SISTEM SUPLAI AIR BERSIH UNTUK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

SISTEM SUPLAI AIR BERSIH UNTUK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG SKRIPSI Diajukan dalam rangka penyelesaian studi Strata 1 Untuk mencapai gelar Sarjana Teknik

Oleh : Nama

: Hadi Susanto

NIM

: 5250401065

Program Studi

: Teknik Mesin S1

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2006

HALAMAN PENGESAHAN Skripsi. Tahun 2006. Judul Skripsi : “Sistem Suplai Air Bersih Untuk Universitas Negeri Semarang”. Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji pada tanggal : 4 Maret 2006. Panitia Ujian” Ketua

Sekretaris

Drs. Supraptono, M.Pd NIP. 13112564

Basyirun, S.Pd, MT NIP. 132094389

Pembimbing I

Anggota Penguji :

Ir. Sunardjo, MT NIP. 130812214

1. Ir. Sunardjo, MT NIP. 130812214

Pembimbing II 2. Drs. Wirawan S, MT NIP. 131876223

Drs. Wirawan S, MT NIP. 131876223

3. Samsudin Anis, ST. MT NIP. 132303194 Mengetahui Dekan Fakultas Teknik

Prof. Dr. Soesanto NIP. 130875753 ii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto : “Hai orang-orang yang beriman, bersabarlah kamu dan kuatkanlah kesabaranmu.” (Ali Imran : 200) “Janganlah bertengkar, tapi bertengkarlah sebagai kawan, bukan sebagai lawan.” (Gus Mus)

Persembahan untuk : 1. Bapak dan Ibu 2. Saudara-Saudaraku 3. Teman-temanku TM’ 01 4. Adik Wanda

iii

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT penguasa alam raya. Berkat limpahan nikmat dan karunia serta kasih sayang-Nya pada akhirnya Skripsi ini dapat penulis selesaikan. Hanya kepada Allah SWT penulis menghaturkan sembah sujud sebagai wujud ibadah kepada-Nya demi memperoleh keridhoan-Nya. Skripsi yang dibuat adalah Sistem Suplai Air Bersih Untuk Universitas Negeri Semarang. Skripsi ini diharapakn dapat menambah wawasan bagi penulis serta orang lain mengenai perancangan instalasi air serta desain instalasinya. Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada : 1. Ayahanda dan Ibunda tercinta, yang telah memberikan segalanya demi kesuksesan studi putranya. 2. Prof.Dr. Soesanto,M.Pd., selaku Dekan Fakultas teknik Universitas Negeri Semarang . 3. Drs. Pramono, Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang. 4. Bapak Ir. Sunardjo, MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing dan membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini. 5. Bapak Drs. Wirawan Sumbodo, MT., selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing dan membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini.

iv

6. Dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah sekian lama mengajar dan mendidik penulis selama kuliah. 7. Karyawan tata usaha serta perpustakaan yang telah membantu penulis dalam administrasi dan referensi. 8. Kakakku yang telah banyak memberikan dukungan, nasehat, dan dorongan selama penulis kuliah. 9. Seseorang yang selalu terucap dalam setiap doaku yang telah menjadi inspirator selesainya Skripsi ini. 10. Seluruh rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin. 11. Seluruh pihak yang belum penulis sebutkan yang telah membantu penulis hingga selesainya Skripsi ini. Semoga Allah SWT membalasnya dengan balasan yang baik. Akhir kata penulis mengharapkan kritik dan saran guna menambah pengetahuan penulis dikemudian hari. Semoga Skripsi ini dapat diambil manfaatnya bagi pembaca dan semua yang membutuhkan.

Semarang, Januari 2006

Hadi Susanto

v

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ii MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................... iii KATA PENGANTAR ...................................................................................... iv DAFTAR ISI...................................................................................................... v DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN ................................................... vii DAFTAR TABEL ............................................................................................. x DAFTAR GAMBAR......................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii INTI SARI ......................................................................................................... xiv BAB I. PENDAHULUAN................................................................................. 1 1.1

Mengenal Plambing dan Kegunaannya ..................................................... 1

1.2

Fungsi Perlatan Plambing ......................................................................... 2

1. 3 Jenis Peralatan Plambing ........................................................................... 3 1. 4 Prosedur Perencanaan Sistem Plambing ................................................... 4 BAB II. TINJAUAN MASALAH ................................................................... 7 2.1

Latar Belakang .......................................................................................... 7

2.2

Permasalahan ............................................................................................ 8

2.3

Tujuan ....................................................................................................... 8

2.4

Manfaat ..................................................................................................... 8

2.5

Penegasan Istilah ....................................................................................... 9

2.6

Sistematika Penulisan ............................................................................... 10

2.7

Pendekatan Penelitian ............................................................................... 11

vi

BAB III. LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS ........................................ 13 A. Landasan Teori .............................................................................................. 13 3. 1 Prinsip Dasar Sistem Penyediaan Air ....................................................... 13 3.1.1 Kualitas Air ...................................................................................... 13 3.1.2 Pencegahan Pencemaran Air ............................................................ 18 3.1.3 Pekerjaan Plambing .......................................................................... 21 3. 2 Alat Plambing ........................................................................................... 23 3.2.1

Kualitas Alat Plambing ................................................................. 24

3.2.2

Peralatan Saniter ............................................................................ 24

3.2.3

Perhitungan Dalam Plambing ...................................................... 31

3. 3 Sistem Perpipaan ....................................................................................... 33 3.3.1 Head Kerugian Pipa ......................................................................... 37 3.3.2 Kerugian Dalam Jalur Pipa .............................................................. 38 3. 4 Pompa Air ................................................................................................. 39 3.4.1

Pompa Plunger .............................................................................. 39

3.4.2

Jenis Pompa ................................................................................... 40

B Hipotesa ........................................................................................................ 49 BAB IV. DEBIT AIR ........................................................................................ 50 4.1

Menghitung Konsumsi Air Bersih ............................................................ 50 4.1.1

Kebutuhan Air Untuk Rektorat Dan Perpustakaan ....................... 51

4.1.2

Kebutuhan Air Untuk Fakultas MIPA ........................................... 53

4.1.3

Kebutuhan Air Untuk Fakultas Bahasa Dan Sastra ...................... 55

4.1.4

Kebutuhan Air Untuk Fakultas Ilmu Pendidikan........................... 57

4.1.5

Kebutuhan Air Untuk Fakultas Ilmu Sosial .................................. 58

4.1.6

Kebutuhan Air Untuk Fakultas Ilmu Keolahragaan ..................... 60

4.1.7

Kebutuhan Air Untuk Fakultas Teknik ......................................... 62

4.2 Debit Air Pipa Dinas ................................................................................. 64 4.3

Perancangan Reservoir .............................................................................. 67

4.4

Beban Alat Plambing ................................................................................ 68

vii

BAB V. PERENCANAAN PIPA ................................................................... 72 5.1

Perhitungan Perencanaan Pipa .................................................................. 72

5.2

Perencanaan Pipa Dinas Dan Fakultas ...................................................... 77

BAB VI. HEAD KERUGIAN .......................................................................... 79 6.1

Definisi Head Kerugian ............................................................................ 79

6.2

Head Kerugian Gesek Dalam Pipa ........................................................... 80 6.2.1 Kerugian Pipa Lurus Dan Kecepatan Aliran .................................... 80 6.2.2 Kerugian Ujung Masuk Pipa ............................................................ 96 6.2.3 Kerugian Belokan Pipa .................................................................... 96 6.2.4 Kerugian Pengecilan Penampang ..................................................... 98 6.2.5 Kerugian Percabangan Pipa ............................................................. 104 6.2.6 Kerugian Ujung Keluar Pipa ............................................................ 109 6.2.7 Kerugian Head Di Katup ................................................................. 109 6.2.8 Kerugian Gesek Gedung 3 Lantai

6.3

Head Total Pompa .................................................................................... 111

BAB VII. KERUGIAN TEKANAN DAN PEMILIHAN POMPA .............. 113 7.1

Kerugian Tekanan ..................................................................................... 113

7.2

Pemilihan Pompa ...................................................................................... 121 7.2.1 Pompa Reservoir .............................................................................. 121 7.2.2 Pompa Distribusi .............................................................................. 122

BAB VIII. PENUTUP ...................................................................................... 123 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 127 LAMPIRAN ...................................................................................................... 128

viii

DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN

Qh

= Pemakaiaan air rata-rata (m3/jam)

Qd

= Pemakaian air rata-rata sehari (m3)

Qs

= Kapasitas pipa dinas (m3/jam)

VR

= Volume tangki air (m3)

T

= Jangka waktu pemakaian (jam)

Q

h-max

= Pemakaian air pada jam puncak (m3/jam)

Q m – max = Pemakaian air pada menit puncak(m3/menit)

c1

= Konstanta pemakaian air pada jam puncak

c2

= Konstanta pemakaian air pada menit puncak

VE

= Kapasitas efektif tangki atas (m3)

Qp

= Kebutuhan puncak (liter/menit)

Qmax

= Kebutuhan jam puncak (liter/menit)

Qpu

= Kapasitas pompa pengisi (liter/menit)

Tp

= Jangka waktu kebutuhan puncak (menit)

Tpu

= jangka waktu kerja pompa pengisi (menit)

Re

= Bilangan Reynolds (tak berdimensi)

ν

= Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa (m/s)

D

= Diameter dalam pipa (m)

v

= Viskositas kinematik zat cair (m2/s)

Q

= Laju aliran (m3/jam)

C

= Koefisien pipa

L

= Panjang pipa (m) ix

hf

= Kerugian head (m)

ν

= Kecepatan rata-rata dalam pipa (m/s)

f

= Koefisisen kerugian

g

= Percepatan grafitasi (9,8 m/s2)

hf

= Kerugian head (m)

C

= Koefisien gesek pipa

A

= Luas penampang

H

= Head total pompa (m)

ha

= Head statis total (m)

Δhp

= Perbedaan head tekanan

hl

= Kerugian head dipipa (m)

H

= Tinggi angkat total (m)

Hs

= Tinggi hisap (m)

Hd

= Tinggi tekan (m)

Nh

= Daya hidrolik (KW)

γ

= Berat spesifik (kg/m3)

Np

= Daya poros dalam (HP)

ήp

= Efisiensi pompa

hfd

= Rugi – rugi akibat gesekan

n

= Kecepatan putar poros pompa ( rpm )

Psh

= Daya poros yang dibutuhkan pompa ( Watt )

Pa

= Tekanan absolute pada cairan yang akan dipompa

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1

Standar kualitas air minum di berbagai negara .............................. 13

Tabel 3.2

Standar kualitas air minum di Indonesia........................................ 16

Tabel.3.3

Pemakaian air rata-rata setiap orang per hari................................. 33

Tabel 4.1

Konsumsi air di UNNES................................................................ 68

Tabel 4.2

Unit alat plambing.......................................................................... 69

Tabel 4.3

Unit beban alat plambing ............................................................... 70

Tabel 5.1

Ekivalen untuk pipa baja karbon.................................................... 72

Tabel 5.2

Ekivalen untuk pipa PVC keras ..................................................... 73

Tabel 5.3

Ekivalen untuk pipa baja dilapisi PVC keras................................. 73

Tabel 5.4

Perencanaan pipa gedung 5 lantai .................................................. 74

Tabel 5.5

Perencanaan pipa gedung 3 lantai .................................................. 75

Tabel 5.6

Diameter pipa ................................................................................. 78

Tabel 6.1

Kerugian pada belokan pipa........................................................... 96

Tabel 6.2

Koefisien kerugian pengecilan penampang pipa............................ 98

Tabel 6.3

Koefisien kerugian untuk percabangan.......................................... 104

Tabel 6.4

Koefisien dari berbagai katup ........................................................ 110

Tabel 8.1

Kebutuhan air ................................................................................. 124

Tabel 8.2

Kerugian tekanan ........................................................................... 126

xi

DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1

Urutan kegiatan prosedur perancangan instalasi plambing... 6

Gambar 3.1

Contoh terjadinya aliran balik............................................... 20

Gambar 3.2

Celah udara dan bukaan efektif ............................................ 21

Gambar 3.3

Katup siram untuk mencuci tangan....................................... 27

Gambar 3.4

Katup dari kloset air jenis hemat-air ..................................... 28

Gambar 3.5

Bentuk perangkap “P”........................................................... 30

Gambar 3.6

Sekat perangkap “S” ............................................................. 30

Gambar 3.7

Pemasangan perangkap “S” .................................................. 31

Gambar 3.8

Contoh sambungan langsung (stub in).................................. 36

Gambar 3.9

Pompa submersible ............................................................... 46

Gambar 4.1

Hubungan unit beban alat plambing dengan laju aliran....... 69

Gambar 5.1

Kerugian gesek dalam pipa ................................................... 77

Gambar 6.1

Pengecilan penampang pipa.................................................. 98

Gambar 3.5

Gambar percabangan pipa..................................................... 105

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Standar kualitas air minum di berbagai Negara .......................... 129 Lampiran 2. Standar kualitas air minum Indonesia ........................................ 131 Lampiran 3. Pemakaian air rata-rata per orng setiap hari ............................... 133 Lampiran 4. Pemakaian air menurut penggunaannya ..................................... 134 Lampiran 5. Ketebalan pipa ............................................................................ 135 Lampiran 6. Ketebalan dan diameter dalam pipa baja tempa ......................... 136 lampiran 7. Macam-macam katup ................................................................... 138

xiii

INTISARI “Sistem Suplai Air Bersih Untuk Universitas Negeri Semarang”. Hadi Susanto, Sunardjo, Wirawan Sumbodo, 2006. Skripsi. Teknik Mesin.Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang. Pada dasarnya plambing adalah pekerjaan yang mengikuti teknologi, yang menyangkut tentang sistem pemanasan sentral, persediaan air bersih, saluran pembuangan air kotor dan lain sebagainya. Fungsi dari peralatan plambing adalah untuk menyediakan air bersih ke tempat-tempat yang dikehendaki dengan tekanan yang cukup, yang kedua membuang air kotor dari tempat-tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian penting lainnya. Pada masa dahulu, tujuan utama sistem penyediaan air adalah untuk menyediakan air yang cukup berlebihan. Tetapi pada masa kini ada pembatasan jumlah air yang dapat diperoleh karena pertimbangan penghematan energi dan adanya keterbatasan sumber air. Disini penulis akan merancang instalasi air untuk Universitas Negeri Semarang. Perancangan instalasi dimulai dari perencanaan reservoir, tandon atas Fakultas, diameter pipa, menghitung kapasitas air dan memilih pompa, pompa yang digunakan adalah dua buah pompa submersibel dengan kapasitas masingmasing 55 m3/jam, head total dan satu buah pompa sentrifugal dengan kapasitas 110 m3/jam, head total 25 m

xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Mengenal Plambing Dan Kegunaannya Plambing adalah pekerjaan yang mengikuti teknologi, yang menyangkut tentang sistem pemanasan sentral, persediaan air bersih, saluran pembuangan air kotor dan lain sebagainya. Fungsi dari peralatan plambing adalah untuk menyediakan air bersih ke tempat-tempat yang dikehendaki dengan tekanan yang cukup, yang kedua membuang air kotor dari tempat-tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian penting lainnya. Pada masa dahulu, tujuan utama sistem penyediaan air adalah untuk menyediakan air yang cukup berlebihan. Tetapi pada masa kini ada pembatasan jumlah air yang dapat diperoleh karena pertimbangan penghematan energi dan adanya keterbatasan sumber air. Pada tahun-tahun akhir ini, bahan dalam air buangan menjadi beraneka ragam jenisnya dan rumit kualitasnya, sebagai akibat perubahan menu makanan manusia, kemajuan teknologi, industri dan sebagainya. Meskipun sistem plambing adalah sarana yang sangat penting dan dikenal banyak orang, tetapi bukannya tidak mungkin untuk merancang atau melaksanakannya tanpa menggunakan komputer. Dapat disimpulkan bahwa instalasi plambing tidaklah semudah sebagaimana tampaknya dari luar. Sejarah plambing dikenal kira-kira 2000 tahun yang lalu pada saat tentara romawi menyerbu, tentara romawi tiba-tiba mendapatkan suku bangsa yang masih terbelakang, belum mengenal kenikmatan villa dengan sistem pemanasan sentral,

1

2

persediaan air bersih, saluran pembuangan air kotor dan lain sebagainya yang mana bagi orang romawi hal itu adalah sudah biasa. Pada awal zaman itu tukang plambing bangsa romawi sudah cakap dalam pekerjaan pipa. Ketika tentara romawi ditarik dari inggris, tukang plambing hampir dilupakan. Sekitar tahun 1400 kepadatan penduduk semakin banyak pekerja plambing mulai dibutuhkan kembali. Plambing lahir dengan tradisinya yang sederhana dan terus untuk kehidupan sekarang dan yang akan datang serta cepat menyerap ilmu pengetahuan modern. Ide-ide mengikuti zaman dalam desain plambing dan instalasinya membuat pekerjaan tersebut lebih baik dan efisien (Plambing, 2000). Di Indonesia kebutuhan akan jasa plambing sudah mulai terasa akan kebutahannya. Dengan makin pesatnya pembangunan baik rumah tinggal maupun gedung bertingkat banyak, akan menuntut plambingnya, yaitu instalasi untuk penyediaan air minum, penyaluran air buangan beserta peralatan saniternya. Karenanya kebutuhan akan adanya pengaturan akan pedoman dalam masalah plambing.

1.2 Fungsi Peralatan Plambing Fungsi dari peralatan plambing adalah untuk menyediakan air bersih ke tempat-tempat yang dikehendaki dengan takanan yang cukup, membuang air kotor dari tempat-tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian penting lainnya. Sistem yang pertama dilaksanakan oleh sistem penyediaan air bersih, dan yang kedua oleh sistem pembuangan.

3

Pada masa dahulu sistem penyediaan air adalah untuk menyediakan air yang cukup berlebihan. Tetapi pada masa kini ada pembatasan untuk penghematan energi dan adanya keterbatasan sumber air. Tahun-tahun akhir ini, bahan dalam air buangan makin beraneka ragam jenisnya dan rumit kualitasnya. Sebagai akibat perubahan menu makanan manusia, kemajuan teknologi dan industri. Tapi diharapkan sampai saat ini fungsi air tidak berubah. Meskipun plambing adalah sarana yang sangat penting dan dikenal banyak orang, kesalahan dalam perancangan, pemasangan atau perawatan dari peralatan plambing dapat membahayakan jiwa manusia. Dapat disimpulkan bahwa tidaklah mudah dalam merancang instalasi plambing sehingga banyak Negara menetapkan undang-undang, peraturan, pedoman pelaksanaan (code of practice). Di Indonesia sendiri disiapkan “Pedoman Plambing Indonesia”.

1.3 Jenis Peralatan Plambing Peralatan plambing meliputi : 1) Peralatan untuk penyediaan air bersih/air minum. 2) Peralatan untuk penyediaan air panas. 3) Peralatan untuk pembuangan Dan Ven. 4) Peralatan saniter (plumbing fixtures). Sistem plambing merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dalam pembangunan gedung. Oleh karena itu, perencanaan dan perancangan sistem plambing harus dilakukakan secara bersamaan dan sesuai tahap-tahap perencanaan dan perancangan gedung itu sendiri, dengan memperhatikan secara

4

seksama hubungannya dengan bagian-bagian kontruksi gedung serta peralatan lainnya yang ada dalam gedung tersebut.

1.4 Prosedur Perencanaan Sistem Plambing a. Rancangan konsep Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam rancangan konsep plambing : 1) Jenis dan penggunaan gedung 2) Denah bangunan 3) Jumlah penghuni b. Penelitian lapangan Dalam tahap rancangan konsep, penelitian lapangan sangat penting disamping hal-hal yang disebut diatas. Penelitian lapagan yang kurang memadai ataupun tidak lengkap tidak hanya akan menimbulkan kesulitan pada tahap awal perancangan, tetapi bahkan dapat menyebabkan terhambatnya pelaksanaan pemasangan instalasi. Oleh karena itu penelitian lapangan merupakan bagian dari pekerjaan perencanaan perancangan. Penelitian ini mencakup pula perundangan dengan instasi pemerintah yang berwenang, menjajagi pendapat instasi pengairan dan pembuangan air.

5

c. Rencana dasar 1) Masalah umum Dalam tahap ini disiapkan tahap-tahap perancangan, dengan menggunakan rencana konsep serta data yang diperoleh dari penelitian lapangan. •

Pertemuan dengan pemilik gedung

•

Penyesuaian dengan persyaratan

2) Pemilihan peralatan Setelah menetapkan dasar perancangan, jenis sistem plambing dapat dipilih, data untuk perhitungan perancangan dapat disiapakan dan jenis-jenis peralatannya d. Rancangan pendahuluan Berdasarkan rencana dasar yang telah dibuat, kapasitas dari sistem dan

perletakan

peralatan

plambing

dipelajari

lebih

detail

dengan

menggunakan gambar-gambar pendahuluan denah bangunan. e. Rancangan pelaksanaan Setelah rancangan pendahulan diperiksa dan disetujui oleh pemilik gedung ataupun perancang gedung, perhitungan, gambar-gambar perancangan dapat disiapkan, dokumen spesifikasi dan biaya perkiraan pelaksanaan. Kontraktor pelaksanaan akan membuat penawaran biaya pelaksanaan bedasarkan gambar perancangan dan spesifikasi tersebut, sehingga kontrak dapat dilaksanakan.

6

konsep

Pematangan konsep

Dokumen rancangan dasar

Dokumen desain pendahuluan

Dokumen pengembangan desain

Dokumen pelaksanaan

Pelaksanaan pembangunan instalasi plambing

Gbr. 1 Urutan kegiatan prosedur perancangan instalasi plambing

BAB II TINJAUAN MASALAH

2.1 Latar Belekang Penggunaan pompa untuk membantu manusia selalu mengalami perkembangan, kita ambil salah satu contoh yaitu pompa air. Air merupakan salah satu unsur terpenting dalam kehidupan sehari-hari, seluruh mahkluk hidup membutuhkan air, tidak halnya dengan manusia baik itu air minum ataupun air bersih untuk kehidupan sehari-hari. Di kawasan Universitas Negeri Semarang yang berada didaerah Gunung Pati Semarang sampai saat ini belum terjangkau air PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum), sehingga kampus Universitas Negeri Semarang menggunakan sumber mata air dari dalam tanah atau yang lebih kita kenal dengan sumur, Baik itu sumur dangkal atau sumur dalam (sumur artetis). Menurut survei Universitas Negeri Semarang menggunakan sumur artetis, karena membutuhkan air bersih dalam jumlah yang banyak untuk menunjang kelancaran sarana dan prasarana di Universitas Negeri Semarang. Maka dari itu dibutuhkan suatu sistem perencanaan dan perancangan

instalasi air bersih yang mampu

mensuplai dan mendistribusikan air bersih secara merata dan sesuai dengan kebutuhan. Didalam instalasi suplai air bersih akan berkaitan erat dengan perencanaan dan perancangan sistem plambing yang dilakukan sesuai dengan tahapan-tahapan perencanaan dan perancangan instalasi tersebut. Ini dimaksudkan untuk mendapatkan air bersih sesuai dengan kebutuhan. Didalam Perencanaan dan Perancangan instalasi suplai air bersih ditunjang oleh sistem perpipaan yang

7

8

memadai dan pompa air yang mensuplai air dari sumur ke penampungan pusat (reservoir) untuk mensuplai ke tower Fakultas kemudian didistribusikan untuk menunjang sarana dan prasarana. Pompa yang digunakan harus sesuai dengan kapasitas air yang dibutuhkan.

2.2 Permasalahan Dari uraian diatas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : 1. Bagaimana cara merencanakan dan merancang instalasi suplai air bersih Untuk Universitas Negeri Semarang. 2. Bagaimana cara memaksimalkan sumber air yang ada untuk memenuhi kebutuhan air bersih di Universitas Negeri Semarang.

2.3 Tujuan Tujuan dari perencanaan dan perancangan ini adalah: 1. Untuk dapat merencanakan dan merancang instalasi pipa suplai air bersih untuk Universitas Negeri Semarang. 2. Untuk dapat memaksimalkan sumber air yang ada untuk memenuhi kebutuhan air bersih Di Universitas Negeri Semarang.

2.4 Manfaat Manfaat yang ingin dicapai dari perencanaan dan perancangan ini adalah : 1. Sebagai masukan untuk Universitas Negeri Semarang tentang perencanaan dan perancangan sistem instalasi air bersih.

9

2. Sebagai masukan bagi para konsultan instalasi perencanaan dan perancangan air bersih. 3. Sebagai masukan bagi mahasiswa itu sendiri. 4. Sebagai masukan kepada para pembaca.

2.5 Penegasan Istilah Penegasan istilah dimaksudkan untuk memberikan gambaran yang lebih jelas dan supaya terdapat kesatuan pengertian dari beberapa istilah yang terdapat rancangan skripsi dengan judul “Sistem Suplai Air Bersih Untuk Universitas Negeri Semarang”. 1. Instalasi Instalasi

adalah

perangkat

peralatan

teknik

beserta

perlengkapannya yang dipasang pada posisinya dan siap digunakan (Kamus Besar Bahasa Indonesia, 1998). 2. Suplai Suplai adalah pembekalan atau persediaan barang- barang yang dibutuhkan dapat diperoleh. (Kamus Besar Bahasa Indonesia, 1998). 3. Plambing Plambing adalah pekerjaan yang mengikuti teknologi, yang menyangkut tentang sistem pemanasan sentral, persediaan air bersih, saluran pembuangan air kotor dan lain sebagainya. (Perancangan Dan Pemeliharaan Sistem Plambing, 2000).

10

4. Distribusi Distribusi adalah penyaluran (pembagian, pengiriman) kepada beberapa orang atau beberapa tempat (Kamus Besar Bahasa Indonesia, 1998). 5. Pompa Pompa adalah alat atau mesin untuk memindahkan atau menaikan

cairan

atau

gas

dengan

cara

menghisap

dan

memancarkannya (Pompa Dan Kompresor, 2000).

2.6 Sistematika Penulisan Penulisan tugas akhir ini dibuat dengan sistematika sebagai berikut: A. Bagian awal Bagian awal dari tugas akhir ini berisi: inti sari, lembar pengesahan, motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar lambang dan singkatan, daftar tabel, daftar gambar dan daftar lampiran. B. Bagian isi Bagian isi dari tugas akhir ini berisi: BAB I

PENDAHULUAN 1.1. Mengenal plambing dan kegunaanya 1.2. Fungsi peralatan plambing 1.3. Jenis peralatan plambing 1.4. Prosedur perencanaan sistem plambing 1.5. Urutan kegiatan prosedur perancangan instalasi plambing

BAB II. TINJAUAN MASALAH 2.1. Latar Belakang 2.2. Permasalahan 2.3. Tujuan 2.4. Manfaat

11

2.5. Penegasan Istilah 2.6. Sistematika Penulisan 2.7. Pendekatan Penelitian BAB III. LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS A. Landasan Teori 3. 1. Prinsip Dasar Sistem Penyediaan Air 3. 2. Alat Plambing 3. 3. Sistem Perpipaan 3. 4. Pompa Air B. Hipotesis BAB IV. DEBIT AIR 4.1. Menghitung Konsumsi Air Bersih 4.2. Debit Air Pipa Dinas 4.3. Perancangan Reservoir 4.4. Beban Alat Plambing BAB V. PERENCANAAN PIPA 5.1. Perhitungan Perencanaan Pipa 5.2. Perencanaan Pipa Dinas Dan Fakultas BAB VI. HEAD KERUGIAN 6.1 Definisi Head Kerugian 6.2

Head Kerugian Gesek Dalam Pipa

6.3

Head Total Pompa

BAB VII. KERUGIAN TEKANAN DAN PEMILIHAN POMPA 7.1

Kerugian Tekanan

7.2

Pemilihan Pompa

BAB VIII. PENUTUP C. Bagian akhir Bagian akhir dari tugas akhir ini berisi daftar pustaka dan lampiranlampiran dan surat pengantar penelitian.

12

2.7 Pendekatan Penelitian Pendekatan penelitian dilakukan oleh perancang untuk mendapatkan data-data sebagai langkah awal dalam merencanakan dan merancang instalasi plambing. Pendekatan penelitian untuk pengambilan data dilakukan dengan cara : 1. Observasi lapangan Perancang melakukan observasi lapangan untuk mendapatkan datadata teknis dilapangan, antara lain : data perencanaan, situasi sekitar bangunan, dan lain-lain. 2. Interview Pendekatan penelitian dilakukan dengan cara wawancara langsung dengan staf bagian rumah tangga Universitas Negeri Semarang baik staf kantor maupun teknisi dilapangan atau sumber yang berkompeten untuk mendapatkan data-data perancangan (pompa, lokasi sumber air, tower air dan sebgainya). 3. Dokumen Pendekatan

penelitian

dilakukan

dengan

cara

mempelajari

dokumen atau arsip-arsip yang berhubungan sistem perancangan instalasi air di Universitas Negeri Semarang. 2.7.1 Pengambilan Data Pengambilan data dilakukan dimaksudkan untuk mengetahui data-data : 1. Jumlah mahasiswa tiap Fakultas di Universitas Negeri Semarang. 2. Lokasi dan kapasitas debit sumur di Universitas Negeri Semarang. 3. Jumlah tower, lokasi reservoir dan sumber air.

13

BAB III LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

A. Landasan teori 3.1

Prinsip Dasar Sistem Penyediaan Air

3.1.1 Kualitas air Tujuan terpenting dalam sistem penyediaan air adalah menyediakan air bersih. Penyediaan air minum dengan kualitas tetap baik merupakan prioritas utama. Banyak Negara telah menetapkan standar kualitas untuk tujuan ini. Di Negara-negara berkembang maupun Negara maju dapat menggunakan standar kualitas air dari badan kesehatan dunia (WHO). Untuk gedung-gedung yang dibangun di daerah mana tidak tersedia fasilitas penyediaan air minum untuk umum, seperti tempat terpencil dipegunungan atau di pulau, penyediaan air akan diambil dari sungai, air tanah dangkal, dan sebainya. Dalam hal demikian, air tersebut haruslah diolah agar dicapai standar kualitas air yang berlaku. Tabel 3.1 Standar kualitas air minum di berbagai Negara No.

Unsur

Satuan

Standar Jepang

WHO Standar Internasional −

Uraian (sumber)

C

−

Standar Eropa −

Pt-Co

−

−

−

section 4

Bau

−

Netral

−

−

2. international

4

Rasa

−

Netral

−

−

standard for drinking

5

Kekeruhan

silica

<2 derajat

−

5-25 derajat

1

Temperatur

2

Warna

3

°

13

1. city water service,

water

14

Lanjutan Tabel 3.1 Standar kualitas air minum di berbagai Negara. No.

Unsur

Standar Jepang (mg/l)

WHO

−

0,05

Standar Internasional (mg/l) −

Ion klorida

200

200

200

3

Zat organic

10

−

−

4

Ion sianida

0

0,05

0,05


5

Air raksa

0

−

0,001

water.

6

Fosfor organic

0

−

−

7

Tembaga

1

0,05

0,05

8

Besi

0,3

0,1

0,1

9

Mangan

0,3

0,05

0,05

10

Seng

1

5

5

11

Timah hitam

0.1

0,1

0,19

12

Arsenik

0,05

0,05

0,05

13

Flourida

0,8

0,7

0,001

14

Phenolik

0,005

0,001

0,6

15

Cadmium

0,01

0,001

0,001

16

Selenium

−

0,001

0,001

17

Magnesium

300

30

150

18

SO4

−

250

200

19

Sulfida

−

0,05

−

20

CO2

−

0

−

21

Ca

−

−

75

1

Nitrogen

2

Standar Eropa (mg/l)

Uraian (sumber)

1. city water service, section 4. 2. international

15

Lanjutan Tabel 3.1 Standar kualitas air minum di berbagai Negara. No.

Unsur Satuan

Standar Jepang (mg/l)

WHO Standar Eropa Standar (mg/l) Internasional (mg/l) 5 −

Uraian (sumber)

22

O2

−

23

Aluminium

−

−

−

section 4.

24

Perak

−

−

−

2. international

25

Balium

−

−

−


26

Kesadahan

300

100-500

100-500

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

−

Radioaktifitas : 1

Sinar alfa

2

Sinar beta

3

U-238

4

Radium 226

5

Strontium 90

6

Tritium Mikrobiologik :

1

Kuman parasitik

2

Kuman patogenik

3

Bakteri koli

4

Bakteri, umum

Sumber : Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 15


water.

16

Tabel. 3.2 Standar kualitas air minum di Indonesia No.

Unsur

1

Temperatur

2

Warna

3

Satuan

°

Minimum yang diperoleh

Standar Indonesia Maksimum Maksimum yang yang dianjurkan dibolehkan − −

Uraian (sumber)

C

−

Pt-Co

−

5

50

section 4

Bau

−

−

−

−

2. international

4

Rasa

−

−

−


5

Kekeruhan

−

5

water

silica

5


17

Unsur No

Minimum yang diperoleh (mg/l) −

Standar Indonesia Maksimum Maksimum yang yang dianjurkan diperbolehkan (mg/l) (mg/l) 0,05 −

1

Nitrogen

2

Ion klorida

200

200

200

3

Zat organic

10

−

−

4

Ion sianida

0

0,05

0,05

5

Air raksa

0

−

0,001

6

Fosfor organic

−

−

−

7

Tembaga

−

0,05

1,5

8

Besi

−

0,1

1

9

Mangan

0,3

0,05

0,05

10

Seng

−

0,5

0,05

11

Timah hitam

−

1

0,19

12

Arsenik

−

−

0,05

13

Flourida

0,01

0,01

0,1

14

Phenolik

0,005

0,001

0,6

15

Cadmium

0,01

0,001

0,001

16

Selenium

−

0,001

0,001

17

Magnesium

200

400

0

0

0,05

−

0

−

−

75

0,01

0,1

−

−

−

−

18 19 20 21 22

100

SO4

−

Sulfida

−

CO2

−

Ca

−

Aluminium

23

Perak

−

24

Balium

−

25

Kesadahan

5D

Uraian

Peraturan Menteri Kesehatan RI 01/BIRHUKMAS/ 1/1975

18

Radio aktifitas : 1

Sinar alfa

−

−

−

2

Sinar beta

−

−

−

3

U-238

−

−

−

4

Radium 226

−

−

−

5

Trintium

−

−

−

−

−

−

−

0

−

−

0

−

−

0

−

−

0

Mikrobiologik : 1

Kuman parastik

2

Kuman patogenik

3

Bakteri koli

4

Bakteri, umum

Sumber : Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 18-19

3.1.2 Pencegahan pencemaran air Sistem penyediaan air dingin meliputi beberapa peralatan seperti tangki air bawah, tangki air diatas, pompa, perpipaan, dan sebagainya. Dalam peralatanperalatan ini, air bersih harus dapat dialirkan ke tempat-tempat yang dituju tanpa mengalami pencemaran. Pencegahan pencemaran lebih ditekankan pada sistem penyediaan air dingin, dan ini faktor terpenting ditinjau dari segi kesehatan. Meskipun demikian pencemaran adalah suatu kejadian yang dapat dengan mudah terjadi dibagian manapun. Sebagai contoh di Amerika, negara yang paling dianggap paling terkemuka dibidang plambing, dilaporkan pencemaran air minum telah membunuh lebih dari 100 orang dan menyebabkan sekitar sakitnya 1000 orang di kota Chicago antara tahun 1932-1933, (Perancangan Dan Pemeliharaan Sistem Plambing, 2000).

19

Hal-hal yang dapat menyebabkan pencemaran antara lain, masuknya kotoran, tikus, serangga kedalam tangki, terjadinya karat dan rusaknya bahan tangki dan pipa, terhubungnya pipa air minum dengan pipa lainnya, tercampurnya air minum dengan air dari jenis kualitas lain, aliran balik (back flow) air dari jenis kualitas lain kedalam pipa air minum. Dari contoh diatas nyatalah bahwa pencemaran dapat dengan mudah terjadi, tetapi juga tidaklah terlalu sulit untuk mencegahnya. Kebutuhan akan jasa plambing di Indonesia sudah mulai terasa akan kebutahannya. Dengan makin pesatnya pembangunan baik rumah tinggal maupun gedung bertingkat banyak, akan menuntut plambingnya, yaitu instalasi untuk penyediaan air minum, penyaluran air buangan beserta peralatan saniternya. Karenanya kebutuhan akan adanya pengaturan akan pedoman dalam masalah plambing. Contoh pencemaran air dan pencegahannya : a. Larangan hubungan pintas Hubungan pintas adalah hubungan fisik antara dua sistem pipa yang berbeda, satu sistem pipa untuk air minum dan pipa lainnya berisi air yang tidak diketahui atau diragukan kualitasnya. Dimana air akan dapat mengalir dari satu sistem ke sistem yang lain. Dengan demikian sistem perpipaan air minum tidak boleh dihubungkan dengan sistem perpipaan lainnya. Sistem perpipaan air minum tidak boleh terendam dalam air kotor atau bahan lain yang tercemar.

20

b. Pencegahan aliran balik Aliran balik (back flow) aliran air atau cairan lain dalam sistem perpipaan air minum yang berasal dari sumber lain yang bukan untuk air minum. Aliran balik tidak dapat dipisahkan dari hubungan pintas dan ini disebabkan oleh efek siphon balik (back siphonage). Efek siphon balik adalah terjadinya aliran masuk kedalam pipa air minum dari air bekas, air tercemar, dari peralatan saniter, disebabkan oleh tekanan negatif oleh pipa. Pencegahannya dengan celah udara atau memasang penahan aliran balik. Celah udara dalam suatu sistem penyediaan air adalah ruang bebas berisi udara bebas.

Gbr. 3.1 Contoh terjadinya aliran balik Bukaan efektif adalah penampang minimum dimana air keluar dari keran dan dinyatakan dengan diameter lingkaran penampang tersebut. Pada keran biasanya penampang dudukan katup (B pada gambar 3.2) merupakan penampang minimum. Tetapi ada pula keran dimana penampang minimum mungkin terjadi pada ujung tempat air keluar dari keran.

21

Gbr. 3.2 Celah udara dan bukaan efektif 3.1.3 Hal- hal yang perlu diperhatikan dalam pekerjaan plambing adalah: 1. Menggambar dan perhitungan Penggunaan pecahan biasa dan pecahan desimal. Penggunaan rumus segitiga, lingkaran. Menggambar sket, menggambar dengan skala, menggambar proyeksi datar, miring dan detail-detail potongannya. Mulai dari menghitung jumlah atau konsumsi air pada suatu tempat, perencanaan tandon atau penampungan air, kapasitas pompa yang digunakan, diameter pipa , panjang pipa dan lain sebagainya. 2. Bahan Memilih dan menggunakan bahan-bahan yang cocok untuk pekerjaan plambing, seperti berbagai macam metal dan plastik. Mengenal sifat-sifat fisika dari bahan tersebut. Mengenal bahan yang dapat melindungi pipa, fitting, peralatan saniter, dan perkakas plambing lainnya. Agar lebih awet dan sehat untuk digunakan.

22

Pemilihan pipa dan bejana untuk pekerjaan instalasi air panas dan air dingin, saluran gas, pipa penggelontor, pipa peluap, pipa pembuang air kotor, pipa ventilasi, drainase dan saluran pemanas sentral, dari bahan timah hitam, tembaga, baja, besi tuang, asbes semen, plastik dan sebagainya. 3. Suplai air dingin Sifat-sifat air dari suatu sumber air minum, beserta pengaruhnya terhadap perkakas plambing yang melayaninya dan terhadap kesehatan pemakainya. Air yang mengandung larutan timah hitam dan tembaga termasuk air keras dan air lunak. Kerusakan pipa sebagai akibat korosi tanah dan bahan bangunan. Sambungan pipa air minum dari pipa distribusi utama. Sistem suplai air dingin pada rumah tangga. Tangki tandon air dingin dari logam dan plastik. Cara pemasangan tangki yang betul dan teliti. Perlindungan tangki dari panas dan salju. Prinsip kerja berbagai macam kran air minum dan drainese. Katup peluru pada bola pengapung, katup pada tekanan rendah dan tekanan tinggi. 4. Sanitasi Uraian, perencanaan dan pemasangan berbagai peralatan saniter, seperti bak mandi, bak cuci tangan, WC jongkok, WC duduk, tangki penggelontor WC, peturasan dan sebagainya. Ukuran perkakas saniter dan kapasitasnya. Kapasitas tangki penggelontor. Tekanan atmosfir, cara kerja siphon. Perangkap pada perkakas saniter, tinggi air penahan bau. Sebab-sebab kehilangan air dalam perangkap dan cara mengatasinya. Instalasi pembuangan air kotor dan air limbah beserta sistem ventilasinya pada sistem dua pipa, satu pipa dan pipa tunggal. Ukuran pipa

23

pembuangan air kotor, air limbah, dan ventilasi. Hubungan pipa pembuangan dan drainase. Pengetesan sistem pembuangan air kotor, fungsi dan penggunaan manometer. Ventilasi dan pencahayaan alam pada WC. 5. Lembaran atap Perlindungan rumah dari cuaca panas dan hujan dengan jalan menutup atap dari lembaran timah hitam, tembaga, alumunium dan lembaran bukan logam. Perlindungan pada daerah yang kecil, seperti cerobong asap talang. Cara penyambungan lembaran atap, misalnya sambungan lipat tunggal, sambungan lipat ganda, sambungan patri dan sebagainya. Pembuatan dan pemasangan berbagai talang. Cara mengatasi kembang susut akibat pemuaian. Pencegahan serangan karat. Penggunaan tembaga dan timah hitam sebagai pelindung kelembaban pada dinding tembok

3.2 Alat Plambing Istilah alat plambing digunakan untuk semua peralatan yang dipasang di dalam maupun di luar gedung. Untuk menyediakan (memasukan) air panas atau air dingin, dan untuk menerima atau mengeluarkan air buangan, atau dapat dikatakan semua peralatan yang dipasang pada : a. Ujung akhir pipa, untuk memasukan air. b. Ujung awal pipa, untuk membuang air buangan.

24

3.2.1 Kualitas alat plambing Bahan yang digunakan sebagai alat plambing harus memenuhi syarat sebagai berikut : a. Tidak menyerap air atau sedikit sekali. b. Mudah dibersihkan. c. Tidak mudah berkarat dan tidak mudah aus. d. Relatif mudah dibuat. e. Mudah dipasang. Bahan yang banyak digunakan adalah porselen, besi atau baja yang dilapisi email, berbagai jenis pastik, dan baja tahan karat. Untuk bagian alat plambing yang tidak jarang terkena air, ada juga digunakan bahan kayu. Alat plambing yang tergolong “mewah” menggunakan juga marmer kualitas tinggi. Bahan lain yang sekarag banyak digunakan adalah FRP atau resin polister yang diperkuat anyaman serat gelas untuk bak mandi (bath tub). 3.2.2 Peralatan Saniter 1. Peralatan saniter secara umum Peralatan saniter seperti kakus/kloset, peturasan, dan bak cuci tangan, umumnya dibuat dari bahan keramik atau porselen. Bahan ini cukup popular, biaya pembuatannya sangat murah, dan ditinjau dari segi sanitasi sangat baik. Bahan lain yang cukup banyak digunakan di Indonesia adalah “teraso”, walaupun untuk membersihkannya lebih sulit dari pada porselen.

25

2. Beberapa jenis perlatan saniter a. kloset Kloset dibagi menurut konstruksinya, antara lain : 1.Tipe wash-out Tipe ini adalah yang paling tua dari jenis kloset duduk. Kotoran tidak jatuh dalam air yang merupakan sekat, melainkan pada suatu permukaan penampung yang agak luas dan sedikit berair, sehingga seringkali pada waktu penggelontoran tidak bisa bersih betul. Akibatnya sering menimbulkan bau. Tipe kloset ini dilarang di Amerika Serikat. Demikian pula di Indonesia. 2. Tipe wash-down Tipe ini mempunyai konstruksi sedemikian rupa hingga kotoran jatuh langsung ke dalam air sekat, sehingga tidak begitu bau. 3. Tipe siphon Tipe ini memepunyai konstruksi jalannya air buangan yang lebih rumit dibandingkan dengan tipe wash down, untuk sedikit menunda air buangan tersebut sehingga timbul efek siphon. Jumlah yang ditahan sebagai “sekat” lebih banyak. Juga muka airnya lebih tinggi, dibanding tipe wash down. 4. Tipe siphon jet Tipe ini dibuat agar menimbulkan efek siphon yang lebih kuat, dengan memancarkan air dalam sekat melalui lubang kecil searah aliran air buangan.

26

5. Tipe blow out Tipe ini dirancang untuk menggelontor dengan cepat air kotor dalam mangkuk kloset, tetapi akibatnya membutuhkan tekanan air sampai 1 kg/cm2. b. Peturasan Ditinjau dari konstruksinya, peturasan dapat dibagi seperti kloset. Yang paling banyak digunakan dari tipe wash-down. Untuk tempat-tempat umum, sering dipasang peturasan berbentuk mirip “talang”, dibuat dari porselen dan harus memenuhi syarat sebagai berikut : a. Dalamnya “talang” 15 cm atau lebih. b. Pipa pembuangan ukuran 40 mm atau lebih dan dilengkapi dengan saringan. c. Pipa penggelontor harus diberi lubang-lubang untuk menyiram bidang belakang talang dengan lapisan air. d. Laju aliran penggelontor dapat ditentukan dengan menganggap setiap 45 cm panjang talang ekivalen dengan satu peturasan biasa. 3. Fiting Saniter a. Keran air Macam dari keran air, antar lain : 1. Keran air yang dapat mudah dibuka

dan ditutup, yang umum

digunakan untuk berbagai keperluan. 2. Keran air yang dapat dibuka tetapi menutup sendiri, misalnya untuk cuci tangan.

27

3. Keran air yang laju alirannya diatur oleh ketinggian muka air atau katup pelampung.

Gbr. 3.3 katup siram untuk mencuci tangan b. katup gelontor dan tangki gelontor . 1. Katup gelontor untuk kloset Katup ini dapat digunakan terus-menerus selama pipa berisi air tanpa harus menunggu, sehingga sangat baik untuk dipasang pada tempat kakus umum untuk digunakan banyak orang. Dalam perancangan dan pemasangannya, ada batasan yang harus dipenuhi tentang diameter pipa dan tekanan air minimum yang tersedia. Katup ini akan mengalirkan air dengan laju cukup besar, sehingga sering berpengaruh terhadap alat plambing. Dalam perawatannya memerlukan tenaga terampil. Cara penggelontoran dengan menggunakan katup gelontor, akan ada kemungkinan timbulnya efek aliran balik dari air kotor kedalam sistem aliran air bersih, karena secara hidrolik air yang ada dalam pipa air bersih berhubungan dengan air kotor dalam kloset. Oleh karena itu katup gelontor harus dilengkapi dengan penahan aliran balik (pemecah vakum).

28

Gbr. 3.4 katup dari kloset air jenis hemat-air 2. Katup gelontor peturasan Fungsi katup gelontor untuk peturasan sama saja dengan katup gelontor untuk kloset, tetapi air yang dialirkan sekitar 5 liter untuk waktu sekitar 10 detik. Katup ini bekerja secara otomatis setiap jangka waktu tertentu, dengan tujuan apabila orang lupa untuk menggelontornya. 3. Tangki gelontor Tangki gelontor dibuat dari porselen atau plastik, yang otomatis dipasang pada peturasan umum, yang akan bekerja untuk setiap jangka waktu tertentu. Bergantung pada permukaan konstruksi yang akan disiram. Jumlah air yang disiramkan berkisar 4-5 liter untuk jangka waktu 4-8 detik. Biasanya satu tangki gelontor melayani 2-5 kali peturasan. Standar frekuensi penggelontoran setiap 5-12 kali dalam satu jam. 4. Pancuran mandi Pancuran mandi yang disambung dengan pipa fleksibel (hand shower) sekarang semakin banyak digunakan, disamping pancuran yang

29

dipasang tetap pada dinding. Pancuran mandi seperti ini memberikan keleluasaan lebih dalam penggunaannya untuk mandi. Tetapi dalam keadaan tertentu dapat menyebabkan aliran balik yang disebabkan oleh katup pancuran dalam keadaan terbuka sedang kepala pancurannya kebetulan terbenam dalam bak mandi.apabila dalam pipa air panas atau air dingin ke pancuran terjadi tekanan negatif, air bekas dalam bak mandi bisa tersedot dan mencemari air bersih dalam pipa. Cara mencegahnya yaitu memasang pemecah vakum untuk menghindarkan aliran balik. Pemecah vakum tersebut dapat dipasang dalam sistem pipa atau pada sambungan pipa dengan pipa fleksibel yang menghubungkan kepala pancuran. 5. Penghancur sampah Penghancur sampah harus dilengkapi dengan perangkap terpisah dan air buangannya harus dialirkan langsung ke pipa pembuangan tanpa melalui penangkap lemak. 6. Perangkap Bagian paling penting dari sistem pembuangan adalah perangkap dan pipa ven. Tujuan utama dari sistem pembuangan adalah mengalirkan air buangan dari dalam gedung keluar, kedalam instalasi pengolahan, tanpa menimbulkan pencemaran lingkungannya maupun dalam gedung itu sendiri. Tetapi karena alat plambing tidak terus-menerus digunakan, pipa pembuangan tidak selalu terisi air, ini dapat menyebabkan masuknya gas yang berbau atau beracun, atau bahkan serangga. Untuk mencegah hal itu

30

harus dipasang suatu perangakap, biasanya berbentuk huruf “U” yang menahan bagian terakhir dari air penggelontor, sehingga merupakan suatu “penyekat” atau penutup air yang mencegah masuknya gas-gas tersebut. Syarat-syarat bagi perangkap antara lain : a)

Konstruksi selalu bersih dan tidak menyebabkan kotoran mengedap.

b)

Konstruksi dibuat fungsi air sebagai penutup dapat dipenuhi.

c)

Konstruksi

dibuat

sederhana,

membersihkannya. Jenis-jenis perangkap : a.

Yang dipasang pada alat plambing.

b.

Yang dipasang pada pipa pembuangan.

c.

Yang dipasang diluar gedung.

Gbr. 3.5 bentuk perangkap “P”

Gbr. 3.6 sekat perangkap “S”

supaya

memudahkan

31

Gbr. 3.7 pemasangan perangkap “S” 3.2.3 Rumus perhitungan dalam plambing. Pemakaian air rata-rata (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 68) :

Q h = Q d / T ..................................................................... (3.1) Dimana Q h : Pemakaiaan air rata-rata (m3/jam)

Q d : Pemakaian air rata-rata sehari (m3)

T

: Jangka waktu pemakaian (jam)

Pemakaian air jam puncak (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 69):

Q

h-max

= ( c1) (Qh) ............................................................. (3.2)

c1 adalah konstanta (1,5–2,0), bergantung pada lokasi dan penggunaan pada gedung. Pemakaian air pada menit puncak (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 69) :

Q m - max = ( c2 ) ( Q h/60 ) ................................................. (3.3) Dimana c2 adalah konstanta (3,0 – 4,0)

32

Kapasitas tangki air bawah reservoir (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 96) :

Qd = Qs ⋅ T ......................................................................... (3.4) VR = Qd − Qs ⋅ T ................................................................ (3.5) Dimana Qd : Jumlah kebutuhan air per hari (m3)

Qs : Kapasitas pipa dinas (m3/jam) T : Rata-rata pemakaian per hari (jam) VR : Volume tangki air (m3) Kapasitas tangki air atas (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 97) :

VE = (Qp − Qmax) ⋅ Tp + Qpu × Tpu ...................................... (3.6) Dimana VE : Kapasitas efektif tangki atas (m3)

Qp

: Kebutuhan puncak (liter/menit)

Qmax : Kebutuhan jam puncak (liter/menit) Qpu : Kapasitas pompa pengisi (liter/menit) Tp

: Jangka waktu kebutuhan puncak (menit)

Tpu : Jangka waktu kerja pompa pengisi (menit)

33

Tabel 3.3 pemakaian air rata-rata setiap orang per hari No.

Jenis gedung

Pemakaian air ratarata sehari

Jangaka waktu pemakaian

250

8-10

Perbandingan luas lantai efektif/total 42-45

200-250

8-10

45-50

1

Rumah biasa

2

Apartemen

3

Asrama

120

8

45-48

4

Rumah sakit

1000

8-10

50-55

5

SD

40

5

58-60

6

SLTP

50

6

58-60

7

SLTA dan lebih tinggi

80

6

-

8

Rumah-toko

100-200

8

-

9

Toserba

3

8

55-60

10

Pabrik

60

7

-

12

Stasiun/terminal

3

15

-

13

Restoran

30

5

-

14

Gedung bioskop

10

7

-


3.3 Sistem Perpipaan Pengetahuan perpipaan merupakan sarana dan dasar pengetahuan didalam perhitungan, perencanaan dan pelaksanaan perpipaan berikutnya. Dalam menentukan ukuran pipa mengunakan metode ekivalensi tekanan pipa. Metoda ini didasarkan pada konsep sirkit tertutup pipa-pipa cabang yang bermula dari suatu pipa pengumpul (header) dan kembali lagi. Yang berarti kerugian gesek dalam masing-masing pipa cabang tersebut sama. Sistem pipa penyediaan air dalam gedung biasanya tidak merupakan sirkit tertutup kembali lagi ke pipa pengumpul, kerugian gesek dalam pipa cabang tidak haruslah sama. Walaupun demikian

34

metode ini sangat praktis digunakan untuk menghitung secara kasar ukuran pipa yang melayani jumlah alat plambing yang relatif sedikit. Dalam hal ini kita dapat melihat tabel ekivalen masing-masing pipa. Pengetahuan perpipaan merupakan sarana dan dasar pengetahuan didalam perhitungan, perencanaan dan pelaksanaan parpipapaan berikutnya. Hal yang perlu diketahui pada teknik perpipaan yaitu : 1. Jenis pipa a. Jenis pipa tanpa sambungan (pembuatan pipa tanpa sambugan). b. Jenis pipa dengan sambungan (pembuatan pipa dengan pengelasan). 2. Bahan- bahan pipa secara umum Bahan- bahan pipa yang dimaksud adalah :

a. carbon steel. b. Carbon moly. c. Galvaness d. Ferro nikel e. Stainless steel f. PVC (paralon)

g. Chrome moly. 3. Komponen perpipaan Komponen perpipaan harus dibuat berdasarkan spesifikasi, standar yang terdaftar dalam simbol dan kode yang telah dibuat atau dipilih sebelumnya. Komponen ini terdiri dari :

35

a. Pipes (pipa-pipa). b. Flanges (flens-flens). c. Fitting (sambungan). d. Valves (katup-katup). e. Gasket. f. Special items (bagian khusus) 4. Pemilihan bahan Pemilihan bahan perpipaan harus disesuaikan dengan pembuatan teknik perpipaan. a. Perpipaan pembangkit tenaga. b. Perpipaan untuk industri bahan gas. c. Perpipaan untuk penyulingan minyak mentah. d. Perpipaan untuk pengangkutan minyak, perpipaan untuk proses pendinginan. e. Perpipaan intalasi air. f. Perpipaan untuk distribusi dan transmisi gas. 5. Macam sambungan perpipaan, antara lain : a. Sambungan dengan menggunakan pengelasan. b. Sambungan dengan menggunakan ulir. Selain sambungan diatas, terdapat pula penyambungan khusus dengan menggunakan pengeleman (perekatan) serta pengekleman (untuk pipa plastic dan pipa vibre glass). Pada pengilangan umumnya pipa bertekanan rendah dan pipa dibawah 2” saja yang menggunakan sambungan ulir.

36

6. Tipe sambungan cabang a. Sambungan langsung (stub in) b. Sambungan dengan menggunakan fittings (alat penyambung) c. Sambungan dengan menggunakan flanges.

Gbr. 3.8 Contoh sambungan langsung (stub in) Tipe sambungan cabang ditentukan oleh spesifikasi yang telah dibuat sebelum mendesain atau dihitung berdasarkan perhitungan kekuatan, kebutuhan, efektifitasnya. Sambungan cabang itu sendiri merupakan sambungan antara pipa dengan pipa. Jadi dalam perhitungan pipa dalam perencanaan dan perancangan instalasi plambing ini menggunakan metode ekivalensi tekanan pipa. Dalam perhitungan ini kita menggunakan tabel ekivalensi sesuai dengan pipa yang digunakan (lihat tabel 5.1 – tabel 5.3). 3.3.1 Head kerugian pipa

Head kerugian yaitu head untuk mengatasi kerugian-kerugian (kerugian gesek didalam pipa, kerugian didalam belokan-belokan, katup-katup, pengecilan pipa, percabangan pipa dan sebagainya). Untuk menghitung kerugian gesek dalam

37

pipa kita harus mencari aliran yang terjadi apakah termasuk aliran yang laminer atau aliran yang turbulen dengan memakai bilangan Reynolds (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 29):

Re =

νD v

............................................................................ (3.7)

Dimana Re : Bilangan Reynolds (tak berdimensi) ν : Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa (m/s) D : Diameter dalam pipa (m)

v : Viskositas kinematik zat cair (m2/s) v Air = 12.32 . 10-6 ft2/s = 1,14 10-6 m2/s Pada Re < 2300, aliran bersifat laminer Pada Re > 4000, aliran bersifat turbulen Pada Re = 2300 – 4000, terdapat daerah transisi, di mana aliran dapat bersifat

laminer atau turbulen tergantung pada kondisi pipa dan aliran. Didalam perhitungan ini kita akan menggunakan rumus Hazen-Wiliams (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 31).

Head kerugian gesek dalam pipa : hf =

10,666 ⋅ Q 1,85 × L ....................................................... (3.8) C 1,85 ⋅ D 4,85

Dimana Q : Laju aliran (m3/jam)

C : Koefisien, lihat dalam tabel 3.4 L : Panjang pipa (m) hf : Kerugian head (m)

38

Tabel 3.4 Faktor kecepatan untuk berbagai jenis pipa C

Jenis pipa

140

Pipa baru : tembaga, timah hitam, besi tuang, baja.

130

Pipa baja baru, pipa besi tuang baru, pipa tua : kuningan, tembaga.

110

Pipa dengan lapisan semen yang sudah tua.

100

Pipa besi tuang atau pipa baja yang sudah tua.


3.3.2 Kerugian head dalam jalur pipa : Kerugian yang terjadi didalam jalur pipa yaitu kerugian pada ujung masuk pipa, belokan pipa, pengecilan pipa, percabangan pipa, ujung keluar pipa, head dikatup (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 32).

hf = f

ν2

........................................................................... (3.9)

2g

Dimana ν : Kecepatan rata-rata dalam pipa (m/s)

f : Koefisisen kerugian g : Percepatan grafitasi (9,8 m/s) hf : Kerugian head (m) Head total pompa (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 26) : v2 H = ha + Δhp + hl + ................................................... (3.10) 2⋅ g

Dimana

H

: Head total pompa (m)

ha

: Head statis total (m)

Δhp : Perbedaan head tekanan hl

: Kerugian head dipipa

39

v2 : Head kecepatan keluar 2⋅ g

hl = Kerugian (ujung masuk pipa + belokan + pengecilan + percabangan + pipa keluar + katup).

3.4 Pompa Air Pompa adalah peralatan mekanis untuk meningkatkan energi tekanan pada cairan yang dipompa. Pompa mengubah energi mekanis dari mesin penggerak pompa menjadi energi potensial tekan. Pengubahan energi mekanis menjadi energi potensial tekan fluida tersebut dapat dilakukan dengan beberapa cara : 3.4.1 Menggunakan plunger dengan gerakan bolak–balik. a. Menggunakan sudu atau impeler yang berputar. b. Menggunakan

fluida

perantara

baik

gas

maupun

cair

yang

berkecepatan tinggi, kemudian dicampur dengan fluida yang berkecepatan rendah yang akan dipompakan. c. Udara bertekanan tinggi yang diinjeksikan ke saluran fluida yang dipompakan. Pemakaian pompa awalnya hanya terbatas pada penyediaan air untuk keperluan sehari–hari, tetapi seiring dengan berkembangnya teknologi pompa digunakan juga pada pabrik–pabrik, pertambangan minyak, perusahaan air bersih dan sektor–sektor lain. Seiring dengan berkembangnya

teknologi, Pompa

merupakan mesin yang digunakan untuk memindahkan fluida cair (air) dari daerah bertekanan rendah ke daerah bertekanan tinggi, atau melewati saluran

40

dengan tahanan hidrolik tinggi. Pompa bekerja karena adanya perbedaan tekanan antara

sisi masuk dan sisi keluar dari elemen bergerak pada pompa seperti

impeler, piston, plunyer dan sebagainya. Pompa mentrasfer energi mekanik dari penggerak mula ke fluida yang melewatinya, yang akan meningkatkan energi fluida untuk digunakan memindahkan fluida dan mengatasi tahanan hidrolik pipa. Suatu sistem yang terdiri dari pipa isap, pompa dan pipa buang disebut sistem pemompaan. 3.4.2 Jenis-jenis pompa, antara lain : 1. Pompa rotari Pompa rotari merupakan pompa dimana energi dari mesin penggerak ditransmisikan dengan menggunakan elemen yang berputar di dalam rumah pompa (casing). Yang termasuk dalam pompa ini adalah: a. Pompa vane Pompa yang impelling elementnya berupa vane yang dapat bergerak bebas pada slot dalam rotornya. Pemasangan rotor dibuat eksentrik terhadap permukaan dalam casing pompa. b. Pompa gear Pompa yang rotornya berupa roda gigi c. Pompa screw Pompa yang rotornya berupa skrup

41

Kelebihan pompa rotari adalah : a. Ukuran keseluruhan lebih kecil sehingga lebih ringan. b. Dapat bekerja dengan putaran tinggi sehingga dapat dihubungkan dengan tenaga penggeraknya. c. Tekanan yang dihasilkan dapat cukup tingi. 2. Pompa diafragma Pompa diafragma adalah pompa yang komponen utamanya berupa membran yang fleksibel sebagai elemen pemindah positif. Pompa ini umumnya untuk kapasitas kecil, dipakai untuk aliran jernih atau yang mengandung padatan misalnya bubur kertas kental, air selokan bahkan campuran air dan pasir. Pompa jenis ini kemungkinan tersumbatnya kecil dan tahan terhadap korosi oleh bahanbahan kimia yang dipompanya, dikarenakan bagian yang berhubungan langsung dengan fluida adalah diagfragma. Kelebihan pompa diafragma antara lain : a. Pemeliharaan mudah dan murah. b. Dapat memompakan fluida yang mengandung Lumpur. c. Apabila bekerja tanpa beban tidak terlalu merusak pompa. d. Tidak memerlukan perapat mekanis (mechanical seal). Kekurangan pompa diafragma antara lain : a. Aliran yang dihasilkan berdenyut. b. Besar kapasitas sangat bergantung pada ukuran besar kecilnya pompa. c. Kapasitas rendah (bila dibandingkan dengan pompa sentrifugal). d. Efisiensi rendah pada kapasitas tinggi.

42

3. Pompa sentrifugal Pada pompa ini motor penggerak akan memutar impeler pompa, sehingga zat cair yang ada didalamnya akan ikut berputar karena dorongan sudu-sudu, akibatnya akan timbul gaya sentrifugal yang menyebabkan cairan meninggalkan impeler dengan kecepatan tinggi, selanjutnya energi kinetik diubah menjadi energi tekan fluida dengan melewatkannya pada casing yang berupa saluran dengan penampang yang semakin membesar. Pompa sentrifugal dikelompokkan berdasarkan: a. Jenis aliran dalam impeler 1. Pompa aliran radial Pompa aliran radial merupakan pompa yang arah aliran fluida saat keluar dari impeler tegak lurus dengan poros pompa. 2. Pompa aliran aksial Pompa aliran aksial merupakan pompa yang arah aliran fluida saat keluar dari impeler bergerak sepanjang permukaan silinder searah poros pompa. 3. Pompa aliran campur Pada pompa jenis ini fluida saat keluar dari impeler bergerak sepanjang permukaan kerucut sehingga komponen kecepatannya berarah radial dan aksial.

43

b. Jenis impeler 1. Impeler tertutup Impeler tertutup merupakan impeler yang sudu-sudunya ditutup oleh dua buah dinding baik dibelakang maupun di depan sudu. Pompa jenis ini cocok untuk fluida dengan sedikit sekali kotoran. 2. Impeler setengah terbuka Impeler jenis ini terbuka dibagian muka namun tertutup dibagian belakangnya. Pompa jenis ini digunakan untuk cairan yang mengandung sidikit kotoran. 3. Impeler terbuka Impeler ini terbuka di bagian depan maupun bagian belakangnya. Pompa ini digunakan untuk pemompaan fluida yang mengandung kotoran cukup tinggi. c. Bentuk rumah 1. Pompa volut Pompa volut merupakan pompa yang bentuik rumah (casing)nya seperti rumah keong dengan tujuan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi tekan fluida. 2. Pompa difuser Pada pompa jenis ini selain dipasang impeler juga dipasang difuser yang berfungsi sebagi pengganti rumah keong.

44

d. Jumlah tingkat 1. Pompa satu tingkat Pompa ini hanya mempunyai satu impeler sehingga head total yang dihasilkannya relatif rendah. 2. Pompa bertingkat banyak Pompa ini memiliki beberapa impeler yang disusun secara berderet pada satu poros, sehingga zat cair yang keluar dari impeler yang pertama dimasukkan ke impeler yang kedua hingga impeler tingkat terakhir. Dengan demikian, head total yang dihasilkannya pun relatif tinggi yang merupakan penjumlahan head dari masing-masing impeler. e. Kapasitas pompa 1. Kapasitas rendah (<20 m3/jam) 2. Kapasitas menengah (20 – 60 m3/jam) 3. Kapasitas tinggi (>60 m3/jam) f. Tekanannya 1. Tekanan rendah (<5 kg/cm2) 2. Tekanan menengah (5 – 50 kg/cm2) 3. Tekanan tinggi (>50 kg/cm2) Pompa sentrifugal memiliki ciri-ciri sebagai berikut: 1. Mampu bekerja pada putaran tinggi karena dapat langsung dikopling dengan motor penggerak.

45

2. Bentuk lebih kecil dan bobot lebih ringan dibanding dengan pompa jenis torak. 3. Keausan yang terjadi cukup kecil karena sedikit sekali komponen yang bergesekan. 4. Biasanya beroperasi pada kapasitas yang besar namun pada head yang rendah. Untuk mendapatkan head yang tinggi, maka digunakan pompa sentrifugal bertingkat banyak. 4. Pompa jenis khusus : a. Pompa dengan motor benam (Submersibel-motor) Pompa dan motornya biasanya merupakan satu unit dimana keduanya dipasang terbenam di bawah permukaan air. b. Pompa motor berselubung (Canned-motor) Pompa ini biasanya digunakan untuk memompa fluida yang tidak boleh bocor c. pompa pasir Pompa ini biasa digunakan untuk memompa zat cair yang banyak mengandung pasir atau butiran dengan jumlah yang banyak. Dalam instalasi suplai air bersih akan membutuhkan pompa. Pompa ini digunakan untuk memompa air dari sumur ke reservoir pusat dan kemudian untuk didistribusikan ke fakultas-fakultas. Didalam perancangan ini kita menggunakan pompa submersible. Pompa jenis ini digunakan untuk sumur-sumur dalam. Di mana motor listrik terpasang langsung pada rumah pompa (direct coupled) dan merupakan suatu konstruksi yang terpadu. Penyambungan keatas hanya dengan

46

pipa keluar dan kabel penghantar daya listrik. Pipa keluar tersebut berfungsi sebagai tempat pompa bergantung. Motor listrik penggerak pompa ini harus benar-benar kedap air, termasuk pula sistem penyambungan kabelnya. Kelebihan dan ciri-ciri pompa submersible adalah: a) Tidak diperlukan suatu bangunan pelindung pompa. b) Tidak berisik. c) Konstruksinya sederhana, karena tidak ada poros penyambung dan bantalan perantara. d) Pompa dapat bekerja pada kecepatan putaran tinggi. e) Mudah dipasang. f) Harga relatif murah.

Gbr. 3.9 Pompa submersible

47

Dalam memilih suatu pompa kita harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut : a. Jumlah unit yang dibutuhkan (buah). b. Sifat cairan yang akan dipompakan adalah cairan ( air bersih ) dengan jumlah minimum dan maksimum yang akan dipompakan. c. Kondisi hisap Kapasitas yaitu berapakah kapasitas yang dibutuhkan i. Tinggi angkat hisap (m)? ii. Tinggi tekan hisap (m)? iii. Berapakah panjang dan diameter pipa hisap (m) ? d.

Bagaimanakah dengan jenis daya yang tersedia untuk menggerakan pompa.

e.

Kondisi-kondisi buang. i. Berapakah tinggi-tekan statis? Apakah besarannya konstan atau bervariasi ?

ii. Berapakah tekanan maksimum yang harus dilawan oleh pompa (Pa) ? f.

Letak instalasi (letak geografis).

g.

Bagaimanakah dengan keterbatasan-keterbatasan ruangan, bobot, dan pengangkutan ?

h.

Tinggi-tekan Total variasi dalam butir c dan e akan menyebakan variasi tinggi-tekan total.

g.

Debit air yang diperlukan.

48

5. Rumus yang digunakan dalam perhitungan pompa adalah Tinggi angkat pompa, dalam hal ini pompa menghisap air dari sumur dan diangkat keatas (reservoir) kemudian dari reservoir mensuplai ke tower Fakultas dan di distribusikan ke gedung-gedung, (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 99) :

H=Hs+Hd ........................................................................... (3.11) Dimana H : Tinggi angkat total (m)

Hs : Tinggi hisap (m) Hd : Tinggi tekan (m) Daya pompa adalah daya yang dimasukan air kedalam rotor atau torak pompa sehingga air tersebut dapat mengalir. Daya poros pompa adalah daya yang harus dimasukan kedalam pompa. Daya hidrolik dalam kilowatt (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 99) :

Nh = (0,163)(Q)(H) (γ) ....................................................... (3.12) Dimana Q : Kapasitas pompa (m3/menit)

H : Tinggi angkat total (m) Γ : Berat spesifik (kg/liter) Daya poros pompa dalam (HP), (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 99):

Np = Nh/ήp ......................................................................... (3.13) ήp : Efisiensi pompa

49

B. Hipotesa Adanya plambing maka akan memberikan gambaran kepada para perancang untuk lebih memaksimalkan dalam merancang suatu teknologi plambing atau untuk masyarakat tahu betapa pentingnya ilmu plambing dan penerapannya, tahu aturan-aturan yang digunakan dalam plambing, misalnya dalam merancang instalasi air bersih, pembuangan air kotor, sanitasi dan sebagainya, Dengan perhitungaan yang akurat.

BAB IV DEBIT AIR

4.1

Menghitung Konsumsi Air Besih : Pemakaian air rata-rata, (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 68) : Qh =

Qd ................................................................................. (4.1) T

Dimana Q h : Pemakaiaan air rata-rata (m3/jam)

Q d : Pemakaian air rata-rata sehari (m3)

T

: Jangka waktu pemakaian (jam)

Pemakaian air jam puncak, (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 69) :

Q

h-max

= c1⋅ Qh ........................................................................ (4.2)

c1 adalah konstanata (1,5–2,0). Pemakaian air pada menit puncak, (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 69) :

Q m - max = c2 ⋅

Qh 60

........................................................................................................ (4.3)

dimana c2 adalah konstanta (3,0 – 4,0) Kapasitas tangki air (reservoir), (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal: 96) :

Qd = Qs ⋅ T

.......................................................................... (4.4)

VR = Qd − Qs ⋅ T ....................................................................... (4.5)

50

51

Dimana : Qs : Kapasitas pipa dinas (m3/jam)

T : Rata-rata pemakaian per hari (jam) VR : Volume tangki air (m3) Kapasitas tangki air atas, (Soufyan M. N., Peter, Plambing, 2000, hal : 97) :

VE = (Qp − Qmax) ⋅ Tp + Qpu × Tpu ............................................ (4.5) Dimana VE : Kapasitas efektif tangki atas

Qp

: Kebutuhan puncak (liter/menit)

Qmax : Kebutuhan jam puncak (liter/menit) Qpu : Kapasitas pompa pengisi (liter/menit) Tp

: Jangka waktu kebutuhan puncak (menit)

Tpu : Jangka waktu kerja pompa pengisi (menit) Penggunaan air bersih berdasarkan tabel 3.3, untuk perguruan tinggi adalah 80 l untuk 6 jam untuk setiap orang, diambil sekitar 30 % yaitu 30 l berdasarkan survei kondisi dan pemakaian di UNNES. 4.1.1 Kebutuhan Air Untuk Gedung Rektorat dan Perpustakaan (G&H) Jumlah penghuni gedung G = 335 orang Jumlah penghuni gedung H = 85 orang Jumlah penghuni gedung G dan H = 335 + 85 = 420 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung G dan H:

Qd = jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 420 × 30 = 12.600 l = 12,6 m3

52

Tambahan 10% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi plambing. = 12,6 × 1,1

= Qd × 1,1 = 13,86 m3

Kalau dianggap pemakaian air selama 8 jam, maka:

Qh =

=

Qd T

13,86 8

= 1,73 m3/jam

Menetapkan c1 = 2 dan c2 = 3 Qh-max = c1 × Qh

= 2 × 1,73 = 3,46 m3/jam Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

Qh 60

1,73 60

= 0,086 m3/menit

53

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung G dan H :

VE = (Qp − Qmax) ⋅ Tp + Qpu × Tpu = (86 − 57,67) ⋅ 20 + 355 × 10 = 4116,6 l = 4,12 m3

Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2 × 2 × 1,2 = 4,8 m3 4.1.2 Kebutuhan Air Untuk Gedung Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA). Jumlah penghuni gedung Fakultas MIPA = 3140 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung MIPA :

Qd = jumlah penghuni × kebutuhan air tiap orang = 3140 × 30 l = 94.200 l = 94,2 m3

Tambahan 10% untuk mengatasi kebocoran pada instalasi plambing.

= Qd × 1,1 = 94,2 × 1,1 = 103,62 m3

54


Qh =

=

Qd T

103,62 8

= 12,95 m3/jam

Menetapkan c1 = 2 dan c2 = 3

Qh-max = c1 × Qh = 2 × 12,95 = 25,9 m3/jam

Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

Qh 60

12,95 60

= 0,65 m3/menit

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung Fakultas MIPA :


55

Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2,5 × 2,5 × 1,4 = 8,75 m3 4.1.3 Kebutuhan Air Untuk Gedung Fakultas Bahasa Dan Seni (FBS). Jumlah penghuni gedung Fakultas Bahasa Dan Seni (FBS) = 3225 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung FBS :



= Qd × 1,1 = 96,75 × 1,1 = 106,42 m3


Qh =

=

Qd T

106,42 8

= 13,3 m3/jam

56


Qh-max = c1 × Qh = 2 × 13,3 = 26,6 m3/jam

Qh 60

Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

13,3 60

= 0,66 m3/menit

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung Fakultas Bahasa Dan Seni (FBS) :


Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2,5 × 2,5 × 1,4 = 8,75 m3

57

4.1.4 Kebutuhan Air Untuk Gedung Fakultas Ilmu Pendidikan (FIP) adalah Jumlah penghuni gedung Fakultas Imu Pendidikan (FIP) = 4135 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung FIP



= Qd × 1,1 = 124,05 × 1,1 = 136,45 m3


Qh =

=

Qd T

136,45 8

= 17,1 m3/jam


Qh-max = c1 × Qh = 2 × 17,1 = 34,1 m3/jam

58

Qh 60

Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

17,1 60

= 0,85 m3/menit

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung Fakultas Ilmu Pendidikan (FIP) :


Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2,5 × 2,5 × 1,5 = 9,375 m3 4.1.5 Kebutuhan Air Untuk Gedung Fakultas Ilmu Sosial (FIS) adalah Jumlah penghuni gedung Fakultas Ilmu Sosial = 4750 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung FIS


59


= Qd × 1,1 = 142,5 × 1,1 = 156,75 m3


Qh =

=

Qd T

156,75 8

= 19,3 m3/jam


Qh-max = c1 × Qh = 2 × 19,3 = 39,2 m3/jam

Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

Qh 60 19,3 60

= 0,98 m3/menit

60

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung Fakultas Ilmu Sosial (FIS) adalah


Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2,5 × 2,5 × 1,75 = 10,94 m3 4.1.6 Kebutuhan Air Untuk Gedung Fakultas Ilmu Keolahragaan (FIK) adalah Jumlah penghuni gedung Fakultas Imu Keolahragaan (FIK) = 2945 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung FIK



= Qd × 1,1 = 88,35 × 1,1 = 97,18 m3

61


Qh =

=

Qd T

97,18 8

= 12,15 m3/jam


Qh-max = c1 × Qh = 2 × 12,15 = 24,3 m3/jam

Qh 60

Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

12,15 60

= 0,61 m3/menit

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung Fakultas Ilmu Keolahragaan (FIK) :

VE = (Qp − Qmax) ⋅ Tp + Qpu × Tpu = (610 − 405) ⋅ 20 + 355 × 10 = 7650 l = 7,65 m3

62

Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2,5 × 2,5 × 1,4 = 8,75 m3 4.1.7 Kebutuhan Air Untuk Gedung Fakultas Teknik (FT) adalah Jumlah penghuni gedung Fakultas Teknik (FT) = 3055 orang Pemakaian air rata-rata tiap hari untuk gedung FT


Tambahan 10% untuk mengatasi kebocoran dan kerugian pada instalasi plambing.

= Qd × 1,1 = 91,65 × 1,1 = 100,81 m3


Qh =

=

Qd T

100,81 8

= 12,6 m3/jam

63


Qh-max = c1 × Qh = 2 × 12,6 = 25,2 m3/jam

Qh 60

Qm-max = c2 ⋅

=3⋅

100,81 60

= 0,63 m3/menit

Perkiraan ukuran tandon atas untuk gedung Fakultas Teknik (FT) :

VE = (Qp − Qmax) ⋅ Tp + Qpu × Tpu = (630 − 420) ⋅ 20 + 355 × 10 = 7750 l = 7,75 m3

Ukuran tandon dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan, yaitu : = 2,5 × 2,5 × 1,4 = 8,75 m3

64

4.2 Debit Air Pipa Dinas :

Diameter pipa yang digunakan untuk pipa dinas adalah 10” = 254 mm, Dari gambar 5.1 diperoleh Q = 1600 liter/menit = 96 m3/jam. Q yang diperoleh melebihi dari kapasitas Q total yaitu 89,43 m3/jam = 1498,5 liter/menit dimaksudkan untuk mengantisipasi adanya kerugian atau penurunan kinerja pompa. Kelebihan laju alirannya adalah :

Q′ = (96 − 89,43) m3/jam = 6,57 m3/jam = 0,0018 m3/s = 109,5 liter/menit Jadi laju aliran ditambah Q′

Q dititik A-B : = (QI + QII + QIII + QIV + QV + QVI+ QVII) + Q′ = (1,73 + 12,95 + 13,3 + 17,1 + 19,6 + 12,15 + 12,6) + 6,57 = 89,43 + 6,57 m3/jam = 96 m3/jam = 1600 liter/menit

65

Q dititik B-C : = (QII + QIII + QIV + QV + QVI+ QVII) + Q′ = (12,95 + 13,3 + 17,1 + 19,6 + 12,15 + 12,6) + 6,57 = 87,7 + 6,57 m3/jam = 94,27 m3/jam = 1571,67 liter/menit

Q dititik C-D : = (QIII + QIV + QV + QVI+ QVII) + Q′ = 13,3 + 17,1 + 19,6 + 12,15 + 12,6 + 6,57 = 74,75 + 6,57 m3/jam = 81,32 m3/jam = 1355,33 liter/menit

Q dititik D-E : = (QIV + QV + QVI+ QVII) + Q′ = (17,1 + 19,6 + 12,15 + 12,6) + 6,57 = 61,45 + 6,57 m3/jam = 68,02 m3/jam = 1133,67 liter/menit

66

Q dititik E-F : = (QV + QVI+ QVII) + Q′ = (19,6 + 12,15 + 12,6) + 6,57 = 44,35 + 6,57 m3/jam = 50,92 m3/jam = 848,67 liter/menit

Q dititik F-G : = (QVI+ QVII) + Q′ = 12,15 + 12,6 + 6,57 = 24,75 + 6,57 m3/jam = 31,32 m3/jam = 522 liter/menit

Q dititik G-H : = QVII + Q′ = 12,6 + 6,57 = 12,6 + 6,57 m3/jam = 19,17 m3/jam = 319,5 liter/menit

67

4.3

Perancangan Reservoir

Dalam perancangan reservoir kita harus memperhitungkan kapasitas total air yang dibutuhkan, sehingga tidak terjadi kekurangan dalam mensuplai air ke seluruh tower Fakultas. Jumlah air yang dibutuhkan Di Universitas Negeri Semarang setiap hari :

Qd total = Qd (gedung G&H) + Qd FT + Qd FIK + Qd FIS + Qd FIP + Qd FMIPA + Qd FBS = 13,86 + 100,81 + 97,18 + 156,75 + 136,45 + 103,62 + 106,42 = 715,09 m3 Ukuran volume reservoir (VR) :

Qs = Qd / T = 715,09 / 8 = 89,4 m3/jam VR = Qd . (Qs ⋅

2 ⋅ 8) 3

= 715,09 – (89,4 ⋅

2 ⋅ 8) 3

= 238,64 m3

Demikian perhitungan ukuran reservoir secara kasar, dibuat lebih besar.

Reservoir dibuat dari cor campuran pasir dan semen. Ukuran dari reservoir adalah : = 8m × 8m × 4m = 256 m3

68

Tabel. 4.1 konsumsi air di UNNES No

1

Gedung Jumlah / penghuni Fakultas (orang) 420 G&H

13,86

1,73

3,46

0,086

4,12

Ukuran VE (m3) 4,8

Qd (m3)

Qh Qh-max Qm-max (m3/jam) (m3/jam) (m3/menit)

VE (m3)

2

MIPA

3140

103,62

12,95

25,9

0,65

7,9

8,75

3

FBS

3225

106,42

13,3

26,6

0,66

7,38

8,75

4

FIP

4135

136,45

17,1

34,1

0,85

19,8

9,375

5

FIS

4750

156,75

19,3

39,2

0,98

10,08

10,94

6

FIK

2945

97,18

12,15

24,3

0,61

7,65

8,75

7

FT

3055

100,81

12,6

25,2

0,63

7,75

8,75

Jumlah

21670

615,06

89,43

178,76

4,466

64,68

60,115

4.4

Menghitung Unit Beban Alat Plambing

Perhitungan kapasitas penggunaan air berdasarkan unit beban alat plambing dengan cara menghitung jumlah alat plambing yang digunakan. Gedung yang digunakan di Universitas Negeri Semarang untuk 3 tingkat, alat plambing setiap tingkat : 2 kloset, 2 peturasan, 1 bak cuci tangan, 1 bak cuci pel.

69

Tabel. 4.2 Unit alat plambing Jenis alat plambing Kloset

Jenis penyediaan air Katup gelontor

Kloset

Tangki gelontor

3

5

Peturasan dengan

Katup gelontor

−

10

Tangki gelontor

−

3

Bak cuci tangan

Keran

1

2

Bak cuci bersama

Keran

−

2

Bak cuci pel

Keran

3

4

Bak cuci dapur

Keran

2

4

Unit alat plambing Untuk pribadi Untuk umum 6 10

tiang Peturasan terbuka


Gbr. 4.1 Hubungan antara unit beban alat plambing dengan laju aliran

70

Dengan tabel dapat dihitung unit beban alat plambing 3 lantai sebagai berikut : Tabel 4.3 Unit beban alat plambing

kloset

Jumlah alat plambing 2

Unit beban alat plambing 10

Jumlah unit beban alat plambing 20

peturasan

2

3

6

bak cuci tangan

1

2

2

bak cuci pel

1

4

4

Jumlah

6

19

32


Dengan Gbr. 4.1 diperoleh pemakaian air serentak lantai 3 kira-kira 155 liter/menit. Karena alat plambing setiap lantai sama, maka jumlah unit beban plambing seluruh gedung adalah : 3 × 32 = 96 Dari kurva diperoleh pemakaian air serentak 255 liter/menit. Perhitungan kapasitas penggunaan air berdasarkan unit beban alat plambing untuk gedung 5 tingkat. Alat plambing setiap tingkat : 2 kloset, 2 peturasan, 1 bakcuci tangan, 1 bak cuci pel. Caranya sama dengan gedung 3 lantai dengan kondisi jumlah alat plambing sama. Dengan Gbr. 4.1 diperoleh pemakaian air serentak kira-kira 155 liter/menit.

71

Karena alat plambing setiap lantai sama, maka jumlah unit beban plambing seluruh gedung adalah : 5 × 32 = 160 Dari kurva diperoleh pemakaian air serentak 315 liter/menit.

BAB V PERENCANAAN PIPA

5.1 Perhitungan Perencanaan Pipa Dalam suatu perancangan instalasi plambing menggunakan pipa. Pipa yang digunakan bermacam-macam, tergantung sesuai dengan kebutuhan. Didalam perencanaan dan perancangan instalasi air bersih di Universitas Negeri Semarang menggunakan pipa baja karbon dan pipa besi tuang baru dengan memperhitungan segala kelebihan dan kekurangannya. Dalam perhitungan ini kita menggunakan metode ekivalensi tekanan pipa, Karena metode ini praktis untuk menghitung secara kasar ukuran pipa yang melayani jumlah alat plambing yang relatif sedikit. Dalam metode ini kita harus menyertakan tabel sebagai dasar perhitungan. Tabel. 5.1 Ekivalen untuk pipa baja karbon 10 (mm) 15

15

20

25

32

40

50

65

80

20

2,2

1

25

4,1

1,9

1

32

8,1

3,7

2

1

40

12,1

5,6

2,9

1,5

1

50

22,8

106

5,5

2,8

1,9

1

65

44

20,3

10,7

5,4

3,6

1,9

1

80

69,4

32

16,8

8,5

5,7

3

1,6

1

100

140

64,5

33,8

17,2

11,5

6,1

3,2

2

1

73

Tabel. 5.2 Ekivalen untuk pipa PVC keras mm 13

13 1

16

20

25

30

40

50

65

75

16

1,7

1

20

3,1

1,8

1

25

5,6

3,2

1,8

1

30

9,8

5,7

3,2

1,8

1

40

19,2

11,1

6,2

3,4

2

1

50

36,4

21,1

11,7

6,5

3,7

1,9

1

65

74,6

43,2

24

13,4

7,6

3,9

2,1

1

75

108

62,3

34,7

7,6

10,9

5,6

3

1,4

1

100

214

124

68,9

19,3

21,8

11,1

5,9

2,9

2

Tabel. 5.3 Ekivalen untuk pipa baja dilapisi PVC keras mm 15

15 1

20

25

32

40

20

2,5

1

25

5,2

2,1

1

32

11,1

4,4

2,1

1

40

21,1

6,8

3,3

1,5

1

50

17,2

13,9

6,4

3

2

1

65

33,7

26,8

12,8

6,1

3,9

2

1

80

104

41,5

19,9

9,4

6,1

3,1

1,6

1

100

217

86,3

41,4

19,6

12,7

6,4

3,2

2,1


50

65

80

74

5.1.1 Perencanaan untuk gedung 5 lantai berdasarkan tabel ekivalen : Tabel. 5.4 Perencanaan pipa gedung 5 lantai 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Jumlah baris

Alat plambing

Ukuran pipa masuk sisi plambing (mm)

Nilai ekivalen pipa 15 mm

Daerah

Jumlah nilai ekivalen pipa 15 mm

Factor pemakaian (%)

6×7

Ukuran pipa

System 1 1

A.

katup kloset

32

2

B.

katup kloset

32

3

C.

katup kloset

32

8,1

8,1

c5-d5

8,1

100

8,1

32

b5-e5

8,1+8,1= 16,2

50

8,1

32

a5-b5

16,2+8,1= 24,3

50

12,1

40

Sitem 2 4

D.

tangki gelontor

20

2,2

g5-h5

2,2

100

2,2

20

20

2,2

f5-g5

2,2+2,2 = 4,4

100

4,4

25

20

2,2

e5-f5

4,4+2,2 = 6,6

97,5

6,24

25

20

2,2

d5-f5

6,6+2,2 = 8,6

75

6,45

25

60

19,7

50

otomatis peturasan 5

E.

bak cuci tangan

6

F.

bak cuci tangan

7

G.

bak cuci tangan

Stm 1+ stm 2 8

Untuk penyediaan air

B-a5

24,3 + 8,6= 32,9

untuk lantai 5

4

9

Pipa air utama

E-F

32,9

60

19,7

40

10

Pipa air utama

D-E

65,8

45,75

30,1

40

11

Pipa air utama

C-D

98,7

43,12

42,5

65

12

Pipa air utama

B-C

131,6

41

53,9

65

13

Pipa air utama

A-B

164,5

65,18

65,2

80


75

5.1.2 Perencanaan untuk gedung 5 lantai berdasarkan tabel ekivalen : Tabel. 5.5 Perencanaan pipa gedung 3 lantai 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Jumla

Alat plambing

Ukuran

Nilai

Daerah

Jumlah nilai

Factor

6×7

Ukuran

pipa

ekivalen

ekivalen pipa 15

pemakaian

masuk

pipa 15

mm

(%)

sisi

mm

h baris

pipa

plambing (mm) System 1 1

H.

katup kloset

32

2

I.

katup kloset

32

3

J.

katup kloset

32

8,1

8,1

c5-d5

8,1

100

8,1

32

b5-e5

8,1+8,1= 16,2

50

8,1

32

a5-b5

16,2+8,1= 24,3

50

12,1

40

Sitem 2 4

K.

tangki gelontor

20

2,2

g5-h5

2,2

100

2,2

20

20

2,2

f5-g5

2,2+2,2 = 4,4

100

4,4

25

20

2,2

e5-f5

4,4+2,2 = 6,6

97,5

6,24

25

20

2,2

d5-f5

6,6+2,2 = 8,6

75

6,45

25

60

19,7

50

otomatis peturasan 5

L.

bak cuci tangan

6

M.

bak cuci tangan

7

N.

bak cuci tangan

Stm 1+ stm 2 8

Untuk penyediaan air

B-a5

24,3 + 8,8= 33,1

untuk lantai 5

4

9

Pipa air utama

E-F

33,1

60

19,7

40

10

Pipa air utama

D-E

65,8

45,75

30,1

40

11

Pipa air utama

C-D

98,7

43,12

42,5

65


76

Urutan penentuan ukuran diameter pipa dengan metode ekivalensi tekanan pipa : 1. Menentukan alat plambing yang akan dipasang. 2. Menentukan ukuran pipa air masuk alat plambing (sesuai dengan ketentuan yang ditetapkan). 3. Menentukan nilai ekivalen 15 mm dengan melihat tabel (tabel 5.1). 4. Menentukan jumlah nilai ekivalen 15 mm. 5. Menetukan faktor pemakaian, kemudian ketemu ukuran diameter pipa, ketemu ukuran kasar. Diameter pipa dinas yang digunakan adalah 10 inchi. Diameter pipa yang digunakan untuk distribusi ke Fakultas adalah 6 inchi. Dameter pipa pompa submersibel adalah 6 inchi.

77

Gbr. 5.1 Kerugian gesek dalam pipa

78

5.2 Perencanaan Pipa Dinas Dan Pipa Fakultas : Perencanaan pipa dinas dan Fakultas didapatkan dari diagram kerugian gesek dalam pipa, dengan cara mengetahui laju aliran air kemudian kita tarik garis diameter pipa, lihat gambar 5.1 kerugian gesek dalam pipa. Tabel. 5.6 Diameter pipa No.

Titik

Debit air (m3/jam)

Debit air (liter/menit)

Diameter pipa (mm)

1

A-B

96

1600

254

Pipa yang dipakai (inchi) 10

2

B-I

1,73

28,83

55

2,5

3

B-C

94,27

1571,67

254

10

4

C-II

12,95

216

120

5

5

C-D

81,32

1355,33

240

10

6

D-III

13,3

221,71

120

5

7

D-E

68,02

1133,67

230

10

8

E-IV

17,1

285,1

130

6

9

E-F

50,92

848,67

210

10

10

F-V

19,3

321,73

140

6

11

F-G

31,32

522

180

8

12

G-VI

12,15

202,54

110

5

13

G-H

19,17

319,5

140

6

14

H-VII

12,6

210

120

5

79

BAB VI HEAD KERUGIAN

6.1

Definisi Head Kerugian Head kerugian adalah kerugian-kerugian yang ada dalam suatu instalasi pipa

yang dialiri suatu fluida, baik gas ataupun cair. Untuk menghitung kerugian gesek dalam pipa kita harus mencari aliran yang terjadi apakah termasuk aliran yang laminer atau aliran yang turbulen dengan memakai bilangan Reynolds, (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 28) : Re =

νD v

............................................................................ (6.1)

Dimana Re : Bilangan Reynolds (tak berdimensi) ν : Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa (m/s) D : Diameter dalam pipa (m)

v : Viskositas kinematik zat cair (m2/s) v Air = 12.32 . 10-6 ft2/s = 1,14 10-6 m2/s Pada Re < 2300, aliran bersifat laminer Pada Re > 4000, aliran bersifat turbulen Pada Re = 2300 – 4000, terdapat daerah transisi, di mana aliran dapat bersifat laminer atau turbulen tergantung pada kondisi pipa dan aliran.

79

80

Re =

=

νD v 2.0,254 1,14.10 −6

= 445614,03 Jadi termasuk aliran turbulen, didalam perhitungan ini kita akan menggunakan rumus Hazen-Wiliams, Karena pada umumnya rumus ini dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air bersih atau air minum.

6.2

Head Kerugian Gesek Dalam Pipa :

Rumus Hazen-Wiliams, (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 31) :

hf =

10,666.Q 1,85 × L ......................................................... (6.2) C 1,85 .D 4,85

Dimana Q : Laju aliran (m3/jam)

C : Koefisien, lihat dalam tabel 3.4 L : Panjang pipa (m) hf : Kerugian head (m) 6.2.1 Kerugian pipa lurus dan kecepatan aliran (pipa dinas dan pipa distribusi) yaitu :

hf dititik A-B : L = 100 + 30 = 130 m Q = 1600 liter/menit = 0,026 m3/s D = 254 mm = 0,254 m

81

hf =

10,666 ⋅ Q 1,85 ×L C 1,85 ⋅ D 4,85

=

10,666 ⋅ 0,0261,85 × 130 1301,85 ⋅ 0,254 4,85

=

0,013 × 130 10,57

= 0.16 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,254 2 4

= 0,05 m2

v=

=

Q A 0,026 0,05

= 0,52 m/s

82

hf dititik B-I : L = 40 m + 25 m = 65 m Q = 1,73 m3/jam = 28,83 liter/menit = 0,0005 m3/s D = 55 mm = 0,055m

10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00051,85 = × 65 1301,85 ⋅ 0,055 4,85

=

8,3 ⋅ 10 −6 × 65 0,0063

= 0,053 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,055 2 4

= 0,0024 m2

v=

=

Q A 0,0005 0,0024

= 0,21 m/s

83

hf dititik B-C : L = 100 m Qtotal = 94,27 m3/jam = 1570,5 liter/menit = 0,026 m3/s D = 254 mm = 0,254 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 × L` C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,0261,85 = × 100 1301,85 ⋅ 0,254 4,85

=

0,01 × 100 10,57

= 0,12 m

A=π⋅

D2 4

0,254 2 = 3,14 ⋅ 4 = 0,05 m2

v=

=

Q A 0,026 0,05

= 0,52 m/s

84

hf dititik C-II : L = 55 m + 20 m = 75 m Q = 12,95 m3/jam = 215,83 liter/menit = 0,0036 m3/s D = 120 mm = 0,12 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00361,85 = × 95 1301,85 ⋅ 0,114,85

=

3,2 ⋅ 10 −4 × 95 0,2

= 0,12 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,12 2 4

= 0,01 m2

v=

=

Q A 0,0036 0,01

= 0,36 m/s

85

hf dititik C-D : L = 100 + 50 = 150 Qtotal = 81,32 m3/jam = 1355,3 liter/menit = 0,023 m3/s D = 240 mm = 0,24 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,0231,85 = × 150 1301,85 ⋅ 0,24 4,85

=

0,0099 × 150 8,032

= 0,18 m

A=π⋅

D2 4

0,24 2 = 3,14 ⋅ 4 = 0,04 m2

v=

=

Q A 0,023 0,04

= 0,575 m/s

86

hf dititik D-III : L = 180 + 50 + 100 + 20 = 350 m Q = 13,3 m3/jam = 221,67 liter/menit = 0,004 m3/s D = 120 mm = 0,12 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,0041,85 = × 350 1301,85 ⋅ 0,12 4,85

=

3,9 ⋅ 10 −4 × 350 0,3

= 0,455 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,12 2 4

= 0,01 m2

v=

=

Q A 0,004 0,01

= 0,4 m/s

87

hf dititik D-E : L = 925 m Qtotal = 68,02 m3/jam = 1133,67 liter/menit = 0,02 m3/s D = 230 mm = 0,23 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,021,85 = × 925 1301,85 ⋅ 0,23 4,85

=

0,0077 × 925 6,53

= 1,09 m

A=π⋅

D2 4

0,23 2 = 3,14 ⋅ 4 = 0,04 m2

v=

=

Q A 0,02 0,04

= 0,5 m/s

88

hf dititik E-IV : L = 80 + 20 = 100 m Q = 17,1 m3/jam = 285 liter/menit = 0,00475 m3/s D =130 mm = 0,13 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,004751,85 = × 100 1301,85 ⋅ 0,13 4,85

=

5,37 ⋅ 10 −4 × 100 0,41

= 0,13 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,13 2 4

= 0,01 m2

v=

=

Q A 0,00475 0,01

= 0,475 m/s

89

hf dititik E-F : L = 200 + 50 = 250 m Qtotal = 50,92 m3/jam = 848,67 liter/menit = 0,014 m3/s D = 220 mm = 0,21 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,0141,85 = × 250 1301,85 ⋅ 0,214,85

=

0,004 × 250 5,26

= 0,19 m

A=π⋅

D2 4

0,212 = 3,14 ⋅ 4 = 0,034 m2

v=

=

Q A 0,014 0,034

= 0,41 m/s

90

hf dititik F-V : L = 40 + 20 = 60 m Q = 19,3 m3/jam = 321,67 liter/menit = 0,0053 m3/s D = 140 mm = 0,14 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00531,85 = × 60 1301,85 ⋅ 0,14 4,85

=

6,57 ⋅ 10 −4 × 60 0,58

= 0,067 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,14 2 4

= 0,015 m2

v=

=

Q A 0,0053 0,015

= 0,35 m/s

91

hf dititik F-G : L = 10 + 100 + 300 = 410 m Qtotal = 31,32 m3/jam = 522 liter/menit = 0,0087 m3/s D = 180 mm = 0,18 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00871,85 = × 410 1301,85 ⋅ 0,18 4,85

=

0,0016 × 410 1,99

= 0,32 m

A=π⋅

D2 4

0,18 2 = 3,14 ⋅ 4 = 0,025 m2

v=

=

Q A 0,0087 0,025

= 0,348 m/s

92

hf dititik G-VI : L = 180 + 20 = 200 m Q = 12,15 m3/jam = 202,5 liter/menit = 0,0034 m3/s D = 110 mm = 0,11 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00341,85 = × 200 1301,85 ⋅ 0,114,85

=

2,9 ⋅ 10 −4 × 200 0,18

= 0,32 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,112 4

= 0,0095 m2

v=

=

Q A 0,0034 0,0095

= 0,36 m/s

93

hf dititik G-H : L = 100 + 200 + 75 = 375 m Qtotal = 19,17 m3/jam = 319,5 liter/menit = 0,0053 m3/s D = 140 mm = 0,14 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00531,85 = × 375 1301,85 ⋅ 0,14 4,85

=

0,00066 × 375 0,58

= 0,4 m

A=π⋅

D2 4

0,14 2 = 3,14 ⋅ 4 = 0,015 m2

v=

=

Q A 0,0053 0,015

= 0,35 m/s

94

hf dititik H-VII : L = 15 + 20 = 35 m Q = 12,6 m3/jam = 210 liter/menit = 0,0035 m3/s D = 120 mm = 0,12 m 10,666 ⋅ Q 1,85 hf = 1,85 ×L C ⋅ D 4,85 10,666 ⋅ 0,00351,85 = × 15 1301,85 ⋅ 0,12 4,85

=

3,05 ⋅ 10 −4 × 15 0,28

= 0,01 m

A=π⋅

D2 4

= 3,14 ⋅

0,12 2 4

= 0,01 m2

v=

=

Q A 0,0035 0,01

= 0,35 m/s

95

hf total untuk pipa dinas yaitu : = hf A-B + hf B-C + hf C-D + hf D-E + hf E-F + hf F-G + hf G-H = 0,16 + 0,12 + 0,18 + 1,09 + 0,19 + 0,32 + 0,4 = 2,46 m

v rata-rata untuk pipa dinas yaitu : = (0,52 + 0,52 + 0,575 + 0,5 + 0,38 + 0,348 + 0,35) : 7 = 3,193 : 7 = 0,46 m/s

hf total untuk pipa cabang ke Fakultas yaitu : = hf B-I + hf C-II + hf D-III + hf E-IV + hf F-V + hf G-VI + hf H-VII = 0,053 + 0,12 + 0,455 + 0,13 + 0,067 + 0,32 + 0,01 = 1,155 m

v rata-rata untuk pipa Fakultas yaitu : = (0,21 + 0,36 + 0,4 + 0,475 + 0,35 + 0,36 + 0,35) : 7 = 2,505 : 7 = 0,36 m/s

v rata-rata total yaitu : = (0,46 + 0,36) : 2 = 0,41 m

96

Kerugian head dalam jalur pipa, (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 32) :

hf = f

ν2 2g

........................................................................... (6.3)


f : Koefisisen kerugian g : Percepatan grafitasi (9,8 m/s) hf : Kerugian head (m) 6.2.2

Kerugian ujung masuk pipa, f = 0,005 :

hf = f

ν2 2g

= 0,005 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

= 0,0001 m 6.2.3

Kerugian pada belokan pipa :

Tabel. 6.1 Kerugian pada belokan pipa θ°

f

Halus

5 0,016

10 0,034

15 0,042

22,5 0,066

30 0,130

45 0,236

60 0,471

90 1,129

Kasar

0,024

0,44

0,062

0,154

0,165

0,320

0,648

1,65

Sumber : Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 34

Belokan 30°, f kasar = 0,165

hf = f

ν2 2g

0,412 = 0,165 ⋅ = 0,0014 m 2 ⋅ 9,8

97

Jumlah belokan dengan sudut 30° ada 4 buah, jadi hf total adalah = 0,0014 × 4 = 0,0056 m


hf = f

ν2 2g

= 0,32 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

= 0,0027 m Jumlah belokan dengan sudut 45° ada 2 buah, jadi hf total adalah = 0,0027 × 2 = 0,0054 m


hf = f

ν2 2g

0,412 = 1,265 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,01 m Jumlah belokan dengan sudut 90° ada 6 buah, jadi hf total adalah = 0,01 × 6 = 0,06 m

98

6.2.4

Kerugian pengecilan penampang pipa secara mendadak :

Tabel. 6.2 Koefisien kerugian pengecilan penampang pipa (D1/D2)2

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,50 0,48 0,45 0,41 0,36 0,29 0,21 0,13 0,07 0,01

f

Sumber : Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 36

Gbr. 6.1 Pengecilan penampang pipa Pengecilan pada titik B-I :

⎛D Mencari f, ⎜⎜ 2 ⎝ D1

⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,055 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,254 ⎠

= 0,46

f = 0,5 v2 = 0,21 hf = f

ν 22 2g

= 0,5 ⋅

0,212 2 ⋅ 9,8

= 0,001 m

2

1,0 0

99

Titik C-II :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,12 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,254 ⎠

2

= 0,2

f = 0,45 v2 = 0,36 hf = f

ν 22 2g

0,36 2 = 0,45 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,003 m

Titik C-D :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,24 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,254 ⎠

= 0,9

f = 0,01 v2 = 0,575 hf = f

ν 22 2g

= 0,01 ⋅

0,575 2 2 ⋅ 9,8

= 0,0002 m

2

100

Titik D-III :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,12 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,24 ⎠

2

= 0,25

f = 0,45 v2 = 0,4 hf = f

ν 22 2g

0,4 2 = 0,45 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,004 m

Titik D-E :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,23 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,24 ⎠

= 0,9

f = 0,01 v2 = 0,5 hf = f

ν 22 2g

= 0,01 ⋅

0,5 2 2 ⋅ 9,8

= 0,004 m

2

101

Titik E-IV :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,13 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,23 ⎠

2

= 0,32

f = 0,41 v2 = 0,475 hf = f

ν 22 2g

0,475 2 = 0,41 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,004 m

Titik E-F :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,22 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,23 ⎠

= 0,9

f = 0,01 v2 = 0,41 hf = f

ν 22 2g

= 0,01 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

= 0,00009 m

2

102

Titik F-V :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,14 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,22 ⎠

2

= 0,14

f = 0,36 v2 = 0,35 hf = f

ν 22 2g

0,35 2 = 0,36 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,002 m

Titik F-G :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,18 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,22 ⎠

2

= 0,67 m

f = 0,13 v2 = 0,348 m/s hf = f

ν 22 2g

= 0,13 ⋅

0,348 2 2 ⋅ 9,8

= 0,0002 m

103

Titik G-VI :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,11 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,18 ⎠

2

= 0,4 m

f = 0,36 v2 = 0,36 m/s hf = f

ν 22 2g

0,36 2 = 0,36 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,0023 m

Titik G-H :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,14 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,18 ⎠

2

= 0,9 m

f = 0,01 v2 = 0,35 m/s hf = f

ν 22 2g

= 0,01 ⋅

0,35 2 2 ⋅ 9,8

= 0,00006 m

104

Titik H-VII :


⎞ ⎟⎟ ⎠

2

⎛ 0,12 ⎞ =⎜ ⎟ ⎝ 0,14 ⎠

2

= 0,73 m

f = 0,13 v2 = 0,35 m/s hf = f

ν 22 2g

0,35 2 = 0,13 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,0008 m

Jumlah pengecilan penampang secara mendadak, hf total adalah : = 0,001 + 0,003 + 0,002 + 0,004 + 0,004 + 0,004 + 0,00009 + 0,002 + 0,0002 + 0,0023 + 0,00006 + 0,0008 = 0,02345 m 6.2.5

Kerugian percabangan pipa :

Tabel. 6.3 Koefisien kerugian untuk percabangan Q2/Q1 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

percobaan

f1

0,05

−0,08

−0,05

0,07

0,21

0,35

untuk 43

f2

0,96

0,88

0,89

0,96

1,10

1,29

mm Sumber : Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 38

105

Gbr. 6.2 Gambar percabangan pipa

Percabangan titik B-I : Mencari f,

Q2 0,0005 = Q1 0,026

= 0,23

f1 = 0,05

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= 0,05 ⋅

0,52 2 2 ⋅ 9,8

= 0,0007 m

106

Percabangan titik C-II : Mencari f,

Q2 0,0036 = Q1 0,026

= 0,13

f1 = 0,05

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= 0,05 ⋅

0,52 2 2 ⋅ 9,8

= 0,0007 m

Percabangan titik D-III : Mencari f,

Q2 0,004 = Q1 0,023

= 0,17

f1 = -0,08

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= (-0,08) ⋅

0,575 2 2 ⋅ 9,8

= -0,0013 m

107

Percabangan titik E-IV : Mencari f,

Q2 0,00475 = Q1 0,02

= 0,23

f1 = -0,08

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= (-0,08) ⋅

0,5 2 2 ⋅ 9,8

= -0,001 m

Percabangan titik F-V : Mencari f,

Q2 0,0053 = Q1 0,014

= 0,378

f1 = -0,05

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= (-0,05) ⋅

0,35 2 2 ⋅ 9,8

= -0,0003 m

108

Percabangan titik G-IV : Mencari f,

Q2 0,0034 = Q1 0,0087

= 0,4

f1 = -0,05

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= (-0,05) ⋅

0,348 2 2 ⋅ 9,8

= -0,0003 m

Percabangan titik H-VII : Mencari f,

Q2 0,0035 = Q1 0,0053

= 0,6

f1 = 0,07

hf1-3 = f1

ν 12 2g

= 0,07 ⋅

0,35 2 2 ⋅ 9,8

= 0,0004 m

109

Jumlah percabangan pipa ada 6 buah, jadi hf total adalah = 0,0007 + 0,0007 − 0,0013 − 0,001 − 0,0003 + 0,0003 + 0,0004 = −0,0005 m 6.2.6

Kerugian ujung keluar pipa :

f = 1,0 hf = f

ν2 2g

0,412 = 1,0 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,008 m Jumlah ujung pipa keluar ada 7 buah, jadi hf total adalah = 0,008 × 7 = 0,056 m 6.2.7

Kerugian head dikatup (katup isap dengan saringan) :

hv = fv

ν2 2g

............................................................................. (6.4)


fv : Koefisisen kerugian katup, koefisennya diameter pipa 6″ = 1,91 g : Percepatan grafitasi (9,8 m/s) hv : Kerugian head dikatup (m)

110

Tabel. 6.4 Koefisien dari berbagai katup Jenis katup

Diameter pipa (mm)

Katup sorong

100

150

200

250

300

0,14

0,12

0,10

0,09

0,07

Katup kupu-kupu

400

500

0,6-0,16 (bervariasi menurut konstruksi dan diameternya)

Katup putar

0,09-0,026 (bervariasi menurut diameternya)

Katup cegah jenis

-

-

1,2

1,15

1,1

1,0

0,98

1,97

1,91

1,84

1,78

1,72

-

-

ayun Katup isap dengan saringan Sumber : Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 39

Katup yang digunakan pada pompa yaitu katup isap dengan saringan :

hv = fv

ν2 2g

= 1,91 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

= 0,16 m Jumlah katup isap dengan saringan ada 2 buah, jadi hv total adalah = 0,16 × 2 = 0,32 m Katup yang digunakan pada percabangan pipa dinas adalah katup searah :

hv = fv

ν2 2g

= 0,12 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

111

= 0,001 m 6.2.8 Head kerugian gesek dalam pipa gedung 3 lantai, (lihat lampiran 8) :

Head kerugian pada gedung untuk setiap lantai, yaitu : Kerugian belokan 90°, f = 1,129 untuk pipa halus :

hf = f

ν2 2g

= 1,129 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

= 0,009 m Jumlah belokan dengan sudut 90° ada 6 buah, jadi hf total adalah = 0,01 × 14 = 0,126 m Kerugian percabangan, f = 0,05

hf1-3 = f1

ν 12 2g

0,412 = 0,05 ⋅ 2 ⋅ 9,8

= 0,0004 m Jumlah percabangan 7 buah, jadi kerugian pada percabangan adalah : = 0,0004 × 7 = 0,0028 Kerugian pada katup, f = 0,026 :

hv = fv

ν2 2g

112

= 0,026 ⋅

0,412 2 ⋅ 9,8

= 0,0002 m Jumlah katup isap dengan saringan ada 2 buah, jadi hv total adalah = 0,0002 × 6 = 0,0012 m

hl total untuk 1 lantai yaitu : = 0,126 + 0,0028 + 0,0012 = 0,13 m

hl total untuk 3 lantai (kondisi tiap lantai sama) yaitu : = 0,13 × 3 = 0,39 m

hl total untuk gedung Fakultas Teknik, (9 gedung) yaitu : = 0,39 × 9 = 3,51 m Jadi Head statis dari tower atas mampu mendistribusikan ke gedung Fakultas Teknik berdasarkan perhitungan berikut :

ha tower atas = 20 m ha total gedung = 12 + 3,51 = 15,51 m Untuk Fakultas lain dianggap sama, dengan asumsi kondisinya sama.

6.3

Head total pompa :

113

Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air sesuai yang dirancang yaitu, (Tahara H., Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 26) :

H = ha + Δhp + hl + Dimana H

ha

v2 ...................................................... (6.5) 2⋅ g

: Head total pompa (m) : Head statis total (m)

Δhp : Perbedaan head tekanan (m) hl

: Kerugian head dipipa (m)

v2 : Head kecepatan keluar (m) 2⋅ g

hl = Kerugian (pipa lurus + ujung masuk pipa + belokan + pengecilan + percabangan + pipa keluar + katup) = 2,46 + 1,155 + 0,0001 + (0,0058 + 0,0054 + 0,06) + 0,02345 + (−0,0005) + 0,056 + 0,32 + 0,007 = 4,09 m v2 H = ha + Δhp + hl + 2⋅ g

= 25 + 0 + 4,09 +

0,412 2 ⋅ 9,8

= 25 + 0 + 4,09 + 0,0085 = 29,098 m

BAB VII KERUGIAN TEKANAN DAN PEMILIHAN POMPA

7.1

Kerugian Tekanan Dalam suatu instalasi perpipaan yang dialiri fluida kemudian dipompakan

dari tempat satu ke tempat yang lain maka akan terjadi kerugian tekanan atau penurunan tekanan (pressure drop), kerugian tekanan itu terjadi karena adanya kerugian-kerugian yang ada dalam pipa dan sebagainya. Cara mencari kerugian tekanan yaitu dengan menggunakan grafik kerugian gesek pipa (lihat gambar 5.1) : 1) Menentukan diameter pipa. 2) Ketemu laju aliran air atau Q (liter/menit) pada grafik vertikal. 3) Dari laju aliran air ditarik garis hirisontal sampai bersinggungan dengan garis kecepatan aliran (v, m/s) dan titik perpotongan. 4) Titik perpotongan ditarik garis vertikal sampai ketemu titik pada garis kerugian tekanan akibat gesekan (mm kolom air/m). 5) Kerugian tekanan dikalikan dengan panjang pipa atau L. Q ditambah dengan 109,5 liter/menit dari : = Q kapasitas pipa - Q kapasitas kebutuhan = 1600 – 1498,5 = 109,5 liter/menit

114

115

Δp dititik A-B : Q = 1600 liter/menit L = 130 m

Δp = 1 mm kolom air/meter × L = 1 × 130 = 130 mm kolom air/meter = (0,13 mka × 0,1) bar = 0,013 bar

Δp dititik B-I : Q = 28,83 liter/menit L = 40 m + 25 m = 65 m

Δp = 1,1 mm kolom air/meter × L = 1,1 × 65 = 71,5 mm kolom air/meter = (0,0715 mka × 0,1) bar = 0,00715 bar

116

Δp dititik B-C : Q = 1461,67 + 109,5 = 1571,17 liter/menit L = 100 m


Δp dititik C-II : Q = 215,83 liter/menit L = 55 m + 20 m = 75 m

Δp = 1,4 mm kolom air/meter × L = 1,4 × 75 = 105 mm kolom air/meter = (0,105 mka × 0,1) bar = 0,0105 bar

117

Δp dititik C-D : Q = 1245,83 + 109,5 = 1355,33 liter/menit L = 150 m


Δp dititik D-III : Q = 221,67 liter/menit L = 330 m + 20 m = 350 m


118

Δp dititik D-E : Q = 1024,17 + 109,5 = 1133,67 liter/menit L = 925 m

Δp = 1,2 mm kolom air/meter × L = 1, × 925 = 925 mm kolom air/meter = (0,925 mka × 0,1) bar = 0,0925 bar

Δp dititik E-IV : Q = 285 liter/menit L = 80 m + 20 m = 100 m


119

Δp dititik E-F : Q = 739,17 + 109,5 = 848,67 liter/menit L = 250 m


Δp dititik F-V : Q = 321,67 liter/menit L = 40 m + 20 m = 60 m


120

Δp dititik F-G : Q = 412,5 + 109,5 = 522 liter/menit L = 410 m


Δp dititik G-VI : Q = 202,5 liter/menit L = 180 m + 20 m = 200 m


121

Δp dititik G-H : Q = 210 + 109,5 = 319,5 liter/menit L = 375 m

Δp = 1,5 mm kolom air/meter × L = 1,5 × 375 = 562,5 mm kolom air/meter = (0,5265 mka × 0,1) bar = 0,05265 bar

Δp dititik H-VII : Q = 210 liter/menit L = 15 m + 20 m = 35 m


Δp total = 0,013 + 0,00715 + 0,01 + 0,0105 + 0,0225 + 0,035 + 0,0925 + 0,02 + 0,025 + 0,006 + 0,041 + 0,02 + 0,05265 + 0,0049 = 0,36 bar

122

7.2

Pemilihan Pompa

7.2.1 Pompa Untuk Reservoir Jumlah air yang dibutuhkan seluruh Fakultas di Universitas Negeri Semarang = Qh (gedung G&H) + Qh FT + Qh FIK + Qh FIS + Qh FIP + Qh FMIPA + Qh FBS = 1,73 + 12,6 + 12,15+ 19,6 + 17,1 + 12,95 + 13,3 = 89,43 m3/jam Kebutuhan air di Universitas Negeri Semarang = 1498,5 l/menit Kapasitas pompa yang digunakan adalah 55 m3/jam, sehingga membutuhkan 2 pompa air yang sama.jadi kapasitas pompa adalah = 55 + 55 = 110 m3/jam = 1833,33 l/menit Kapasitas pompa disengaja oleh perancang dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan. Pompa dibeli dengan pilihan sesuai kapasitas air yang dibutuhkan. Spesifikasi pompa yaitu: 3 phase 380 volt 50 Hz Seri pompa

Sp 55 - 10

Q

55 m3/jam

Total head

72 m

Pipa

6”

Motor

Ms 7000

Kw

11,2

123

7.2.2 Pompa Distribusi Perancangan pompa yang digunakan untuk membantu mendistribusikan air bersih dari reservoir ke tandon Fakultas. Jenis pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal. Spesifikasi pompa yaitu: 3 phase 380 volt 50 Hz Q

110 m3/jam

Total head

40 m

Pipa

10”

Motor

Ms 6000

Kw

16,4

BAB VIII PENUTUP

Sebagai penutup pada skripsi ini maka akan disajikan rangkuman dari hasil analisis perancangan “Sistem Suplai Air Bersih Untuk Universitas Negeri Semarang” yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air di Universitas Negeri Semarang. Adapun hasil perancangan adalah sebagai berikut : 1. Fluida Fluida yang digunakan untuk Universitas Negeri Semarang adalah air yang dipompa dari sumber air ke reservoir kemudian didistribusikan ke towertower Fakultas. Air yang digunakan memenuhi standar kualitas air bersih di Indonesia. 2. Pompa Pompa yang digunakan untuk sumber air ke reservoir adalah dua buah pompa submersibel, dengan masing-masing kapasitas laju aliran 55 m3/jam, head total 72 m, dan satu buah pompa sentrifugal dengan kapasitas 110 m3/jam, head total pompa 40 m. 3. Reservoir Reservoir digunakan untuk penampung awal air bersih yang dipompa dari sumber sebelum didistribusikan ke tandon Fakultas jadi fungsi sebagai tandon pusat. Kapasitas reservoir yaitu 256 m3. Tujuan dari sistem terpusat adalah untuk memudahkan dalam pemeliharaan dan perawatan.

124

125

4.

Kebutuhan Air Dan Tandon Disini diperoleh kebutuhan air bersih pada masing-masing Fakultas di Universitas Negeri Semarang, kebutuhan air setiap hari, kebutuhan air pada jam puncak, kebutuhan air pada menit puncak, ukuran tandon atas, lihat tabel 8.1

Tabel. 8.1 Kebuthan air dan kapasitas tandon No gedung/ Jumlah Fakultas penghuni (orang) 1 G&H 420

13,86

1,73

3,46

0,086

4,12

Ukuran VE (m3) 4,8

Qd (m3)

Qh Qh-max (m /jam) (m3/jam) 3

Qm-max (m3/menit)

VE (m3)

2

MIPA

3140

103,62

12,95

25,9

0,65

7,9

8,75

3

FBS

3225

106,42

13,3

26,6

0,66

7,38

8,75

4

FIP

4135

136,45

17,1

34,1

0,85

19,8

9,375

5

FIS

4750

156,75

19,3

39,2

0,98

10,08

10,94

6

FIK

2945

97,18

12,15

24,3

0,61

7,65

8,75

7

FT

3055

100,81

12,6

25,2

0,63

7,75

8,75

Jumlah

21670

615,06

89,43

178,76

4,466

64,68

60,115

5. Diameter Pipa Pipa yang digunakan adalah pipa besi tuang dengan memperhitungkan segala aspek baik dari segi keuntungan atau kerugiannya. Dalam merencanakan diameter pipa disesuaikan dengan laju aliran air (lihat tabel 8.2).

126

6. Kecepatan Aliran Dalam instalasi pipa ini akan kita temukan kecepatan aliran yang berbeda. Kecepatan aliran dalam instalasi ini ditentukan oleh bentuk instalasi, besarnya laju aliran dan diameter pipa, sehingga diperoleh kecepatan aliran yang berbeda untuk setiap sistem yang berbeda (lihat tabel. 8.2) 7. Kerugian Tekanan Dalam perancangan instalasi ini terdapat penurunan tekanan (pressure drop) pada tiap-tiap sistem. Kerugian tekanan ini disebabkan oleh beberapa faktor, salah satunya yaitu perbedaan ketinggian dari tempat yang satu ketempat yang lain (lihat tabel 8.2)

127

Tabel. 8.2 Kerugian tekanan No .

Titik

Debit air (m3/detik)

Diameter pipa (m)

1

A-B

0,026

0,254

Diameter pipa yang dipakai (inchi) 10

Kecepatan aliran (m/detik) 0,52

Kerugian tekanan (bar) 0,013

2

B-I

0,0005

0,055

2,5

0,21

0,0715

3

B-C

0,026

0,254

10

0,52

0,01

4

C-II

0,0036

0,12

5

0,36

0,0105

5

C-D

0,023

0,24

10

0,575

0,0225

6

D-III

0,004

0,12

5

0,4

0,035

7

D-E

0,02

0,23

10

0,5

0,0925

8

E-IV

0,00475

0,13

6

0,475

0,02

9

E-F

0,014

0,21

10

0,41

0,025

10

F-V

0,014

0,14

6

0,35

0,006

11

F-G

0,0087

0,18

8

0,348

0,041

12

G-VI

0,0034

0,11

5

0,36

0,02

13

G-H

0,0053

0,14

6

0,35

0,05265

14

H-VII

0,0035

0,12

5

0,35

0,0049

128

Daftar Pustaka

Austin, C., H., Zulkifli, H., Pompa dan Blower Sentrifugal, Erlangga, Jakarta, 1990 Morimura T., Noerbambang S. M, Perancangan Dan Pemeliharaan Sistem Plambing, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 2000. Nouwen A., Anwir B.S., Pompa 1, PT Bhratara Karya Aksara, Jakarta, 1981. Raswari., Teknologi Dan Perencanaan Sistem Perpipaan, Universitas Indonesia Press, Jakarta, 1986. Sato G.T, Sugiarto, Menggambar Mesin Menurut Standar ISO, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 2000 Tahara Haruo, Sularso, Pompa Dan Kompresor, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 2000. www. Plbg. com

129

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152



L1


L2


L3

Sumber : Raswari, Teknologi dan Perencanaan Sistem Pipa, 2000, hal : 33


130








Lampiran 8. Gambar instalasi gedung 3 lantai

131

SISTEM SUPLAI AIR BERSIH UNTUK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

Recommend Documents