkap dan optikal
tingkap yang berbeza-beza (apabila dikaji dengan menggunakan unjuran kawalan
tingkap yang sama) bagi mengurangkan tahap silau.
7.5
Hasil Cadangan Kajian
Hasil kajian telah berupaya mendapatkan satu senarai cadangan penggunaan
jenis kawalan tingkap dan optikal tingkap yang sesuai bagi tiap-tiap keluasan tingkap
kajian. Walau bagaimanapun, hasil penemuan kajian ini terbatas pada ketentuan
penggunaan unjuran kawalan tingkap 50 cm sahaja pada tiap-tiap keluasan tingkap,
seperti yang tertera dalam Undang-undang Kecil Bangunan Seragam 1984 bagi
unjuran kawalan tingkap aras bawah bangunan. Ringkasan hasil penemuan kajian
terhadap rekabentuk tingkap bagi menghindari keadaan silau tingkap pada iklim dan
keadaan pancaran cahaya siang dapat dilihat pada jadual 7.1.
Jadual 7.1: Cadangan reka bentuk tingkap bagi menghindari kesilauan cahaya siang
di Malaysia
Cadangan Kajian
Keluasan Tingkap
(WWR)
10%
20%
Kawalan Tingkap
Optikal Tingkap
DGIN
Kaca biasa tanpa warna
Overhang (O)
18
Sloped Overhang (SO) Kaca biasa tanpa warna
17
Overhang (O)
Bronze tinted
18
Green tinted
18
Grey tinted
19
30%
Sloped Overhang (SO) Kaca biasa tanpa warna
19
Bronze tinted
18
Overhang (O)
Grey tinted
18
40%
Sloped Overhang (SO) Kaca biasa tanpa warna
19
Kaca biasa tanpa warna
Lightshelf (Ls)
19
Sloped lightshelf (SLs) Kaca biasa tanpa warna
18
Grey tinted
18
Overhang (O)
Bronze tinted
19
19
Green tinted
50%
Overhang + Sloped
Kaca biasa tanpa warna
18
Lightshelf (O+SLs)
Overhang + Lightshelf
Kaca biasa tanpa warna
19
(O+Ls)
Sloped Overhang (SO) Kaca biasa tanpa warna
19
Lightshelf (Ls)
Grey tinted
18
Green tinted
18
Bronze tinted
19
Catatan: 21= terlalu silau yang menyakitkan; 20= silau tidak selesa; 19= silau
yang boleh diterima; 18= tiada silau; 17= muram dan gelap
7.3
Cadangan Kajian Selanjutnya
Untuk lebih meningkatkan pengetahuan bagi mengelakkan kesilauan cahaya
siang akibat tingkap di Malaysia, kajian terhadap parameter berikut perlu dilakukan,
iaitu terhadap:
1. Pelbagai
ukuran
unjuran
kawalan
tingkap
mendatar,
bagi
melihat
keberkesanannya dalam mengawal kesilauan cahaya siang pada pelbagai
keluasan tingkap.
2. Pelbagai
kecondongan
kawalan
tingkap,
bagi
melihat
pengaruh
dan
keberkesanannya terhadap mengawal kesilauan tingkap.
3. Pelbagai bentuk kawalan tingkap, bagi menentukan rekabentuk kawalan tingkap
yang sesuai bagi mengawal kesilauan.
4. Pelbagai bahan permukaan ruang dalaman, bagi melihat pengaruhnya terhadap
kesilauan yang berlaku.
5. Pengaruh aspek luaran, bagi melihat pengaruh pelbagai aspek luaran yang boleh
menyumbang terhadap kesilauan tingkap.
6. Pengaruh pantulan luaran, bagi menentukan bahan luaran persekitaran dan jarak
antara bangunan yang sesuai bagi mengelakkan kesilauan.
7. Pengaruh kedudukan tingkap dari permukaan luaran, bagi melihat pengaruh
pantulan cahaya siang luaran terhadap kesilauan tingkap, pada kedudukan
tingkap yang pelbagai dari permukaan luaran.
Bagi meningkatkan pengetahuan mengenai kesilauan cahaya siang di
Malaysia, kajian-kajian berikut perlu dilakukan:
1. Kajian terhadap tahap silau di Malaysia. Merangkumi kajian terhadap persepsi
responden yang lebih pelbagai di Malaysia dan melihat kesannya terhadap tahap
silau yang berlaku.
2. Kajian terhadap batasan tahap silau. Merangkumi kajian terhadap batasan tahap
silau yang boleh dibenarkan bagi tiap-tiap fungsi ruang dan aktifiti penghuni
yang berlangsung pada ruang.
RUJUKAN
A. Zain-Ahmed, A. A. M. Sayigh, P. N. Surendran, M. Y. H. Othman, & K. Sopian.
(1999). Shading Devices and Their Effect on the Interior Illumination of
Buildings in Malaysia. Proceedings of the World Renewable Energy
Congress, Malaysia. 357-361.
A. Zain-Ahmed, A. A. M. Sayigh, P. N. Surendran, M. Y. H. Othman, & K. Sopian.
(2002). Daylighting as a Passive Solar Design Strategy in Tropical Buildings:
A Case Study of Malaysia. Energy Conservation and Management. Elsevier
Science Ltd. 43 . 1725-1736.
Albert T. P. So & L. M. Leung. (1998). Indoor Lighting Design Incorporating
Human Psychology. Architectural Science Review. 41 . 113-124.
Ashdown, I. (1993). Virtual Photometry. Lighting Design + Application. 23 (12). 33
– 39.
Boubekri M. & Boyer L. L. (1992). Effect of Window Size and Sunlight Presence on
Glare. Lighting Research and Technology. The Chartered Institution of
Building Services Engineers. 24-2. 69-74.
Bryan H. & Sayed Mohd Autif. (2002). Lighting/Daylighting Analysis: A
Comparison. School of Architecture, Arizona State University.
http://www.sbse.org/awards/docs/Autif.pdf
Bülow-Hübe H. (2001). Energy-Efficient Window Systems, Effects on Energy Use
and Daylight in Buildings. Department of Construction and Architecture,
Division of Energy and Building Design. Lund University, Lund Institute of
Technology, Lund.
CIE (1983). Discomfort Glare in The Interior Working Environment. Plication CIE
No. 55 (TC-3.4). Commission Internationale de l’Éclairage (CIE). Vienna.
Austria. 43 pages.
Chauvel, P., Collins, J. B., Dognaiaux, R. (1982). Glare from Windows: Current
Views of The Problem. Lighting Res. Technol. 14(1). 31 – 46.
Chuah, D. G. S., & Lee, S. L. (1984). Solar Radiation in Malaysia: A Study on The
Availability and Distribution of Solar Energy in Malaysia, Singapore: Oxford
University Press.
Christoffersen, J., Petersen, E., Johnsen, K., Valbjørn, O., & Hygge, S. (1999).
Vinduer og dagslys – en feltundersøgelse I kontorbygninger (Windows and
Daylight – a Post – Occupancy Evaluation of Ofiices). SBI-rapport 318.
Statens Byggeforskningsinstitut. Hørsholm (Denmark). dlm Marie-Claude D.
(2001). Impact of Shading Devices on Daylight Quality in Offices.
Simulations with Radiance. Department of Construction and Architecture,
Division of Energy and Building Design. Lund University, Lund Institute of
Technology, Lund: Report. 56-61
Collins, B. L. (1994). Subjective Responses to Lighting: A Review of The Research.
The Construction Specifier. October. 82 – 90.
Compagnon, R., Green, C. (1994). PLINK User’s Manual. Ecole Polytechnique
Federale de Lausanne. dlm Erhorn, H., Boer, J. D., Dirksmoller, M. (1997).
Adeline – An Integrated Approach to Lighting Simulation. Right Light 4.
Stuttgart, Germany. 1. 99 – 103.
Davis R.G. (1986). Computer Graphics as a Design Tool. Lighting Design and
Application. June. 38-40.
Desktop Radiance 2.0 User Manual (2000). Lawrence Berkely National Laboratory.
Environmental Energy Technologies Division. Building Technologies
Department.
Drahonovska H. (1997). Light and Lighting. dlm. Jack Rostron. Sick Building
Syndrome. Concepts, Issues and Practice. London and NewYork: E & FN
SPON.
Edward Yan-Yung Ng & Shatin, N. T. (2002). A Study on The Accuracy of
Daylighting Simulation Of Heavily Obstructed Buildings in Hongkong.
Department of Architecture, Chinese University of Hongkong.
http://www.hvac.okstate.edu/pdfs/bs01/BS01_1215_1222.pdf
Edward Yan-Yung Ng, Lam Khee Poh, Wu Wei & Takehiko Nagakura. (2001).
Advanced Lighting Simulation in Architectural Design Tropics. Automation
in Construction. Elsevier Science. 10. 365-379.
Einhorn, H. D. (1969). A New Method for The Assessment of Discomfort Glare: A
Formula to Bridge Differences. Lighting Research & Technology. 1 (4). 235 –
247.
Einhorn, H. D. (1979). A New Method for The Assessment of Discomfort Glare: A
Formula to Bridge Differences. Lighting Research & Technology. 11 (2). 90 –
94.
Erhorn, H., Boer, J. D., Dirksmoller, M. (1997). Adeline – An Integrated Approach
to Lighting Simulation. Right 4 Light. Stuttgart, Germany. 1. 99 – 103.
Fry G. A. & King V. M. (1975). The pupilary Responses and Discomfort Glare.
Illumination Engineering Society. 4. 307-324.
Fugate J. M. & Fry G. A. (1956). Relation of Changes in Pupil Sizes to Visual
Discomfort. Illumination Engineering. 51. 537-549.
Fugate J. M. (1957). Physiological Basis for Discomfort Glare. Amer. Optom. Arch.
Amer. Acad. Optom. 34. 377-387.
Fuller Moore. (1985). Concepts and Practice of Architectural Daylighting. Newyork:
Van Nostrand Reinhold Company.
Geoffrey G. Roy. (2000). A Comparative Study of Lighting Simulation Packages
Suitable for Use in Architectural Design. School of Engineering Murdoch
University: Report. http://eng.murdoch.edu.au/FTPsite
Gurupiah BT Murshib. (1999). Daylighting Considerations in the Design of LivingDining Room Spaces in Single Storey Terrace Houses in Malaysia. Masters’s
Thesis, Jabatan Seni Bina, Fakulti Alam Bina, Universiti Teknologi Malaysia.
(Unpublished).
Hopkinson, R. G., Bradley, R. C., (1960). A Study of Glare from Very Large Sources.
Illum. Eng.
Hopkinson, R. G., & Collins, J. B. (1970). The Ergonomics of Lighting. London. 80
– 104. dlm P. A. Howarth, et. al. (1992). Discomfort from Glare: The Role of
Pupillary Hippus. The Chartered Institution of Building Services Engineers.
IES Technical Report No. 4 (1972). Daytime Lighting in Buildings. 2nd edition.
London: The Illuminating Engineering Society.
Javis D. & Donn M. (2002). Comparison of Computer and Model Simulations of
Daylight Interior with Reality. School of Architecture, Victoria University of
Wellington, New Zealand.
http://www.hvac.okstate.edu/pdfs/bs97/papers/P086.PDF
King V. M. (1976). Effects of Mydtriatrics and Miotic on Ocular Discomfort and
Pupil Responses. Amer. Optom. Ass. 47. 937-942.
Koenigsberger, O. H., Ingersoll, T. G., & Mayhew, A. (1973). Manual of Tropical
Housing and Building. Part One: Climatic Design. India: Orient Longman
Limited.
Laforgue P., Souyri B., Fontoynont M. & Achard G.. (2002). Simulation of Visual
and Thermal Comfort Related to Daylighting and Solar Radiation in Office
Buildings. http://www.hvac.okstate.edu/pdfs/bs97/papers/P148.PDF
Leite M. J. (1986). Computers and the Typical Design Practice a Step by Step: A
Guide What a Microcomputer Can Do for You. Lighting Design and
Application. June. 20-24.
Littlefair, P. J. (1984). Daylight Availability for Lighting Controls. Dlm:
Proceedings of the CIBSE National Lighting Conference. 215 – 33.
Littlefair, P. J . (1992). Daylit Coefficients for Practical Computation of Internal
Illuminances. The Chartered Institution of Building Services Engineers.
M. Boubekri, L.L. Boyer. (1991). Effect of Window Size and Sunligt Presence on
Glare. The Chartered Institution of Building Services Engineers.
Marie-Claude D. (2001). Impact of Shading Devices on Daylight Quality in Offices.
Simulations with Radiance. Department of Construction and Architecture,
Division of Energy and Building Design. Lund University, Lund Institute of
Technology, Lund: Report. 56-61.
Mardaljevic, J. (1999). Daylight Simulation: Validation, Sky Models and Daylight
Coefficients. Doctor of Philosophy Thesis. Institute of Energy and
Suistainable Development. De Mont Fort University Leicester.
Marshall J. (1985). Radiation and The Aging Eye. Ophtal, Physiol. Opt. 5. 241-263.
Nazzal, A. (1998a). Evaluating and Controlling Discomfort Glare of Daylight Origin
in an Office Environment, in: Proceedings of EuroSun ’98, The Second ISESEurope Solar Congress, Portoroz, Slovenia, 14 – 17 September 1998.
Nazzal, A. (1998b). An Evaluation Method for Indoor Discomfort Glare of Daylight
Origin, in: Proceedings of EPIC ’98. The 2nd European Conference on Energy
Performance and Indoor Climate in Buildings, Lyon, France. 19 – 21
November 1998. 463 – 468.
Nazzal, A. (2001). A New Evaluation Mehod for Daylight Discomfort Glare in
Modern Architectural and Lighting Design. PhD thesis. University of
Helsinki. Helsinki. Finland.
Nazzal, A. & Chutarat. A. (2001). A New Daylight Glare Evaluation Method. A
Comparison of The Existing Glare Index and The Proosed Method and an
Exploration of Daylighting Control Strategies. Helsinki University of
Technology. http://www.centrum.is/lfi
Osterhaus, W. K. E. & Bailey, I. L. (1992). Large Area Glare Souces and Their
Effect on Discomfort and Visual Performance at Computer Workstations.
Report LBL-35037 UC-350. Lawrence Berkeley National Laboratory.
Berkely, California (USA). 5 pages.
Osterhaus, W. K. E. (2001). Discomfort Glare from Daylight in Computer Offices:
What Do We Really Know? Proc. Of Luz Europa 2001. Reykjavik. Iceland.
Othman, M. Y. H., Sopian, K., Yatim, B. & Dalimin, M. N., (1993). Diurnal Pattern
of Global Solar Radiation in The Tropics: A Case Study in Malaysia.
Renewable Energy 3, 6/7, 741 – 745.
P. A. Howarth, et. al. (1992). Discomfort from Glare: The Role of Pupillary Hippus.
The Chartered Institution of Building Services Engineers.
R. G. Hopkinson, PhD, MIEE, FIES, FRPS., et.al. (1966). Daylighting. Heinemann,
London.
Selkowitz, S. E. & Griffith, J. W. (1986). Effective Daylighting in Building-Revisited.
Lighting Design and Application. 34 – 47.
Sham Sani, (1998). Encyclopedia of Malaysia: Volume 1: The Environment.
Archipelago Press, Singapore.
Shankman S. (1986). Is The Computer Just More Stuff in the Carpetbag of the Snake
Oil Salesman Trying to Sell a Lighting System?. Lighting Design and
Application. June. 9-17.
Stix, G. (Associate Editor) (1988). Digitized Sunshine’ Aids Architects. In IEEE
Spectrum: 46 – 49.
Sullivan, A. C. (1996). Photorealistic Light Simulation. Architecture. 85 (10). 177 –
79.
Toshie Iwata, et.al. (1994). Visual Comfort in the Daylit Luminous Environment:
Structural Model for Evaluation. The Chartered Institution of Building
Services Engineers.
Ubbelohde M. S. & Humann C. (2002). Comparative Evaluation of Four
Daylighting Software Programs. University of California, Berkeley,
California.
http://www.coolshadow.com/downloads/ACEEdaylighting.pdf
Uniform Buiding by Law. (1984-1995). Kuala Lumpur: International Law Book
Services (P.W, s138/85)
Velds, M. (2000). Assessment of Lighting Quality in Office Rooms with Daylighting
Systems. PhD thesis. Technical University of Delft. Delft (The Netherlands).
Ward, G. (1990). Visualization. Lighting Design and Application. 20(6). June.
Ward, G. (1994). The Radiance Lighting Simulation and Rendering System.
Computer Graphics. Proceedings of the 1994 SIGGRAPH Conference. July.
Ward, G. (1998). Making Global Illumination User-Friendly. Computer Graphics.
Proceedings of the 1998 SIGGRAPH Conference.
Ward, G. & Heckbert, P. S. (1999). Irradiance gradients. Computer Graphics.
Proceedings of the 1999 SIGGRAPH Conference.
Ward Larson, G., Shakespeare, R., (1998). Rendering with Radiance: The Art and
Science of Lighting Visualization. San Francisco, CA: Morgan Kaufman
Publishers.
William M. C. Lam, (1977). Perception And Lighting as Formgivers for
Architecture. New York: McGraw-Hill Book Company.
www.ies4d.com
www.lightscape.com
http://radsite.lbl.gov/deskrad.html
http://radsite.lbl.gov/radiance/radiance_short.html
LAMPIRAN A
Pengukuran Subjektif Bagi Menentukan Indeks Silau Cahaya Siang Kajian:
Kajian Pilot
A.1
Tujuan Kajian Pilot
Untuk mengenal pasti tahap kesilauan cahaya siang yang berlaku pada ruang
dalaman dengan menggunakan kaedah DGIN (The New Daylight Glare Index).
A.2
Objektif Kajian
Untuk menghasilkan satu indeks silau cahaya siang berasaskan kaedah The
New Daylight Glare Index (DGIN) yang akan digunakan pada tahap analisis kajian.
A.3
Kaedah Kajian
Bagi menghasilkan indeks silau cahaya siang yang akan digunakan sebagai
petunjuk analisis pada kajian ini, perlu dilakukan pengukuran kesilauan cahaya siang
secara subjektif dan objektif berasaskan kaedah DGIN. Pengukuran dilakukan pada
salah satu ruang pejabat pensyarah di bangunan B-11, Fakulti alam Bina UTM. Bilik
pensyarah yang dipilih adalah bilik pensyarah yang terletak pada aras-3 dan
menghala ke arah Selatan mata angin. Kedua-dua pengukuran subjektif dan objektif
harus dilakukan pada waktu yang bersamaan dan dilaksanakan pada waktu langit
cerah. Ini adalah kerana kajian pilot bertujuan untuk menghasilkan indeks silau
cahaya siang. Oleh itu ianya dilaksanakan pada waktu keadaan langit yang kritikal
yang boleh menimbulkan kesilauan.
A.3.1 Pengukuran Subjektif Kajian Pilot
Pengukuran subjektif dilakukan dengan menggunakan soal selidik yang telah
disediakan pada skrin komputer. Soal selidik ini merupakan alat pengukur subjektif
kaedah DGIN yang dibina oleh Ali Nazal, pengasas kaedah DGIN (sila semak
Lampiran-B). Pengukuran dilaksanakan pada pukul 10.00 pagi hingga 4.30 petang,
dan dilakukan setiap jam dengan jangka masa antara 15 minit bagi setiap responden.
Oleh itu, diperlukan 4 orang responden bagi pengukuran setiap jam.
Responden kajian adalah terdiri dari pelajar sarjana dengan latar belakang
pengajian yang berbeza-beza. Tiap-tiap responden dikehendaki menjawab soalan
soal selidik yang tertera pada skrin komputer. Namun sebelum proses pengukuran
dimulakan, pengkaji telah menerangkan mengenai tujuan kajian yang akan
dilaksanakan, dan makna dari tiap-tiap skala pengukuran yang tertera pada soal
selidik kepada responden.
Tiap-tiap responden memiliki urutan pengukuran yang tetap, setiap jam,
sepanjang masa pengukuran dalam masa satu hari. Namun bagi tujuan validasi,
jadual responden ditukar secara bergilir setiap hari. Oleh itu pengukuran subjektif
kajian perlu dilaksanakan selama 4 hari, dan keseluruhan pengukuran subjektif
dilakukan pada ruang kajian dan keadaan langit yang sama. Ringkasan serta jadual
masa pengukuran subjektif dapat disemak pada jadual A.1dan A.2. Contoh keadaan
pengukuran subjektif pada kajian pilot dapat dilihat pada rajah A.1.
Jadual A.1
Ringkasan masa pengukuran subjektif
Ruang
Kajian
Pejabat
Pensyarah
Orientasi
Ruang
Selatan
Keadaan
Langit
Hari
Pengukuran
(H)
Tarikh
(2003)
Cerah
H-1
H-2
H-3
H-4
22 Feb
25 Feb
27 Feb
29 Feb
Jadual A.2
Ringkasan jadual pengukuran responden-1
Hari Pengukuran
H-1
H-2
H-3
H-4
Responden
Masa Pengukuran
R-1
R-2
R-3
R-4
R-2
R-3
R-4
R-1
R-3
R-4
R-2
R-1
R-4
R-3
R-2
R-1
10
10.15
10.30
10.45
10
10.15
10.30
10.45
10
10.15
10.30
10.45
10
10.15
10.30
10.45
Rajah A.1
11
11.15
11.30
11.45
11
11.15
11.30
11.45
11
11.15
11.30
11.45
11
11.15
11.30
11.45
12
12.15
12.30
12.45
12
12.15
12.30
12.45
12
12.15
12.30
12.45
12
12.15
12.30
12.45
1
1.15
1.30
1.45
1
1.15
1.30
1.45
1
1.15
1.30
1.45
1
1.15
1.30
1.45
2
2.15
2.30
2.45
2
2.15
2.30
2.45
2
2.15
2.30
2.45
2
2.15
2.30
2.45
3
3.15
3.30
3.45
3
3.15
3.30
3.45
3
3.15
3.30
3.45
3
3.15
3.30
3.45
Keadaan pelaksanaan pengukuran subjektif
4
4.15
4.30
4
4.15
4.30
4
4.15
4.30
4
4.15
4.30
A.3.2
Pengukuran Objektif
Pengukuran objektif dilakukan dengan menggunakan alat pengukur cahaya
siang lightmeter (lihat jadual A.3). Ketentuan susun atur dan lokasi tiap-tiap sensor
pengukur kajian pilot sama seperti yang telah dihuraikan pada seksyen 4.1.4.
Pengiraan lokasi tiap-tiap sensor pengukur kajian pilot ini dapat disemak pada
Lampiran-C.
A.4
Analisis Kajian Pilot
A.4.1 Analisis Pengukuran Subjektif
Terdapat 7 kelompok utama tujuan soalan yang disediakan pada soal selidik,
iaitu:
1.
Bagi menghasilkan indeks DGIN, soalan no. 5.
2.
Bagi mengetahui kesan tahap silau yang diperolehi bagi penglihatan
responden, soalan no. 4.
3.
Bagi mengetahui paras cahaya siang, kesan yang ditimbulkan paras
cahaya terhadap meja kerja dan komputer serta pengaruh distribusi
cahaya pada meja kerja dan komputer terhadap keselesaan responden,
soalan no: 2, 3, 8.
4.
Bagi mengetahui kepuasan responden terhadap pencahayaan siang pada
bilik kajian, soalan no: 1,7,10,11.
5.
Bagi mengukur tahap kesilauan langit pada luaran tingkap, soalan no: 9.
6.
Bagi mengukur keluasan tingkap, soalan no: 12.
7.
Bagi mengetahui kesan pemandangan luaran tingkap terhadap penilaian
yang diberikan responden, soalan no:13.
Bagaimanapun, objektif analisis subjektif yang dilakukan pada kajian ini
hanyalah untuk menghasilkan indeks DGIN. Untuk itu, analisis data subjektif kajian
pilot dilakukan dengan mengambil purata jawapan responden pada soalan 5b sahaja
(sila rujuk Lampiran-B).
A.4.2 Analisis Pengukuran Objektif
Analisis data objektif kajian pilot dilakukan berasaskan kaedah analisis yang
telah dihuraikan pada seksyen 4.5.1.
A.5
Hasil Kajian Pilot
Indeks DGIN hasil kajian pilot yang akan digunakan bagi petunjuk analisis
kajian ini dapat disemak pada jadual A.4.
Jadual A.4
Indeks DGIN hasil kajian pilot
Kesan Silau
Muram dan gelap
Tiada silau
Silau yang boleh diterima
Silau tidak selesa
Terlalu silau yang
menyakitkan
Indeks DGIN
17
18
19
20
21
LAMPIRAN B
Soal Selidik Pengukuran Subjektif Kaedah The New daylight Glare Index
(DGIN)
Masa:
pagi/petang
3.
2.
1.
Sangat selesa
Selesa
Tidak selesa
Sangat tidak selesa
Ya
1
1
Ya
Skrin Komputer
Meja Kerja
Apakah pencahayaan pada ruang ini menyebabkan terjadinya pembalikan cahaya
pada meja kerja ataupun pada skrin komputer anda?
Agak terlalu banyak cahaya
Terlalu banyak cahaya
Cahaya mencukupi
Terlalu sedikit cahaya
Agak terlalu sedikit cahaya
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
Agak terlalu banyak cahaya
Terlalu banyak cahaya
Cahaya mencukupi
Terlalu sedikit cahaya
Agak terlalu sedikit cahaya
Skrin Komputer
Meja Kerja
Pada saat anda menjawab pertanyaan ini, bagaimanakah paras cahaya pada meja
kerja ataupun pada skrin komputer anda?
1
2
3
4
Bagaimanakah menurut anda pencahayaan dalam bilik ini?
Sila beri jawapan anda pada soalan-soalan dibawah ini dengan memberi tanda pada
jawapan yang anda anggap sesuai.
Penilaian Pencahayaan Siang
6.
5.
4.
Tidak sama sekali
Sedikit
Sangat sulit
Tiada silau
2
Silau yang boleh diterima
3
Silau tidak selesa
4
Terlalu silau yang menyakitkan 5
Tiada silau
Silau yang boleh diterima
Silau tidak selesa
Terlalu silau yang menyakitkan
2
3
4
5
Tiada silau
Silau yang boleh diterima
Silau tidak selesa
Terlalu silau yang menyakitkan
Cahaya Siang
1
Muram dan gelap
Tiada silau
2
Silau yang boleh diterima
3
Silau tidak selesa
4
Terlalu silau yang menyakitkan 5
Cahaya Matahari
1
Muram dan gelap
Beri nilai darjah kesilauan Silau tidak selesa pada perkara berikut dengan
situasi pada saat ini.
2
3
4
5
Muram dan gelap
1
1
Muram dan gelap
Skrin komputer
Meja kerja
Pada saat anda menjawap soalan ini, sila beri penilaian atas ketidakselesaan
paras silau pada meja kerja dan pada skrin komputer anda.
1
2
3
untuk melihat tulisan pada skrin komputer anda?
2
Tidak
2
Tidak
Pada saat anda menjawap soalan ini, apakah anda mengalami kesulitan
158
9.
8.
7.
Muram dan gelap
Tiada silau
Silau yang boleh diterima
Silau tidak selesa
Terlalu silau yang menyakitkan
Sangat selesa
Selesa
Tidak selesa
Sangat tidak selesa
Sangat selesa
Selesa
Tidak selesa
Sangat tidak selesa
1
2
3
4
5
Muram dan gelap
Tiada silau
Silau yang boleh diterima
Silau tidak selesa
Terlalu silau yang menyakitkan
Sila lihat keluar tingkap untuk lebih kurang 2 saat. Beri nilai kecerahan langit pada
saat ini dan tandakan paras kesilauan cahaya siang.
1
2
3
4
Penyebaran cahaya siang pada meja kerja dan skrin komputer didapati:
1
2
3
4
Penyebaran cahaya siang dalam ruang anda didapati:
1
2
3
4
5
Cahaya pembalikan
Sangat memuaskan
Memuaskan
Kepuasan sederhana
Tidak memuaskan
Sama sekali tidak memuaskan
Terlalu besar
Lebih kurang sesuai
Terlalu kecil
1
2
3
4
Sangat cantik
Nyaman
Tidak nyaman
Sangat tidak nyaman
Terimakasih atas kerjasama anda
13. Bagaimanakah menurut anda pemandangan yang ada pada tingkap ini?
1
2
3
12. Bagaimanakah menurut anda ukuran tingkap pada ruang ini?
11. Seandainya anda harus melaksanakan pekerjaan harian anda dalam bilik
ini, bagaimanakah menurut anda kesilauan akibat tingkap pada bilik ini?
1
Boleh diterima
2
Tidak boleh diterima
1
2
3
4
5
10. Seandainya anda harus melaksanakan pekerjaan harian anda dalam bilik
ini, bagaimanakah menurut anda keadaan kepuasan cahaya siang yang
terdapat dalam bilik ini?
LAMPIRAN C
PENENTUAN LOKASI SENSOR PADA RUANG KAJIAN PILOT
BERASASKAN KAEDAH THE NEW DAYLIGHT GLARE INDEX (DGIN)
Penentuan EWH (Effective Window Height)
c=4m
2.1 m
a = 1.6 m
0.3 m
z = 1.5 m
x=4
C.1
b = x – y – z = 1.6 m
y = 0.9 m
Rajah C-1
Penentuan EWH tingkap pada ruang kajian pilot
EWH = a bτ / c
(1.6 × 1.6 × 0.89)
4
= 0.5696 m
=
Maka didapati,
HDA (High Daylight Area) = 2 × EWH = 2 × 0.5696 = 1.1392 m
MDA (Medium Daylight Area) = 1.5 × EWH = 1.5 × 0.5696 = 0.8544 m
Jarak antara sensor terlindung dan tingkap adalah :
d
= HDA + MDA
= 1.1392 + 0.8544
= 1.9936 m
C.2
Penentuan Ukuran Piramid
C.2.1
Penentuan Ukuran Bukaan Luar Piramid
d” + d’
= 10% × d
= 0.1 × 1.9936
= 0.19936 m
C.2.2
a' =
1.6
a
× (d " + d ' ) =
× (0.19936) = 0.16 m
d
1.9936
b' =
1.6
b
× (d " + d ' ) =
× (0.19936) = 0.16 m
1.9936
d
Penentuan Jarak Antara Bukaan Piramid dan Sensor
Mengacu pada a’:
d" =
(s × d )
(0.05 × 1.9936)
=
= 0.0623 m
a
1.6
d' =
d
1.9936
× (a ' − s ) =
× (0.16 − 0.05) = 0.13706 m
a
1.6
d " + d ' = 0.0623 + 0.13706 = 0.19936 m
Mengacu pada b’:
d" =
(s × d )
(0.05 × 1.9936)
=
= 0.0623 m
b
1.6
d' =
d
1.9936
× (b' − s ) =
× (0.16 − 0.05) = 0.13706 m
b
1.6
d " + d ' = 0.0623 + 0.13706 = 0.19936 m
Purata d " =
0.0623 + 0.0623
= 0.0623 m
2
Purata d ' =
0.13706 + 0.13706
= 0.13706 m
2
Maka ukuran piramid tingkap WWR adalah:
a’ = 0.16 m
b’ = 0.16 m
d’ = 0.13706 m
d” = 0.0623 m
a' 0.16
b' 0.16m
d' 0.137
Rajah C-2
Ukuran piramid hitam bagi pengukuran Etingkap pada ruang kajian pilot
Rajah C-3
1.8 m
2.2 m
0.85 m
1.14 m
4.5 m
Sensor pengukur Etingkap
(S3)
Low Daylight Area
(LDA)
Pelan lokasi susun atur sensor bagi luasan tingkap WWR pada ruang kajian pilot
Sensor pengukur Eluaran
(S1)
Sensor pengukur Eadaptasi
(S2)
Medium Daylight Area
(MDA)
(HDA)
High Daylight Area
4m
4m
164
LAMPIRAN D
PENENTUAN LOKASI SENSOR PADA MODEL KAJIAN
MENGGUNAKAN KAEDAH DGIN
D.1
Tingkap 10% WWR (Window to Wall Ratio)
D.1.1
Penentuan EWH (Effective Window Height)
c=3m
x=3
z = 1.65 m
0.5 m
a=2m
b = x – y – z = 0.45 m
y = 0.9 m
10% WWR
Rajah D-1
Penentuan EWH pada luasan tingkap 10% WWR
EWH = a bτ / c
(2 × 0.45 × 0.89)
3
= 0.267 m
=
Maka didapati,
HDA (High Daylight Area) = 2 × EWH = 2 × 0.267 = 0.534m
MDA (Medium Daylight Area) = 1.5 × EWH = 1.5 × 0.267 = 0.4005 m
Jarak antara sensor terlindung dan tingkap adalah :
d
= HDA + MDA
= 0.534 + 0.4005
= 0.9345 m
D.1.2
Penentuan Ukuran Piramid
D.1.2.1 Penentuan Ukuran Bukaan Luar Piramid
d” + d’
= 10% × d
= 0.1 × 0.9345
= 0.09345 m
a' =
a
2
× (d " + d ' ) =
× (0.09345 ) = 0.2 m
d
0.9345
b' =
b
0.45
× (d " + d ' ) =
× (0.09345) = 0.045 m
d
0.9345
D.1.2.2 Penentuan Jarak Antara Bukaan Piramid dan Sensor
Mengacu pada a’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 0.9345)
=
= 0.028035 m
a
2
d' =
d
0.9345
× (a ' − s ) =
× (0.2 − 0.06) = 0.065415 m
a
2
d " + d ' = 0.028035 + 0.065415 = 0.09345 m
Mengacu pada b’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 0.9345)
=
= 0.1246 m
b
0.45
d' =
0.9345
d
× (b' − s ) =
× (0.045 − 0.06) = − 0.03115 m
0.45
b
d " + d ' = 0.1246 + (−0.03115) = 0.09345 m
Purata d " =
0.028035 + 0.1246
= 0.076318 m
2
Purata d ' =
0.065415 + (−0.03115)
= 0.017133 m
2
Maka ukuran piramid tingkap 10% WWR adalah:
a’ = 0.2 m
b’ =0.045 m
d’ =0.017133 m
d” =0.076318 m
a
'
0.2
m
b 0.045
' m
d
'
Rajah D-2
10% WWR
0.017
m
Ukuran piramid hitam bagi pengukuran Etingkap pada luasan tingkap
Rajah D-3
0.4005 m
Sensor pengukur
Eluaran (S1)
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Medium
Daylight
Area
(MDA)
Low Daylight Area
(LDA)
3m
Pelan lokasi susun atur sensor bagi luasan tingkap 10% WWR pada model kajian
0.534 m
(HDA)
Area
High Daylight
6m
169
D.2
Tingkap 20% Window to Wall Ratio (WWR)
D.2.1 Penentuan Effective Window Height (EWH)
c=3m
a=2m
x=3
z = 1.2 m
0.5 m
b = x – y – z = 0.9 m
y = 0.9 m
20% WWR
Rajah D-4
Penentuan EWH pada luasan tingkap 20% WWR
EWH = a bτ / c
(2 × 0.9 × 0.89)
=
3
= 0.534 m
Maka didapati,
HDA (High Daylight Area) = 2 × EWH = 2 × 0.534 = 1.068m
MDA (Medium Daylight Area) = 1.5 × EWH = 1.5 × 0.534 = 0.801 m
Jarak antara sensor terlindung dan tingkap adalah:
d
= HDA + MDA
= 1.068 + 0.801
= 1.869 m
D.2.2
Penentuan Ukuran Piramid
D.2.2.1 Penentuan Ukuran Bukaan Luar Piramid
d” + d’
= 10% × d
= 0.1 × 1.869
= 0.1869 m
a' =
a
2
× (d " + d ' ) =
× (0.1869) = 0.2 m
d
1.869
b' =
b
0.9
× (d " + d ' ) =
× (0.1869) = 0.09 m
d
1.869
D.2.2.2 Penentuan Jarak Antara Bukaan Piramid dan Sensor
Mengacu pada a’ :
d" =
(s × d )
(0.06 × 1.869 )
=
= 0.05607 m
a
2
d' =
d
1.869
× (a ' − s ) =
× (0.2 − 0.06) = 0.13083 m
a
2
d " + d ' = 0.05607 + 0.13083 = 0.1869 m
Mengacu pada b’ :
d" =
(s × d )
(0.06 × 1.869 )
=
= 0.1246 m
b
0.9
d' =
d
1.869
× (b' − s ) =
× (0.09 − 0.06) = 0.0623 m
b
0.9
d " + d ' = 0.1246 + 0.0623 = 0.1869 m
Purata d " =
0.05607 + 0.1246
= 0.090335 m
2
Purata d ' =
0.13083 + 0.0623
= 0.096565 m
2
Maka ukuran piramid tingkap 20% WWR adalah :
a’ = 0.2 m
b’ = 0.09 m
d’ = 0.096565 m
d” = 0.090335 m
a
'
0.2
m
b 0.09m
'
d
'
Rajah D-5
0.097
m
Ukuran luasan piramid hitam bagi pengukuran Etingkap pada luasan
tingkap 20% WWR
Rajah D-6
0.801 m
Sensor pengukur
Eluaran (S1)
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Medium
Daylight
Area
(MDA)
Low Daylight Area
(LDA)
3m
Pelan lokasi susun atur sensor bagi luasan tingkap 20% WWR pada model kajian
1.068 m
(HDA)
Area
High Daylight
6m
173
D.3
Tingkap 30% Window to Wall Ratio (WWR)
D.3.1 Penentuan Effective Window Height (EWH)
c=3m
a=2m
z = 0.75 m
0.5 m
b = x – y – z = 1.35 m
y = 0.9 m
x=3
30% WWR
Rajah D-7
Penentuan EWH pada luasan tingkap 30% WWR
EWH = a bτ / c
(2 × 1.35 × 0.89)
3
= 0.801 m
=
Maka didapati,
HDA (High Daylight Area) = 2 × EWH = 2 × 0.801 = 1.602 m
MDA (Medium Daylight Area) = 1.5 × EWH = 1.5 × 0. 801 = 1.2015 m
Jarak antara sensor terlindung dan tingkap adalah:
d
= HDA + MDA
= 1.602 + 1.2015
= 2.8035 m
D.3.2
Penentuan Ukuran Piramid
D.3.2.1 Penentuan Ukuran Bukaan Luar Piramid
d” + d’
= 10% × d
= 0.1 × 2.8035
= 0.28035 m
a' =
a
2
× (d " + d ' ) =
× (0.28035) = 0.2 m
d
2.8035
b' =
b
1.35
× (d " + d ') =
× (0.28035) = 0.135 m
d
2.8035
D.3.2.2 Penentuan Jarak Antara Bukaan Piramid dan Sensor
Mengacu pada a’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 2.8035 )
=
= 0.084105 m
a
2
d' =
d
2.8035
× (a ' − s ) =
× (0.2 − 0.06) = 0.196245 m
a
2
d " + d ' = 0.084105 + 0.196245 = 0.28035 m
Mengacu pada b’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 2.8035 )
=
= 0.1246 m
b
1.35
d' =
d
× (b' − s ) =
b
2.8035
× (0.135 − 0.06) = 0.15575 m
1.35
d " + d ' = 0.1246 + 0.15575 = 0.324 m
Purata d " =
0.084105 + 0.1246
= 0.104353 m
2
Purata d ' =
0.196245 + 0.15575
= 0.175998 m
2
Maka ukuran piramid tingkap 30% WWR adalah:
a’ = 0.2 m
b’ = 0.135 m
d’ = 0.175998 m
d” = 0.104353 m
a
'
0.2
m
b 0.135
' m
d
'
Rajah D-8
0.176
m
Ukuran luasan piramid hitam bagi pengukuran Etingkap pada luasan
tingkap 30% WWR
Rajah D-9
1.2015
Low Daylight Area
(LDA)
Sensor pengukur
Eluaran (S1)
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
Medium
Daylight
Area
(MDA)
3m
Pelan lokasi susun atur sensor bagi luasan tingkap 30% WWR pada model kajian
1.602 m
(HDA)
Area
High Daylight
6m
177
D.4
Tingkap 40% Window to Wall Ratio (WWR)
D.4.1 Penentuan Effective Window Height (EWH)
c=3m
a=2m
z = 0.3 m
0.5 m
b = x – y – z = 1.8 m
y = 0.9 m
x=3
40% WWR
Rajah D-10
Penentuan EWH pada luasan tingkap 40% WWR
EWH = a bτ / c
(2 × 1.8 × 0.89)
3
= 1.068 m
=
Maka didapati,
HDA (High Daylight Area) = 2 × EWH = 2 × 1.068 = 2.136 m
MDA (Medium Daylight Area) = 1.5 × EWH = 1.5 × 1.1.068 = 1.602
m
Jarak antara sensor terlindung dan tingkap adalah :
d
= HDA + MDA
= 2.136 + 1.602
= 3.738 m
D.4.2
Penentuan Ukuran Piramid
D.4.2.1 Penentuan Ukuran Bukaan Luar Piramid
d” + d’
= 10% × d
= 0.1 × 3.738
= 0.3738 m
a' =
a
2
× (d " + d ' ) =
× (0.3738) = 0.2 m
d
3.738
b' =
b
1.8
× (d " + d ' ) =
× (0.3738) = 0.180 m
d
3.738
D.4.2.2Penentuan Jarak Antara Bukaan Piramid dan Sensor
Mengacu pada a’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 3.738 )
=
= 0.11214 m
a
2
d' =
d
3.738
× (a ' − s ) =
× (0.2 − 0.06) = 0.26166 m
a
2
d " + d ' = 0.11214 + 0.26166 = 0.3738 m
Mengacu pada b’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 3.738 )
=
= 0.1246 m
b
1.8
d' =
d
3.738
× (b' − s ) =
× (0.18 − 0.06) = 0.2492 m
b
1.8
d " + d ' = 0.1246 + 0.2492 = 0.3738 m
Purata d " =
0.11214 + 0.1246
= 0.11837 m
2
Purata d ' =
0.26166 + 0.2492
= 0.25543 m
2
Maka ukuran piramid tingkap 40% WWR adalah:
a’ = 0.2 m
b’ = 0.18 m
d’ = 0.25543 m
d” = 0.11837 m
a
'
0.2
m
b 0.18
' m
d
'
Rajah D-11
0.255
m
Ukuran luasan piramid hitam bagi pengukuran Etingkap pada luasan
tingkap 40% WWR
Rajah D-12
Sensor pengukur
Eadaptasi (S2)
1.602 m
Medium Daylight
Area
(MDA)
Sensor pengukur
Etingkap (S3)
(LDA)
Low Daylight Area
3m
Pelan lokasi susun atur sensor bagi luasan tingkap 40% WWR pada model kajian
Sensor pengukur
Eluaran (S1)
2.136 m
(HDA)
High Daylight Area
6m
181
D.5
Tingkap 50% Window to Wall Ratio (WWR)
D.5.1 Penentuan Effective Window Height (EWH)
0.375 m
a = 2.25 m
b=x–y–z=2m
y = 0.9 m
x=3
50% WWR
z = 0.1 m
c=3m
Rajah C-13
Penentuan EWH pada luasan tingkap 50% WWR
EWH = a bτ / c
(2.25 × 2 × 0.89)
3
= 1.335 m
=
Maka didapati,
HDA (High Daylight Area) = 2 × EWH = 2 × 1.335 = 2.670 m
MDA (Medium Daylight Area) = 1.5 × EWH = 1.5 × 1.335 = 2.003 m
Jarak antara sensor terlindung dan tingkap adalah:
d
= HDA + MDA
= 2.670 + 2.003
= 4.673 m
D.5.2
Penentuan Ukuran Piramid
D.5.2.1 Penentuan Ukuran Bukaan Luar Piramid
d” + d’
= 10% × d
= 0.1 × 4.673
= 0.467 m
a' =
a
2.25
× (d " + d ' ) =
× (0.467) = 0.225 m
d
4.673
b' =
b
2
× (d " + d ' ) =
× (0.467) = 0.2 m
d
4.673
D.5.2.2 Penentuan Jarak Antara Bukaan Piramid dan Sensor
Mengacu pada a’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 4.673 )
=
= 0.125 m
a
2.25
d' =
d
4.673
× (a ' − s ) =
× (0.225 − 0.06) = 0.343 m
a
2.25
d " + d ' = 0.125 + 0.343 = 0.467 m
Mengacu pada b’:
d" =
(s × d )
(0.06 × 4.673)
=
= 0.140 m
b
2
d' =
d
4.673
× (b' − s ) =
× (0.2 − 0.06) = 0.327 m
b
2
d " + d ' = 0.140 + 0.327 = 0.467 m
Purata d " =
0.125 + 0.140
= 0.132 m
2
Purata d ' =
0.343 + 0.327
= 0.335 m
2
Maka ukuran piramid tingkap 50% WWR adalah:
a’ = 0.225 m
b’ = 0.2 m
d’ = 0.335 m
d” = 0.132 m
a
'
0.225
m
b 0.2m
'
d
'
Rajah D-14
0.335
m
Ukuran luasan piramid hitam bagi pengukuran Etingkap pada luasan
tingkap 50% WWR
Rajah D-15
Sensor pengukur Eadaptasi
(S2)
2.003
Medium Daylight Area
(MDA)
Sensor pengukur Etingkap
(S3)
Low Daylight Area
(LDA)
3m
Pelan lokasi susun atur sensor bagi luasan tingkap 50% WWR pada model kajian
Sensor pengukur Eluaran
(S1)
2.67 m
(HDA)
High Daylight Area
6m
185
LAMPIRAN E
CONTOH HASIL PENGUKURAN TAHAP SILAU PELBAGAI KELUASAN
TINGKAP MENGGUNAKAN DESKTOP RADIANCE 2.0 DENGAN
KAEDAH PENGUKUR THE NEW DAYLIGHT GLARE INDEX (DGIN)
Keluasan Tingkap 10% WWR
E.1.1 Pengukuran Bulan September
E.1
187
E.1.2 Pengukuran Bulan Disember
188
Keluasan Tingkap 20% WWR
E.2.1 Pengukuran Bulan September
E.2
189
E.2.2 Pengukuran Bulan Disember
190