BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Plambing Kesehatan merupakan salah satu milik manusia yang sangat berharga. Menjaga kesehatan dapat dimulai dengan menjaga kesehatan lingkungan, baik lingkungan kerja maupun lingkungan pemukimannya. Dalam hal ini, fasilitas dalam gedung harus direncanakan dengan baik termasuk fasilitas sanitasi, mengingat aspek-aspek lingkungan harus diperhatikan agar tercapai lingkungan yang sehat. Untuk meningkatkan kualitas sarana dan prasarana guna memberikan kenyamanan dan kepuasan kepada pengguna gedung dimana dalam kondisi normal penggunanya tidak memberikan bahaya potensial pada kesehatan manusia maka salah satu upayanya adalah dengan merancang sistem plambing yang baik dalam lingkungan gedung tempat bekerja maupun pemukimannya, yang meliputi sistem penyediaan air minum, sistem penyaluran air buangan dan ven, sistem pencegah kebakaran, dan sistem penyaluran air hujan. Sistem plambing itu sendiri adalah sistem penyediaan air bersih dan sistem pembuangan air kotor yang saling berkaitan serta merupakan paduan yang memenuhi syarat, yang berupa peraturan dan perundangan, pedoman pelaksanaan, standar peralatan, dan instalasinya. Sistem plambing merupakan bagian yang tidak dapat terpisahkan dalam pembangunan gedung. Oleh karena itu, perencanaan dan perancangan plambing harus dilakukan secara bersamaan dan sesuai dengan tahapan-tahapan perencanaan dan perancangan gedung itu sendiri dengan memperhatikan secara seksama hubungannya dengan bagian-bagian konstruksi gedung serta peralatan lainnya yang ada dalam gedung tersebut. Persediaan air dengan kualitas dan kuantitas yang baik, diharapkan dapat memberikan kepuasan bagi pengguna gedung sehingga dapat meningkatkan keuntungan dan reputasi gedung itu sendiri.
3
4
Pada jenis penggunaan sistem plambing ini sangat tergantung pada kebutuhan dari bangunan yang bersangkutan. Dalam hal ini, perencanaan dan perancangan sistem Plambing dibatasi pada pendistribusian dan penyediaan air bersih. Komponen utama dari sistem distribusi air bersih khususnya sebagai air minum suatu gedung adalah sistem jaringan pipa. Adapun kemungkinan terjadinya permasalahan-permasalahan pada jaringan pipa seperti kebocoran, sering terjadi kerusakan pipa atau komponen lainnya, besarnya tinggi energi yang hilang, serta penurunan tingkat layanan penyediaan air bersih untuk konsumen. 2.2 Sistem Penyediaan Air Bersih Menurut Noerbambang, S.M., dan Takeo, M. (2005), ada beberapa sistem penyediaan air bersih. a)
Sistem Sambungan langsung Dalam sistem ini pipa distribusi dalam gedung disambung langsung dengan
pipa utama penyediaan air bersih (PDAM). Karena terbatasnya tekanan dalam pipa utama dan dibatasi ukuran pipa cabang dari pipa utama tersebut, maka sistem ini terutama dapat diterapkan untuk perumahan dan gedung skala kecil dan rendah. b) Sistem Tangki Atap Dalam sistem ini, air ditampung terlebih dahulu pada tangki bawah (dipasang pada lantai terendah bangunan atau di bawah muka tanah), lalu dipompakan ke tangki atas. Tangki atas dapat berupa tangki yang disimpan di atas atap atau di bangunan yang tertinggi. Dari tangki ini air didistribusikan ke seluruh bangunan. Sistem tangki atap ini diterapkan seringkali karena alasan-alasan berikut: 1) Fluktuasi tekanan pada alat plambing tidak besar atau dianggap tidak berarti. Perubahan tekanan diakibatkan perubahan muka air pada tangki atap, 2) Pompa pengisi tangki atap dapat bekerja secara otomatis, 3) Perawatan tangki atap sangat sederhana dan mudah dilaksanakan.
5
c)
Sistem Tangki Tekan (Hidrosfor) Prinsip hidrosfor : Air yang telah ditampung dalam tangki bawah, dipompakan ke dalam suatu
tangki tertutup sehingga udara di dalamnya terkompesi. Air dari tangki tersebut dialirkan ke dalam sistem distribusi bangunan. Daerah fluktuasi tekanan tergantung pada tinggi bangunan, misalnya untuk bangunan 2-3 lantai tekanan air harus mencapai 1,0 sampai 1,5 kg/cm² atau 1011,5 mka (muka kolam air), maka sebenarnya volume air efektif yang akan mengalir hanyalah sekitar 10% dari volume tangki. Kelebihan sistem tangki tekan, antara lain : 1.
Lebih estetik dibandingkan dengan sistem tangki atap,
2.
Perawatannya lebih mudah, karena dapat dipusatkan pada ruang mesin bersama pompa-pompa lainnya,
3.
Harga awal lebih murah dibandingkan dengan sistem tangki atap. Kekurangan-kekurangannya :
1.
Daerah fluktuasi tekanan sebesar 1,0 kg/cm² sangat besar dibandingkan dengan sistem tangki atap,
2.
Dengan berkurangnya udara, kompresor merupakan kebutuhan mutlak untuk dipasang
3.
Lebih berfungsi sebagai suatu sistem pengaturan otomatik pompa penyediaan air saja dan bukan sebagai sistem penyimpanan air seperti tangki atap,
4.
Volume air yang lebih kecil, mengakibatkan pompa lebih berat kerjanya.
d) Sistem Tanpa Tangki Dalam sistem ini tidak digunakan tangki apapun, baik tangki bawah, tangki tekan ataupun atap. Air dipompakan langsung ke sistem distribusi bangunan dan pompa menghisap air langsung dari pipa utama. 2.3
Persyaratan Dalam Penyediaan Air Bersih Air yang dibutuhkan oleh manusia untuk hidup sehat harus memenuhi
syarat kualitas. Disamping itu harus pula dapat memenuhi secara kuantitas
6
(jumlahnya) maupun syarat tekanan air. Diperkirakan untuk kegiatan rumah tangga yang sederhana paling tidak membutuhkan air sebanyak 100 L/orang/hari. Angka tersebut misalnya untuk: a.
Berkumur, cuci muka, sikat gigi, wudhu
: 20L/orang/hari
b.
Mandi/mencuci pakaian dan alat rumah tangga :45L/orang/hari
c.
Masak, minum
:5L/orang/hari
d.
Menggelontor kotoran
:20L/orang/hari
e.
Mengepel, mencuci kendaraan
:10L/orang/hari
(Entjang, I, 1991). Kebutuhan manusia akan air sangat kompleks antara lain untuk minum, masak, mandi, mencuci dan sebagainya. Menurut perhitungan WHO di negara – negara maju tiap orang memerlukan air antara 60–120 liter per hari. Sedangkan di negara – negara berkembang, termasuk Indonesia tiap orang memerlukan air antara 30–60 liter per hari. Di antara kegunaan-kegunaan air tersebut, yang sangat penting adalah kebutuhan untuk minum (Notoatmodjo, S., 2003). Adapun persyaratannya yaitu: a.
Syarat Kualitas Air bersih adalah air yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari dan akan
menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai batasannya, air bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi sistem penyediaan air minum. Adapun persyaratan yang dimaksud adalah persyaratan dari segi kualitas air yang meliputi kualitas fisik, kimia, biologi dan radiologis, sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping, (Depkes RI, 1990).
b.
Syarat Kuantitas Air minum yang masuk ke dalam bangunan atau masuk ke dalam sistem
plambing air minum, harus memenuhi syarat kuantitas air minum, yaitu kapasitas air minum harus mencukupi berbagai kebutuhan air minum bangunan gedung tersebut. Untuk menghitung besarnya kebutuhan air minum dalam bangunan gedung didasarkan pada pendekatan jumlah penghuni gedung, unit beban alat plambing, luas lantai bangunan.
7
Perhitungan kebutuhan air berdasarkan luas lantai bangunan hanya digunakan untuk menentukan kebutuhan air pada waktu pra rancangan, tidak untuk bangunan gedung yang sudah selesai rancangannya. Perhitungan berdasarkan jumlah penghuni, dipakai untuk bangunan gedung rumah tinggal, (Poerbo, H, 1995). c.
Syarat Tekanan Tekanan air yang kurang mencukupi akan menimbulkan kesulitan dalam
pemakaian air. Tekanan yang berlebihan dapat menimbulkan rasa sakit terkena pancaran air serta mempercepat kerusakan peralatan plambing, dan menambah kemungkinan timbulnya pukulan air. Besarnya tekanan air yang baik berkisar dalam suatu daerah yang agak lebar dan bergantung pada persyaratan pemakaian atau alat yang harus dilayani. Tekanan air yang berada pada sistem plambing (pada pipa) tekanannya harus sesuai dengan ketentuan yang berlaku, diantaranya yaitu, untuk perumahan dan hotel antara 2,5 kg/cm2 atau 25 meter kolom air (mka) sampai 3,5 kg/cm2 atau 35 meter kolom air (mka), untuk Perkantoran 4,0 kg/cm2 atau 40 meter kolom air (mka) sampai 5,0 kg/cm2 atau 50 meter kolom air (mka). Tekanan tersebut tergantung dari peraturan setempat, (Noerbambang, S.M., dan Takeo M., 2005) Tabel 2.1 Tekanan yang Dibutuhkan Alat Plambing
N0
1
2
Nama Alat Plambing
4
(kg/cm ) 0,70 1) 2)
Katup gelontor peturasan
0,40 2)
Keran yang menutup sendiri,
0,70 3)
Tekanan Standart (kg/cm2)
otomatik 0,70
pancaran halus/tajam Pancuran mandi (biasa)
0,35
Keran biasa
0,30
Pemanas air langsung, dengan 5
2
Katup gelontor kloset
Pancuran mandi, dengan 3
TekananYang dibutuhkan
0,25 – 0,70 4)
bahan bakar gas
Sumber: Noerbambang, S.M., dan Takeo, M., 2005
1,00
8
Catatan : 1) 2) Tekanan Minimum yang dibutuhkan katup gelontor untuk kloset dan urinal yang dimuat dalam Tabel ini adalah tekanan statik pada waktu air mengalir, dan tekanan maksimalnya adalah 4 kg/cm2. 3) Untuk keran dengan katup yang menutup secara otomatis, kalau tekanan airnya kurang dari yang minimum dibutuhkan maka katup tidak akan dapat menutup dengan rapat, sehingga air masih akan menetes dari keran. 4) Untuk pemanas air langsung dengan bahan bakar gas, tekanan minimum yang dibutuhkan biasanya dinyatakan/dicantumkan pada alat pemanas tersebut. Untuk bangunan yang berlantai banyak, misalnya 64 tingkat, maka tekanan air dilantai bawah (untuk sistem pengaliran air dengan menggunakan tangki atap) akan sangat besar, yaitu sebesar 64 X 3,50 m = 224 meter kolom air (mka). Oleh karena itu, agar tekanan air tidak melampaui batas yang ditentukan, maka bangunan tersebut harus dibagi menjadi beberapa bagian atau zona, dimana setiap zona tekanan airnya tidak melampaui tekanan yang telah ditentukan. 2.4 Komponen-Komponen Yang Penting dalam Sistem Penyediaan Air Minum Suatu Bangunan Menurut Poerbo, H. (1995), ada beberapa komponen atau bagian-bagian yang penting didalam sistem penyediaan air minum suatu bangunan. 2.4.1 Sumber Air Sumber air untuk sistem penyedian air minum suatu bangunan gedung ada 2 (dua) macam yaitu, secara kolektif dan secara individual. Secara individual adalah sistem penyediaan air minum yang sumber airnya diambil secara perorangan atau rumah tangga/bangunan. Air dari sumber air yang ada di dalam tanah melalui sumur diangkat kepermukaan tanah dengan menggunakan timba/pompa, lalu air tersebut digunakan untuk kebutuhan seharihari. Ada juga air dari sumber air yang ada di dalam tanah melalui sumur di pompa langsung ke alat-alat plambing atau di pompa ke menara air, lalu air dari menara air dialirkan secara gravitasi ke alat-alat plambing. Ada juga yang
9
menggunakan sumber air dari mata air atau dari air permukaan (sungai atau kolam). Secara kolektif adalah sistem penyediaan air minum yang sumber airnya diambil secara bersama-sama atau kolektif yang diselenggarakan oleh suatu badan atau
perusahaan,
yang
pada
umumnya
badan
atau
perusahaan
yang
menyelenggarakannya adalah Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM). Sistem yang digunakan untuk mendistribusikan airnya menggunakan sarana perpipaan. Oleh karena itu sistem ini juga disebut “penyediaan air minum sistem perpipaan”. Air dari sumber air (air tanah tertekan, mata air, atau air permukaan) di alirkan melalui saluran transmisi (saluran pembawa) air baku, baik secara gravitasi maupun secara pemompaan ke bangunan atau unit pengolahan air minum (water treatment plan) untuk diolah agar supaya air dari sumber air yang belum memenuhi syarat kualitas air minum menjadi memenuhi syarat kualitas air minum. Air minum dari unit pengolahan air minum (water treatment plan) dialirkan melalui pipa transmisi (pipa pembawa) air minum secara gravitasi atau pemompaan ke reservoir. Air minum dari reservoir didistribusikan ke konsumen atau pemakai melalui pipa atau jaringan pipa distribusi (pipa atau jaringan pipa pembagi) secara gravitasi atau secara pemompaan atau gabungan pemompaan dan gravitasi. Tekanan air pada pipa distribusi, maksimal 40 meter kolom air (mka), dan pada ujung pipa distribusi minimal 10 meter kolom air (mka). Dari pipa distribusi air dialirkan ke bangunan gedung, bisa secara langsung keperalatan plambing, bisa juga secara tidak langsung (menggunakan menara air). Air dari sistem penyediaan air minum kota (PDAM) pada umumnya kualitasnya sudah memenuhi persyaratan kualitas air minum, kalau air dari sumber air individu, ada yang sudah memenuhi syarat kualitas air minum ada juga yang belum memenuhi. Kalau belum memenuhi syarat kualitas air minum, maka air tersebut harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi persyaratan air minum sebelum masuk ke dalam sistem plambing bangunan gedung.
10
2.4.2 Pompa Air Pompa air adalah suatu alat untuk menaikkan air dari level yang rendah ke level yang lebih tinggi. Dilihat dari jenisnya dapat dibedakan menjadi 2 (dua), yaitu pompa hisap dan pompa hisap-tekan. Pompa hisap hanya menaikkan air dari level di bawah pompa ke level sama dengan level pompa. Pompa hisap-tekan menaikkan air dari level di bawah pompa ke level di atas pompa. Dari cara kerjanya, pompa dapat dibedakan menjadi pompa tangan dan pompa mekanik (digerakan dengan cara mekanik). Pompa mekanik dibedakan menjadi 2 (dua) golongan. 1.
Pompa yang diletakkan di atas permukaan air (pompa sentrifugal dan pompa jet),
2.
Pompa yang diletakkan di dalam air, yang disebut pompa rendam (submersible pump). Pompa sentrifugal akan efektif digunakan untuk menaikkan air dari
kedalaman lebih kecil atau sama dengan 7.00 meter (jarak dari pompa sentrifugal dengan permukaan air yang akan di pompa < 7.00 meter). Untuk menaikan air, bila kedalaman muka air lebih besar dari 7.00 meter dari permukaan tanah, sebaiknya digunakan pompa jet (jet pump) atau pompa rendam (submersible pump). Agar pompa bisa berfungsi secara optimal (terutama pada pompa centrifugal), maka udara tidak boleh masuk ke dalam pipa hisap. Peralatan-peralatan serta fungsi serta yang ada sekitar pompa tersebut diatas diantaranya adalah sebagai berikut 1.
Foot valve, dari jenis katup searah : berfungsi untuk mencegah air turun kembali,
2.
Pipa hisap dan peralatannya (soket, knie): berfungsi sebagai jalan air ke pompa air,
3.
Pompa air : berfungsi untuk menaikan air,
4.
Fleksible joint: berfungsi agar pada waktu pompa akan dipasang setelah diperbaiki (dilepas), pada waktu pemasangnya kembali tidak mengalami kesulitan,
11
5.
Sambungan peredam getaran : berfungsi untuk meredam getaran pompa agar tidak merambat ke pipa. Sambungan peredam getaran biasanya dipasang pada pompa dengan kapasitas yang besar,
6.
Pipa tekan : berfungsi sebagai jalan air dari pompa air,
7.
Katup (valve) : berfungsi untuk mengatur aliran air biasanya yang digunakan adalah dari jenis gate valve (katup sorong),
8.
Katup searah (swing valve) : berfungsi untuk menahan air balik agar tidak menekan pompa,
9.
Saringan (strainer) : berfungsi untuk menyaring kotoran agar tidak masuk ke dalam pompa,
10. Manometer :berfungsi untuk mengukur tekanan air. Biasanya dipasang pada pompa dengan kapasitas yang besar. 2.4.3 Pipa Air Dan Peralatannya (Accessories) Air yang mengalir dalam pipa, mengalir di bawah tekanan (under pressure) atau disebut juga air mengalir dengan tekanan, yaitu air mengalir dalam pipa dalam kondisi pipa terisi penuh oleh air, jadi tidak ada udara di dalam pipa. Oleh karena itu air bisa mengalir ke bawah, ke atas, atau ke samping. Jadi pipa dapat dipasang tegak, miring ke atas, miring ke bawah atau mendatar. Pada waktu air mengalir dalam pipa, akan timbul gesekan-gesekan antar molekul air dan gesekangesekan antara air dengan dinding pipa. Hal ini mengakibatkan timbulnya kehilangan tekanan (head loss) pada waktu air mengalir di dalam pipa. Besarnya kehilangan tekanan dalam pipa tergantung dari : 1.
Kekasaran dinding pipa makin kasar dinding pipa makin besar kehilangan tekanannya,
2.
Panjang pipa makin panjang pipa, makin besar kehilangan tekanannya,
3.
Kecepatan air dalam pipa makin cepat air mengalir dalam pipa makin besar kehilangan tekanannya,
4.
Banyaknya perlengkapan (Accessories) pipa makin banyak perlengkapan pipa makin besar kehilangan tekanannya.
12
Pipa yang digunakan untuk digunakan dalam sistem plambing air minum harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1.
Pipa yang terbuat dari bahan yang kuat menahan tekanan air,
2.
Tidak mudah berkarat,
3.
Tidak mudah bocor,
4.
Tidak merubah kualitas air dalam pipa,
5.
Tidak berubah kualitasnya oleh cuaca (terutama kalau pipa dipasang di luar bangunan gedung). Peralatan (Accessories) pipa harus terbuat dari bahan yang sama dengan
bahan pipa yang akan dipasang. Peralatan pipa diantaranya terdiri dari :soket, knie, tee, reduser, croos, valve, dan Dop. 1.
Soket: berfungsi untuk menyambung 2 (dua) pipa lurus,
2.
Knie : berfungsi untuk menyambung 2 (dua) pipa berubah arah,
3.
Tee : berfungsi untuk menyambung 3 (tiga) pipa yang bertemu,
4.
Reduser: berfungsi untuk menyambung 2 (dua) pipa dengan garis tengah berbeda,
5.
Croos: berfungsi untuk menyambung 4 (empat) pipa lurus,
6.
Valve: berfungsi untuk mengatur atau menutup aliran air,
7.
Dop: berfungsi untuk menutup ujung pipa. Pada umumnya garis tengah pipa air minum bergaris tengah kecil, oleh
karena itu pipa air minum dapat dipasang dengan cara menanam pipa dalam dinding bangunan. Garis tengah pipa air minum yang ada adalah : ½” , ¾” , 1”, 1 ¼ “, 1 ½ “, 2”, 2 ½ “, 3”, 4”, 6”, 8” 10”. Pada umunya yang dipergunakan, yang bergaris tengah ½ “ sampai dengan 1 ¼ “ untuk rumah tinggal. 2.4.4 Tangki Air Tangki air biasa disebut juga reservoir, berfungsi sebagai tempat menyimpan air minum sementara. Tangki air bisa diletakkan di bawah atau di atas tanah (ground reservoir), pada atap bangunan atau bangunan yang tertinggi, dan pada menara air. Sebaiknya tangki bawah untuk bangunan gedung tidak diletakkan di dalam tanah (ditanam), tetapi diletakkan di atas tanah dengan
13
ketinggian sekitar 45 cm sampai 60 cm diatas tanah, agar tidak mudah terkotori, dan mudah untuk pemeliharaan. Dalam pemasangan tangki air diperlukan ruang bebas yang cukup di sekeliling tangki untuk pemeriksaan dan perawatan, seperti, di sebelah atas, di sebelah dinding, dan di bawah dasar reservoir, agar supaya dapat dilakukan pemeriksaan dan perawatan dengan baik. Ruang bebas tersebut sekurangkurangnya 45 cm, tetapi lebih baik dibuat sekitar 60 cm agar memudahkan pengecatan dinding luar tangki. Pada tangki air harus dilengkapi perlengkapan sebagai berikut : 1.
Penutup tangki : agar tangki terhindar dari pengotoran,
2.
Ventilasi : agar ada hubungan antara udara didalam tangki dan udara diluar tangki,
3.
Man hole: agar orang bisa masuk untuk membersihkan tangki,
4.
Pipa peluap : agar air bisa meluap keluar tangki bila tangki sudah penuh,
5.
Pipa inlet: untuk memasukan air kedalam tangki,
6.
Pipa outlet: untuk mengalirkan air kebangunan gedung,
7.
Pipa drain: untuk pengurasan. Tangki-tangki yang digunakan untuk menyimpan air minum harus
dibersihkan secara teratur, agar kualitas air minum tetap terjaga. Di samping itu sinar matahari tidak boleh masuk atau menembus ke dalam tangki, agar lumut (ganggang) tidak tumbuh. Disyaratkan juga agar tangki air tidak merupakan bagian struktural dari bangunan, serta lokasinya tidak berdekatan dengan tempat pembuangan air kotor atau kotoran lainnya. Serta lokasi tangki juga tidak boleh di tempat yang sering didatangi orang, kecuali petugas yang akan melakukan perawatan dan pembersihan. Tangki air harus terbuat dari bahan sebagai berikut : 1.
Tidak mudah bocor,
2.
Tahan terhadap tekanan air,
3.
Tahan terhadap perubahan cuaca (bila tangki air diletakkan di luar bangunan),
4.
Tidak menyebabkan air berubah kualitasnya.
14
Di dalam tangki air tidak boleh ada air mati, jadi air yang masuk duluan harus keluar duluan (antri). Ke dalam tangki air tidak boleh ada binatang atau serangga yang masuk, oleh karena itu lubang ventilasi harus ditutup oleh bahan yang tidak bisa ditembus serangga, tetapi udara bisa masuk (biasanya bahan yang digunakan adalah kasa nyamuk). 2.5 Proyeksi Jumlah Kebutuhan Air Bersih Menurut Linsley, R.K., dan Joseph, F. (1991), untuk memproyeksi jumlah kebutuhan air bersih dapat dilakukan berdasarkan perkiraan kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan ditambah perkiraan kehilangan air. Adapun kebutuhan air untuk berbagai macam tujuan pada umumnya dapat dibagi dalam : a.
Kebutuhan Domestik - sambungan rumah - sambungan kran umum
b.
Kebutuhan Non Domestik - Fasilitas sosial (Masjid, panti asuhan, rumah sakit dan sebagainya) - Fasilitas perdagangan/industri - Fasilitas perkantoran dan lain-lainnya Sedangkan kehilangan air dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu :
a.
Kehilangan air akibat faktor teknis, misalnya kebocoran dari pipa distribusi
b.
Kehilangan air akibat faktor non teknis, antara lain sambungan tidak terdaftar,
kerusakan meteran air, untuk kebakaran dan lain-lainnya. a.
Kebutuhan Domestik Merupakan kebutuhan air bersih untuk rumah tangga dan sambungan kran
umum. Jumlah kebutuhan didasarkan pada banyaknya penduduk, persentase yang diberi air dan cara pembagian air yaitu dengan sambungan rumah atau melalui kran umum. Kebutuhan air per orang per hari disesuaikan dengan standar yang biasa digunakan serta kriteria pelayanan berdasarkan pada kategori kotanya. Di dalamnya setiap kategori tertentu kebutuhan air per orang per hari berbeda-beda.
15
Tabel 2.2 Standar Kebutuhan Air Bersih Kategori Kota
Kebutuhan Air Bersih (liter/orang/hari)
Kota Metropolitan
190
Kota Besar
170
Kota Sedang
150
Kota Kecil
130
Desa
60
Sumber: Linsley, R.K., dan Joseph, F., 1991
b.
Kebutuhan Non Domestik Kebutuhan non domestik adalah kebutuhan air bersih selain untuk keperluan
rumah tangga dan sambungan kran umum, seperti penyediaan air bersih untuk perkantoran, perdagangan serta fasilitas sosial seperti tempat-tempat ibadah, sekolah, hotel, puskesmas, militer serta pelayanan jasa umum lainnya.
2.6 Metode penaksiran laju aliran air Menurut Noerbambang, S.M., dan Takeo, M. (2005). Metode yang digunakan untuk menaksir besarnya laju aliran air adalah : -
Berdasarkan Jumlah Penghuni
-
Berdasarkan Jumlah dan Jenis Alat Plambing
-
Berdasarkan Unit Beban Alat Plambing
2.6.1 Penaksiran Berdasarkan Jumlah Penghuni Metode ini didasarkan pada pemakaian air rata-rata sehari dari setiap penghuni, dan perkiraan jumlah penghuni. Dengan demikian jumlah pemakaian air sehari dapat diperkirakan, walaupun jenis maupun jumlah alat plambing belum ditentukan. Metode ini praktis untuk tahap perencanaan atau juga perancangan. Apabila jumlah penghuni diketahui, atau ditetapkan, untuk sesuatu gedung maka angka tersebut dipakai menghitung pemakaian air rata-rata sehari berdasarkan “standar” mengenai pemakaian air per orang per hari untuk sifat penggunaan
16
gedung tersebut. Tetapi kalau jumlah penghuni tidak dapat diketahui, biasanya ditaksir berdasarkan luas lantai dan menetapkan kepadatan hunian per luas lantai. Luas lantai gedung yang dimaksudkan adalah luas lantai efektif, berkisar antara 55 sampai 80 persen dari luas seluruhnya. Angka pemakaian air yang diperoleh dengan metode ini biasanya digunakan untuk menetapkan volume tangki bawah, tangki atap, pompa, dan sebagainya. Sedangkan ukuran pipa yang diperoleh dengan metode ini hanyalah pipa penyediaan air (misalnya, pipa dinas)dan bukan untuk menentukan ukuran pipapipa dalam seluruh jaringan. Tabel 2.3 dapat digunakan sebagai referensi, tetapi harus diperiksa terhadap kondisi pemakaian gedung yang dirancang.
Tabel 2.3 Pemakaian Air Minimum Sesuai Penggunaan Gedung Jangka waktu NO
Penggunaan Gedung
Pemakaian Air
pemakaian air rata – rata
Satuan
sehari (jam) 1
Rumah tinggal
120
8 - 10
Liter/Penghuni/Hari
2
Rumah susun
100′
8 - 10
Liter/Penghuni/Hari
3
Asrama
120
8
Liter/Penghuni/Hari
4
Rumah sakit
500″
8 - 10
Liter/Tempat tidur pasien/Hari
5
Sekolah Dasar
40
5
Liter/Siswa/Hari
6
SLTP
50
6
Liter/Siswa/Hari
7
SMU/SMK dan lebih
80
6
100
8
50
8
5
7
15
7
tinggi 8
Ruko/Rukan
9
Kantor/Pabrik
10
Toserba/toko pengecer
11
Restoran
Liter/Siswa/Hari
Liter/Penghuni dan pegawai/Hari Liter/Pegawai/Hari Liter/m2
Liter/Kursi
17
12
Hotel Berbintang
13
Hotmelati/Penginapan
14
Gd. Pertunjukan, Bioskop
15
Gd. Serba Guna
16
Stasiun, Terminal
17
Peribadatan
250
10
150
10
10
3
25
5
3
15
5
2
Liter/Tempat tidur/Hari Liter/Tempat tidur/Hari Liter/Kursi
Liter/Kursi Liter/Penumpang tiba dan pergi Liter/Orang (Belum dengan air wudhu)
Sumber: Noerbambang, S.M., dan Takeo, M., 2005
Catatan: ′ Hasil pengkajian Puslitbang Permukiman Dep. Kimpraswil tahun 2000 ″ Permen kesehatan RI No : 986/Menkes/Per/XI/1992
Untuk menentukan kebutuhan puncaknya, dapat dihitung dengan: a. Kebutuhan harian maksimum Untuk mencari kebutuhan air per hari menggunakan rumus: Q = n x keb. rata-rata per hari .............................................................. (2.1) Kebutuhan rata-rata per hari didapat berdasarkan jenis gedung. Kebutuhan rata-rata per hari dapat dilihat pada tabel 2.3. dimana, Q = Pemakaian air bersih rata – rata per hari (m3/hari) n = Jumlah Penghuni Dan diperkirakan butuh tambahan sampai 20% untuk mengatasi kebocoran, penyiraman taman, dan lain-lain. Sehingga debit air bersih rata – rata per hari dapat diketahui dengan rumus: Qd = (100% + 20%) x Q....................................................................... (2.2) b. Kebutuhan rerata Pemakaian air rata-rata menggunakan persamaan berikut: Qh = Qd/T............................................................................................. (2.3)
18
dimana, Qh
: Pemakaiaan air bersih rata – rata per jam (m³/jam)
Qd
: Debit air bersih rata – rata per hari (m³/hari)
T
: Jangka waktu pemakaian (jam)
c. Kebutuhan air pada jam puncak Qh-max = Qhm = C1 x Qh ................................................................... (2.4) dimana, Qhm = Kebutuhan air jam puncak (m³/jam) C1
= 1,5-2,0
d. Kebutuhan menit puncak Qm-max = Qmm = C2 x Qh/60 ............................................................ (2.5) dimana, Qmm = Kebutuhan air menit puncak (m³/menit) C2
= 3,0-4,0
2.6.2 Penaksiran Berdasarkan Jumlah dan Jenis Alat Plambing Metode ini digunakan apabila kondisi pemakaian alat plambing dapat diketahui, misalnya untuk perumahan atau gedung kecil lainnya. Juga harus diketahui jumlah dari setiap jenis alat plambing dalam gedung tersebut. Lihat tabel 2.4 sebagai referensinya. Tabel 2.4 Pemakaian Air pada Alat Plambing Setiap No
1
2
Nama alat plambing
pemakaian (Liter)
Waktu pengisian (detik)
Kloset, katup gelontor
15
10
Kloset, tangki gelontor
14
60
19
Peturasan, katup 3
5
10
14
300
Bak cuci tangan biasa
10
18
Bak cuci tangan kecil
10
40
15
60
25
60
125
250
42
210
gelontor Peturasan, tangki
4
5
6
gelontor
Bak cuci dapur, dgn 7
keran 13 mm Bak cuci dapur, dgn
8
keran 20 mm Bak mandi rendam
9
(bathtub) Pancuran mandi
10
(shower)
Sumber: SNI-03-7065-2005, 2005
2.6.3 Penaksiran Berdasarkan Unit Beban Alat Plambing Dalam metode ini untuk setiap alat plambing ditetapkan suatu unit beban (fixture unit), dimana 1 fu=7,5 galon/menit. Untuk setiap bagian pipa dijumlahkan besarnya unit beban dari semua alat plambing yang dilayaninya, dan kemudian dicari besar laju aliran airnya dengan Kurva pada gambar 2.1. Kurva ini memberikan hubungan antara jumlah unit beban alat plambing dengan laju aliran air, dengan memasukkan faktor kemungkinan penggunaan serentak dari alat – alat plambing.
20
Gambar 2.1 Hubungan antara unit beban alat plambing dengan laju aliran Kurva (1) untuk sistem yang sebagian besar dengan katup penggelontor. Kurva (2) untuk sistem yang sebagian besar dengan tangki penggolontor.
21
Tabel 2.5 memberikan besarnya unit beban untuk setiap alat plambing. Tabel 2.5 Unit Beban Alat Plambing Unit alat plambing
Jenis alat plambing
Jenis penyedian air
Kloset
Katup gelontor
6
10
Kloset
Tangki gelontor
5
Peturasan, dengan tiang Peturasan terbuka (urinal stall) Peturasan terbuka (urinal stall) Bak cuci (kecil)
Katup gelontor
3 _
Katup gelontor
_
5
Tangki gelontor
_
3
Keran
0,5
1
Keran
1
2
Keran
_
3
2
4
2
4
2
_
8
_
6
_
_
2
Bak cici tangan Bak cuci tangan, untuk kamar operasi
Untuk pribadi
Untuk umum
10
Satuan kamar mandi dengan bak mandi rendam Satuan kamar mandi dengan bak mandi rendam Bak cuci bersama
Keran pencampur air dingin dan panas Keran pencampur air dingin dan panas Keran pencampur air dingin dan panas Kloset dengan katup gelontor Kloset dengan tangki gelontor (untuk tiap keran)
Bak cuci pel
Keran
3
4
Bak cuci dapur
Keran
2
4
Bak cuci piring
Keran
_
5
Bak cuci pakaian ( 1 - 3)
Keran
3
_
Keran air minum
_
2
Katup bola
_
2
Bak mandi rendam (bath tub) Panuran mandi (shower) Pancuran amandi tunggal
Pancuran minum Pemanas air
Sumber: Noerbambang, S.M., dan Takeo, M., 2005
2.7 Volume Tangki Atas dan Tangki Bawah 2.7.1 Volume tangki bawah
22
Sebelum menghitung volume tangki, dihitung terlebih dahulu kapasitas pipa dinas (Qs). Menghitung kapasitas pipa dinas dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Qs = 2/3 x Qh .................................................................................... (2.6) Diketahuinya kapasitas air maka dapat dihitung volume tangki bawah tanah untuk menampung air yang akan didistribusikan ke semua lantai. Maka dapat digunakan rumus: Vr = Qd – Qs x T............................................................................... (2.7) dimana, Vr
= Volume tangki bawah tanah (m3)
Qd
= Kapasitas air per hari (m3)
Qs
= Laju aliran pipa dinas (m3/jam)
T
= Waktu pemakaian (jam)
2.7.2 Volume tangki atas Volume tangki atas dapat dihitung dengan rumus: Ve = (Qm maks – Qh maks) Tp + Qh maks x Tpu ................................ (2.8) dimana, Ve = Volume tangki atas (m3) Tp = Waktu kebutuhan jam puncak (menit) Tpu = Waktu pompa angkat (menit)
2.8 Kapasitas Dan Head Pompa 2.8.1 Pompa Angkat Kapasitas pompa angkat yang dipakai adalah sesuai dengan kebuthan air pada jam puncak (Qh maks). Kecepatan aliran pompa diasumsikan 2 m/s dengan menggunakan rumus: A = .......................................................................................... (2.9) dimana,
23
Q = kapasitas pompa A= Luas Penampang Pipa V = Kecepatan aliran pompa Untuk mencari besar head pompa yang diperlukan dapat dinyatakan dengan persamaan Bernoulli: Besar Head Total (H) = ha + ∆hp + hl +
²
....................................... (2.10)
dimana, H = Head total pompa (m) ha = Head statis total, yaitu vertikal antara permukaan air sisi keluar dengan permukaan air sisi isap (m) ∆hp = perbedaan Head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air (m) hl = Kerugian Head pada pipa yang menyakut panjang pipa, fitting, katup (valve), dan lain-lain. ²
= tekanan kecepatan pada lubang keluar pipa (m)
a. Head statis (Ha) Adalah jarak antara permukaan air tangki atas dengan permukaan air tangki bawah dalam gedung.
b. Perbedaan Head Tekanan pada kedua permukaan air (∆hp) Karena P1 dan P2 merupakan tangki terbuka, maka P1 dan P2 = 0, sehingga:
∆hp =
.
= 0m..................................................................... (2.11)
c. Kerugian Head (Hl) Head kerugian gesek dalam pipa (hf)
24
Sebelum mencari Head, ditentukan terlebih dahulu apakah aliran yang terjadi adalah aliran laminer atau aliran turbulen dengan menggunakan bilangan Reynolds, yaitu:
Re =
.
....................................................................................... (2.12)
dimana, Re = Bilangan Reynolds V = Kecepatan aliran (m/s) d
= Diameter pipa (m)
υ = visikositas kinematik air (m2/s) Visikositas kinematik air dapat dilihat pada tabel 2.6 berikut: Tabel 2.6 Sifat Fisik Air (Air dibawah 1 atm dan air jenih diatas 100°C) Temperature (°C)
Kerapatan (kg/l)
Viskositas Kinematik (m2/s) 0 0,9998 1,792 x 10-6 5 1,0000 1,520 10 0,9998 1,307 20 0,9983 1,004 30 0,9957 0,801 40 0,9923 0,658 50 0,9880 0,554 60 0,9832 0,475 70 0,9777 0,413 80 0,9716 0,365 90 0,9652 0,326 100 0,9581 0,295 120 0,9431 0,244 140 0,9261 0,211 160 0,9073 0,186 180 0,8869 0,168 Catatan : 1 atm = 101,3 kPa = 76 cmHg 1 kgf/cm2 = 98,1 kPa
Tekanan uap Jenuh (kgf/cm2) 0,00623 0,00889 0,01251 0,02383 0,04325 0,07520 0,12578 0,20313 0,3178 0,4829 0,7149 1,0332 2,0246 3,685 6,303 10,224
Sumber: Pompa dan Kompresor Pemilihan, Pemakaian dan Pemeliharaan, 1994
Maka untuk menghitung kerugian gesek yang terjadi dalam pipa menggunakan persamaan Darcy Weisbach:
25
hf = λ
. ² .
....................................................................................... (2.13)
dimana, hf = Head kerugian dalam pipa (m) λ = Koefisien kerugian gesek L = Panjang pipa (m) d = Diameter pipa (m) g = Percepatan gravitasi (m/s) v = Kecepatan aliran (m/s) Untuk mencari λ menggunakan formula Darcy untuk aliran turbulen, dengan rumusnya adalah: ,
λ = 0,020 +
..................................................................... (2.14)
Kerugian head kerugian plumbing accessories (he). Dengan menggunakan rumus: ²
he = K .................................................................................. (2.15) dimana, he = Head kerugian plumbing accesories (m) K = Koefisien kerugian (dapat dilihat dalam tabel 2.6 dibawah ini) Tabel 2.7 Nilai – nilai Koefisien Kerugian (K) Katup bola (terbuka lebar)
10
Katup pengatur ayunan (terbuka
2,5
lebar)
0,2
Katup pintu (terbuka lebar)
5,6
Katup pintu (terbuka separuh)
2,2
Tikungan balik
1,8
T – baku
0,9 o
Siku – siku 90 baku Sumber: Linsley, R.K., dan Joseph, F., 1989
26
Setelah semua bagian Hl = hf + he Maka besar head total pompa (H) adalah: H = Ha + ∆hp + Hl +
²
Tetapi pada kenyataannya dalam praktek lapangan untuk mencari head pompa yang dipergunakan menggunakan rumus: H = 11 2 x t ............................................................................ (2.16) dimana, H = Head pompa t = Tinggi gedung 2.8.2 Pompa Booster Air bersih dalam pendistribusiannya dari tangki atap instalasi pipa pada perancangan ini menggunakan gaya gravitasi, oleh sebab itu sangatlah dibutuhkan tekanan yang disyaratkan untuk alat – alat plambing. Tekanan yang berlebihan dapat menimbulkan rasa sakit
jika terkena pancaran air serta mempercepat
kerusakan perlalatan plambing. Untuk itu pompa booster digunakan untuk mendistribusikan air pada lantai 5 sampai roof floor. Untuk pompa ini tidak perlu dihitung head total, karena yang penting untuk pompa ini adalah tekanan yang mampu dihasilkan. Untuk memenuhi tekanan minimum alat – alat plambing maka perancangan ini tekanan pompa booster yang digunakan sebesar 2 kg/cm2 atau 196000 N/m2. Kapasitas pompa booster dapat ditentukan dengan jumlah penghuni yang menempati lanati 5 sampai roof floor.
Q = n x Kebutuhan air rata – rata .................................................... (2.17)
dimana, Q = Pemakaian air rata – rata per hari (m3/hari) n = Jumlah penghuni
2
