PERANCANGAN FOAM WATER SPRINKLER DI GUDANG PERSONAL WASH PT. PT UNILEVER INDONESIA TBK
Ol h Oleh
:
Wisda Mulyasari
(6507 040 018)
BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG
Undang no 1 tahun 1970 , pasal 3 ayat (1) huruf b
Kepmenaker 186/Men/1999
Kurang sesuainya media pemadam dengan bahan yang akan di padamkan
Tidak adanya pengawasan selama 24 jam
Kurang handalnya sistem pemadam kebakaran
PERUMUSAN MASALAH 1.
Bagaimana menentukan jumlah sprinkler
2.
Bagaimana penempatan sistem sprinkler
3.
Bagaimana menentukan jumlah volume foam solution yang dibutuhkan untuk perancangan sistem sprinkler
4.
Bagaimana merancang sistem perpipaan pada perancangan sistem sprinkler yang sesuai dengan dimensi gudang
5.
Bagaimana merancang instalasi alarm kebakaran otomatik yang sesuai dengan karakteristik gudang
TUJUAN 1.
Untuk menentukan jumlah sprinkler yang sesuai dengan karakteristik gudang d
2.
Untuk menentukan penempatan sistem sprinkler pada gudang
3 3.
Untuk menentukan jumlah volume foam solution yang dibutuhkan untuk perancangan sistem sprinkler pada gudang
4.
Untuk merancang sistem perpipaan pada perancangan sistem sprinkler pada gudang
5.
Untuk merancang instalasi alarm kebakaran otomatik yang sesuai dengan karakteristik gudang
MANFAAT Bagi Mahasiswa Menambah wawasan baru mengenai perancangan foam water sprinkler dan detektor B i perusahaan Bagi h 1.
Hasil dari penentuan jumlah sprinkler dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk merancang sistem pemadam pada gudang PW
2.
Hasil dari penempatan sistem sprinkler dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di gudang PW
3.
H il dari Hasil d i penentuan jumlah j l h volume l f foam solution l i d dapat di digunakan k sebagai pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di gudang PW
4.
Hasil dari perancangan sistem perpipaan dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di gudang PW
5.
Hasil dari perancangan instalasi alarm kebakaran otomatik dapat di digunakan k sebagai b i pertimbangan ti b untuk t k merancang sistem i t pemadam d di gudang PW
RUANG LINGKUP 1.
Perancangan ini hanya di lakukan di gudang Personal WashPT. Unilever Indonesia Tbk,Rungkut Surabaya Indonesia
2.
Penelitian ini tidak membahas mengenai sistem perpipaan secara mendalam seperti ti pengelasan l d penyambungan dan b pipa. i
3.
Tidak
membahas
mengenai
spesifikasi
sistem
instalasi
g dengan g instalasi detektor dan sprinkler p berhubungan 4.
Tidak membahas sistem perpompaan secara mendalam
5.
Tidak membahas pemeliharaan
6.
Tidak membahas perencanaan biaya
listrik
yang
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Teori Api
Segitiga Api
Fire Tetrahedron
KLASIFIKASI KEBAKARAN Klasifikasi/pengelompokkan kebakaran menurut peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi Nomor 04/MEN/1980 Bab I Pasal 2, ayat 1 • Kebakaran yang menyangkut benda-benda padat kecuali logam , pemadam foam (busa) dan air . K b k Kebakaran Klas A
• Kebakaran bahan bakar cair atau gas yang mudah terbakar. Pemadam tepung pemadam (dry powder), busa (foam), air dalam bentuk spray/kabut yang halus. Kebakaran Klas B
• Kebakaran instalasi listrik bertegangan seperti : breaker listrik listrik, peralatan yang menggunakan listrik, kontrol panel. Pemadam : Carbondioxyda (CO2), tepung Kebakaran kering (dry chemical). Dalam pemadaman ini dilarang menggunakan media air. Klas C
• Kebakaran pada benda-benda logam padat. Pemadam pasir halus dan kering, dry powder khusus Kebakaran Klas D
PRINSIP PEMADAMAN API Starvation
Cooling
Break Chain Reaction
Smoothering
Dilution
BAB III METODE PENELITIAN
BAB IV PENGOLAHAN DATA Gambaran Umum Gudang Personal Wash Gudang Personal Wash memiliki luas 1152 m2, terdiri atas rak double row tidak permanen yang memiliki ketinggian 7.7 m yang menyimpan bahan kelas kategori III. Berdasarkan NFPA 13, rak storage yang memiliki ketinggian lebih dari 7.6 m dan kurang dari sama dengan 10.7 m harus dikombinasikan dengan sprinkler yang dipasang pada langit-langit. Material yang ada pada gudang PW tersebut termasuk kebakaran kelas A dan B, bisa dipadamkan menggunakan air maupun foam. Sehingga media pemadam yang dipiulih adalah (foam). Berdasarkan NFPA 16 ekspansi yang cocok k digunakan di k untuk t k rak k barang b adalah d l h low-expansion l i f foam. Sehingga didisain alat pemadam otomatis foam-water sprinkler.
Jumlah dan Penempatan Sprinkler pada Langit-Langit dan Rak NFPA 13 Jarak maksimal yang diijinkan antara sprinkler untuk kebakaran berat adalah 3.7 m dan untuk menghindari adanya space kosong dari pancaran sprinkler, sprinkler di disain overlap dengan jarak sprinkler ke dinding ½ S. Sehingga sprinkler yg dibutuhkan adalah 162 sprinkler. (Lampiran 4 dan 10) Tanda X adalah letak penempatan sprinklr
NFPA 13 Lokasi
alternative
p sprinkler
yang y g
dipasang pada rak adalah di atas barang-barang
A
dan
C
untuk
ketinggian rak 7.7 7 7 m dengan barang kelas katagori III. Sehingga jumlah sprinkler yang dibutuhkan adalah 68 buah (lampiran 2.)
Penempatan Detektor Rak Tanda • adalah letak penempatan detektor
SNI 03-3985-1995 P Penyimpanan i b barang rak k tinggi, ti i detektor d t kt perlu l dipasangkan di k pada d langit-langit l it l it di atas t setiap jalan/gang dan pada tingkat pertengahan pada rak. Sehingga detektor yang diperlukan adalah 80 buah
Tanda • adalah letak penempatan detektor langit-langit langit langit
Detektor Langit-Langit Tanda • adalah letak penempatan detektor rak
SNI 03-3985-1995 S ti Setiap k l kelompok k atau t zona detektor d t kt harus dibatasi maksimum 20 detektor dilindungi
y nyala
api p
ruangan
yang y g dengan
buah dapat p luas
maksimum 1000 m2, artinya setiap 50 m2 terdapat 1 detektor nyala api dengan jarak antar detektor minimum 7 07 m 7.07
dan jarak antara detektor
dengan dinding ( ½ S ) 3.46 m Sehingga detektor atap yang dibutuhkan adalah 18 buah. Lay out dapat dilihat pada lampiran 8.
Perencanaan Foam Water Sprinkler Berdasarkan SNI 03-3989-2000, pancaran dari tiap kepala sprinkler didapat dari rumus sebagai berikut : Kapasitas maks
= K√7 √
Kapasitas min = K√ √
= 20√7
= 20√4
= 53 L/menit
= 40 L/menit
Kapasitas sprinkler yang digunakan sebagai kontrol adalah kapasitas minimum yaitu 40 L/menit = 0.04 m3/min ≈ 0.666 L/s. Jumlah total sprinkler yang dibutuhkan adalah 306 buah sehingga debit dan kebutuhan volume air adalah sbb :
Kebutuhan volume air Q total = Q tiap sprinkler x jumlah j l h sprinkler = 40 L/menit x 306 = 12240 L/menit V
=QxT = 12240 L/menit x 60 menit = 734400 L
Discharge duration untuk kebakaran berat
Kebutuhan Foam Concentrate Q
Kebutuhan air Foam Concentrate
= application li i rate x A = 4.1 L/m2.menit x 186 m2
=
= 762.6 L/menit Vfc
= Qfc x discharge duration x
= X
=
x
=
% foam concentrate = 762.6 762 6 x 60 menit x 0.03 0 03 = 1438.66 L Sehingga volume foam concentrate yang
46516.67 L
Sehingga air yang dibutuhkan untuk foam concentrate yaitu 46516.67 L
dibutuhkan adalah 1438.66 L
NFPA 16 Discharge duration untuk kebakaran berat adalah minimal 60 menit NFPA 13 Luas area proteksi berdasarkan untuk kombinasi antara sprinkler pada rak dan ceiling sprinkler adalah 186 m2 NFPA 11 Low-expansion foam adalah pancaran yang memiliki ekspansi hingga 20 L/ m2.menit
Penentuan Diameter Pipa ASME II part A Specifications for Pipe, Steel, Black and Hot-dipeed, Zinc-coated, Welded and Seamless. SA53/ SA-53M.
Nama Pipa
Suction
Discharge
Utama
Pembagi
Cabang
Diameter Luar
8.625 in.
7.98 in.
4.5 in.
4.5 in.
4.026 in
7.98 in.
6.065 in.
4.026 in.
4.026 in.
1.660 in
(OD) Diameter Dalam
Diameter dalam (ID) = OD – (2x thickness)
(ID) Jarak Gantungan
-
-
15 ft
Perhitungan Head Losses Diketahui Debit fluida total
: 12240 L/menit ≈ 0.204 m3/s
Debit tiap sprinkler
: 40 L/menit ≈ 0.00067 m3/s
M Massa j i air jenis i ( )
: 997.08 997 08 kg/m k / 3 (lampiran (l i 16)
Percepatan gravitasi
: 9.8 m/s2
Suhu
: 25 C (lampiran 16)
Kekentalan dinamik (µ)
: 0.887 x 10-3 (lampiran 16)
15 ft
15 ft
Perencanaan kapasitas pancaran tiap sprinkler adalah 40 L/menit. Sehingga dari nilai tersebut yang g mengalir g pada tiap-tiap pipa seperti y yang g tercantum dalam dapat diketahui debit fluida y tabel di bawah ini : Nama Pipa D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20 D21 D22 D23 D24 P9 P8 P7
Sprinkler yang dilalui (buah) 306 304 302 300 298 296 294 292 290 288 272 256 220 204 188 152 136 120 84 68 36 32 28
Debit Fluida (m3/s) 12240 12160 12080 12000 11920 11840 11760 11680 11600 11520 10880 10240 8800 8160 7520 6080 5440 4800 3360 2720 1440 1280 1120
Nama Pipa P6 P5 P4 T1 P3 P2 T2 R8 R7 R6 R5 R4 P1 R3 R2 C2 C1 R1
Sprinkler yang dilalui (buah) 24 20 16 16 12 8 8 8 7 6 5 4 4 3 2 2 1 1
Debit Fluida (m3/s) 960 800 640 640 480 320 320 320 280 240 200 160 160 120 80 80 40 40
Sprinkler terjauh dari pompa yang berada pada langit-langit (pipa C1) dan yang berada pada rak barang (pipa R1) masih memiliki kapasitas pancaran 40 L/menit sehingga perencanaan masih sesuai dengan kontrol
Perhitungan Head Losses Pada Pipa Pembagi NPS 4 in
b. Kecepatan aliran (V) pada pipa P1
a. Luas pipa diameter dalam (A)
Perhitungan kecepatan aliran yang melalui pipa dirangkum dalam tabel berikut Nama pipa
Jumlah Pipa
Q (L/Menit)
Q (m3/s)
A (m2)
V (m/s)
Ceiling sprinkler P1
4
160
0 002666667 0,002666667
0 008 0,008
0 33333333 0,33333333
P2
4
320
0,005333333
0,008
0,66666666
P3
4
480
0,008
0,008
1
P4
4
640
0,010666667
0,008
1,33333333
P5
4
800
0,013333333
0,008
1,66666667
P6
4
960
0,016
0,008
2
P7
4
1120
0,018666667
0,008
2,33333333
P8
4
1280
0 021333333 0,021333333
0 008 0,008
2 66666667 2,66666667
P9
4
1440
0,024
0,008
3
Sprinkler in rack T1
9
640
0,010666667 ,
0,008 ,
1,33333333 ,
T2
9
320
0,005333333
0,008
0,66666667
c.. Bilangan Reynolds (Re) pada pipa P1
Re < 4000 maka aliran yang terjadi adalah laminer Karena kecepatan aliran yang berbeda-beda, sehingga nilai Re yang dihasilkan dari perhitungan berbeda-beda. Nilai Re tersebut dirangkum dalam tabel berikut: Nama pipa
(
µ
V (m/s)
ID (m)
Re
P1
99 08 997,08
Ceiling sprinkler 0 00088 0,000887 0,33333333
P2
997,08
0,000887
0,66666666
0,102
76439,05222
P3
997,08
0,000887
1
0,102
114658,5795
P4
997,08
0,000887
1 33333333 1,33333333
0,102
152878,1056
P5
997,08
0,000887
1,66666667
0,102
191097,6329
P6
997,08
0,000887
2
0,102
229317,159
P7
997,08
0,000887
2,33333333
0,102
267536,6851
P8
997,08
0,000887
2,66666667
0,102
305756,2123
P9
997,08
0,000887
3
0,102
343975,7384
0 102 0,102
38219 2611 38219,52611
Sprinkler in rack T1
997 08 997,08
0 000887 0,000887
1 33333333 1,33333333
0 102 0,102
152878 1056 152878,1056
T2
997,08
0,000887
0,66666667
0,102
76439,05337
d. Penentuan nilai faktor gesekan (f) pipa P1: Nilai absolute roughness pipa carbon steel A53 adalah 45 45.10 10-6 m dan ID = 0 0,102 102 m m, sehingga :
DengaRe = 3,8 3 8 x 10 4 dan
= 0.0004 0 0004 maka dai Moody Diagram didapatkan nilai f = 0,023 0 023
Karena Re tiap pipa berbeda-beda, nilai faktor gesekan pipa pun berbeda-beda pula. Faktor gesekan pipa tersebut dirangkum dalam tabel berikut: Nama Pipa Ceiling sprinkler P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Sprinkler in rack T1 T2
Re
f
3,8 x 10 4 7,6 x 10 4 1,1 x 10 5 1,5 x 10 5 1,9 x 10 5 2,2 x 10 5 2,6 x 10 5 3 x 10 5 3,4 x 10 5
0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004 0,0004
0,023 0,021 0,019 0.0188 0,0182 0,018 0,0179 0,0178 0,0175
1,5 x 10 5 7,6 x 10 4
0,0004 0,0004
0.0188 0,021
e. Kehilangan Tekanan pada pipa P1 M j L Major Losses (Hf) L
= 0.0133m. : 2,616 m
ID
: 4″ → 0.102 m
V
: 0.3334 m/s
f
: 0.023
g
: 9.8 m/s2
Maka, Hf = f = 0.023 x
= 0.0133 m
Nilai Hf dirangkum dalam tabel berikut
P1
Jumlah pipa 4
P2 P3 P4
4 4 4
0,0188
2,616 2,616 2,616
P5
4
0,0182
2,616
0,102
1,6667
9,8
0,06615312
0,26461251
P6
4
0,018
2,616
0,102
2
9,8
0,09421368
0,37685474
P7
4
0 0179 0,0179
2 616 2,616
0 102 0,102
2 3333 2,3333
98 9,8
0 12752287 0,12752287
0 5100915 0,5100915
P8
4
0,0178
2,616
0,102
2,6667
9,8
0,16562998
0,66251994
P9
4
1,607
0,102
0,12660189
0,50640756
9 9
3 1,3333 0,6667
9,8
T1 T2
0,0175 0,0188 0,021
9,8 9,8
0,10814743 0,04612044
0,97332693 0,41508404 4,0455076
Nama Pipa
f
L (m)
D (m)
0,023
2,616
0,102
0,021 0,019
g
Hf
Hf total
0,3333
9,8
0,00334400
0,01337602
0,102 0,102 0,102
0,6667 1 1,3333
9,8 9,8 9,8
0,01221288 0,02486194 0,04373376
0,04885154 0,09944778 0,17493504
6,469 0,102 9,879 0,102 Total Major losses
V (m/s)
Minor Losses Elbow 90 0 pada pipa T1 ke R8 Diketahui : V
: 1,3333 m/s
K
: elbow lb 900 pipa i 4″ : 0.51 ( lampiran)
g
: 9.8 m/s2
maka, Hl
=K = 0.51 x
Ada 18 belokan dan dirangkum dalam tabel berikut Nama N pipa T1-R8
= 0,043 0 043 m
T2-R8
Jumla h elbow
V (m/s)
K
g
Hl 90 0
Hl total
0,04625619 0,41630571 1 5 0 01156578 0,10409204 0,01156578 0 10409204 0,51 9,8 9 2 1 0,52039775 Total minor losses Elbow 90 0 6 9
1,333 3 0 666 0,666 7
0,51
9,8
Fetting tee thru branch pada pipa P1 ke P2 maka,
Diketahui :
=K
Hl
V
: 0.6667 m/s
K
: Fitting tee thru branch pada pipa 4″ = 1.02 x
: 1.02 ( lampiran) g
: 9.8 m/s2
= 0,0231 m
Ada 32 buah fitting tee thru branch dan dirangkum dalam tabel berikut Nama pipaa
Jumlah pipa
V (m/s)
K
g
tee thru flow
Hl total
P1-P2
4
0,0425
1,02
9,8
0,023131565
0,092526
menyebar ke kanan dan
P2-P3
4
0,0625
1,02
9,8
0,052040816
0,208163
ke
P3-P4
4
0,0837
1,02
9,8
0,092512381
0,37005
fitting tee thru branch
P4-P5
4
0,105
1,02
9,8
0,144563606
0,578254
dihitung
P5-P6
4
0,125
1,02
9,8
0,208163265
0,832653
P6-P7
4
0,1462
1,02
9,8
0,283325238
1,133301
P7-P8
4
0,175
1,02
9,8
0,370077279
1,480309
P8-P9
4
0,1875
1,02
9,8
0,468367347
1,873469
Total minor losses fitting tee thru branch
6,568726
Dikarenakan
kiri,
aliran
minor
dua
gg sehingga, Hl (fitting tee thru branch) = 6.568726 x 2 = 13,1374 13 1374 m
losses
kali
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 1.
Jumlah sprinkler adalah 162 buah untuk ceiling sprinkler dan 144 buah sprinkler in rack sehingga jumlah total sprinkler yang dibutuhkan adalah 306 buah
2.
Sistem sprinkler pada gudang Personal Wash PT. Unilever Indonesia,tbk adalah kombinasi ceiling sprinkler dan sprinkler in rack dan penempatan sistem sprinkler adalah pada langit-langit dan rak
3.
Kebutuhan air untuk foam solution 734400 L dan kebutuhan air untuk campuran foam concentrate pada bladder tank adalah 46516.67 L
4 4.
Sistem perpipaan pada perancangan sistem sprinkler pada gudang Personal Wash PT. Unilever Indonesia,tbk adalah pipa kering dan pipa yang digunalkan untuk sistem perpipaan foam water sprinkler adalah carbon steel jenis A53
5.
Perencanaan instalasi alarm kebakaran otomatik integrated foam water sprinkler membutuhkan satu buah audible alarm, 1 buah visible alarm, 1 buah titik panggil manual dan 1 buah fire alarm control panel
SARAN 1.
Estimasi biaya dihitung agar mengetahui harga yang sebenarnya dalam perancangan sistem pemadam otomatis ini
2.
Prosedur pemeliharaan dibuat agar perancangan ini dapat berfungsi dengan baik
DAFTAR PUSTAKA ASME II part A Specifications for Pipe, Steel, Black and Hot-dipeed, Zinc-coated, Welded and Seamless. SA-53/ SA-53M. NFPA 11A, Standard for Medium- and High-Expansion Foam Systems, 1999 Edition NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems,1999 Edition NFPA 16, Standard for the Installation of Foam-Water Sprinkler and Foam-Water Spray Systems, 1999 edition SNI 03-3985-2000, Tata Cara Perencanaan, Pemasangan dan Pengujian Sistem Deteksi dan Alarm Kebakaran untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran pada Bangunan Gedung. SNI 03 03-3989-2000 3989 2000,
Tata cara perencanaan dan pemasangan sistem springkler
otomatik untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan gedung
