STUDI PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA GEDUNG BERTINGKAT TUNJUNGAN PLASA VI KOTA SURABAYA Juniar Johansyah Susilo1, Very Dermawan2, Andre Primantyo Hendrawan.2 1 Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang 2 Dosen Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang Email :
[email protected] ABSTRAK Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI dibangun di pusat kota Surabaya yang nantinya untuk tempat perbelanjaan, dan perkantoran. Ketersediaan air bersih pada gedung bertingkat sangat menunjang aktifitas manusia di dalamnya, sehingga dibutuhkan perencanaan penyediaan dan pendistribusian air bersih yang baik. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui kebutuhan air sehingga dapat diketahui kapasitas tampungan, jaringan pipa, dan menentukan diameter pipa dengan kehilangan energinya. Kebutuhan air dihitung berdasarkan luas lantai gedung, jenis dan jumlah alat plambing, unit alat plambing, dan kebutuhan setiap unit kegiatan. Perhitungan dimensi pipa menggunakan metode kerugian gesek Hazen-Williams dan Hardy Cross pada distribusi, dan pipa yang digunakan adalah pipa PVC dengan diamater 4 inci, 2 inci, 11/2 inci, 11/4 inci, 1 inci, ¾ inci, dan ½ inci. Dari hasil penelitian didapatkan total kebutuhan air bersih adalah 617.082 Liter/hari. Tampungan sementara menggunakan 1 Ground Reservoir dengan kapasitas 210 m3, 2 Tandon atas (Roof Tank) sebesar 48,75 m3 untuk office dan 2 Tandon atas (Roof Tank) sebesar 30 m3 untuk perbelanjaan. Biaya bahan dalam perencanaan sebesar ± Rp. 2.060.901.010,- meliputi alat saniter, pipa, assesoris pipa (belokan 90o, sambungan tee), pompa booster, dan pompa sentifugal. Kata kunci : gedung bertingkat, distribusi air bersih, kehilangan energi, jaringan pipa. ABSTRACT Pakuwon Tunjungan Plaza VI Building Centre was built in Central Surabaya to be a shopping centre and offices. The need for clean water in a storey building is very important for human activities, so it needs good planning to distribute water conveniently. The purpose of this research is to determine the water demand which can be associated with the capacity of reservoir, pipeline networks and to determine the diameter of pipes with a certain of loss of energy. The water demands were calculated based on the floor area of the building, the type and amount of the tools of plumbing, plumbing tool units, and the needs for any unit activities. Calculation of the dimensions of the pipe which associated with friction loss can be made by Hazen-Williams and Hardy Cross method, and the pipes were PVC having diameter of 4 inch, 2 inch, 11/2 inches, 11/4 inch, 1 inch, ¾ inch, and ½ inch. From the result, it can be calculated that the total water demand is 617.082 Litres/day. The reservoirs to be used were: 1 Ground Reservoir with a capacity of 210 m3, 2 Roof Tanks of 48.75 m3 for office and 2 Roof Tanks of 30 m3 for the mall. Total cost of material for water distribution in this building is ± Rp. 2.060.901.010,- includes sanitary, plumbing tools, plumbing accessories (90o bend, tee), booster pump, and centifugal pump. Key words: Storey building, clean water distribution, headloss, pipeline network..
1. PENDAHULUAN Perkembangan Kota Surabaya dari tahun ke tahun semakin pesat sebagai kota tempat berbagai kegiatan baik kegiatan ekonomi, perdagangan, industri dan pendidikan. Dengan adanya berbagai kegiatan tersebut maka Kota Surabaya menarik minat banyak investor dan sering dikunjungi berbagai tamu yang mempunyai kepentingan di Kota Surabaya. Melihat peluang tersebut maka berbagai pusat perbelanjaan dan penginapan baik hotel maupun apartemen banyak dibangun di Kota Surabaya, apalagi hotel-hotel yang sudah ada memiliki tingkat hunian yang sangat tinggi. Hal tersebut menjadi alasan dibangunnya Ged-ung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI yang nantinya terdapat pusat perbelanjaan, perkantoran dan apartemen yang lokasinya tepat di tengah Kota Surabaya. Karena merupakan pusat perdagangan dan perkantoran tak dipungkiri banyak manusia yang akan beraktifitas di dalamnya sehingga air merupakan aspek yang sangat penting dalam menunjang kehidupan manusia. Pendistribusian air bersih pada gedung -gedung bertingkat sangat memerlukan suatu instalasi pendistribusian yang mampu memenuhi kebutuhan akan air bersih secara merata ke seluruh tempat pada gedung tersebut. Perbedaan tinggi tiap lantai gedung dari permukaan tanah pada gedung bertingkat tidak sama, ini menyebabkan besar tekanan air bersih yang keluar dari alat plumbing pada tiap lantai tidak sama. Untuk menghasilkan tekanan dan debit air yang optimal dibutuhkan perancangan instalasi yang baik. Untuk mengatasi keadaan ini, diperlukan pembangunan sistem distribusi air yang baik untuk menjamin ketersediaan air bersih bagi konsumen dengan merata dan evaluasi terhadap sistem penyediaan air bersih yang ada sekarang ini, terutama sistem jaringan pipa distribusinya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kendalakendala yang mungkin terjadi pada jaringan pipa distribusi sehingga hal tersebut menyebabkan ketidaklancaran pen-
distribusian air bersih pada tiap lantai. Pasokan air ke konsumen umumnya dilakukan melalui jaringan pipa distribusi air yang biasanya sangat kompleks dalam suatu gedung. Dalam perencanaan suatu bangunan bertingkat diperlukan suatu rancangan hidrolika tersendiri untuk menganalisis tercapainya kebutuhan air yang merata pada setiap lantai dengan elevasi dan tekanan yang berbeda. Pada tugas akhir ini penulis melakukan studi pada gedung bertingkat untuk menganalisis perencanaan sistem jaringan distribusi air bersih sesuai dengan perhitungan struktur yang ada. Dalam studi ini menganalisis sistem pendistribusian air pada gedung bertingkat yang pertama 13 lantai termasuk lantai LG (lower ground) dan Lantai UG (upper ground) digunakan untuk gedung perbelanjaan, dengan 2 tower masing-masing tower ke-1 memiliki 26 lantai untuk gedung perkantoran dan tower ke-2 37 lantai untuk gedung apartemen sehingga membutuhkan koreksi dan ketelitian dalam perencanaannya, agar kontinuitas kebutuhan air setiap lantai dapat terpenuhi. 2. RUMUSAN MASALAH Sistem perpipaan untuk penyediaan air bersih pada gedung bertingkat harus direncanakan dengan sebaik baiknya. Sehingga dalam studi ini diambil beberapa masalah yang dapat dirumuskan seperti berikut: 1) Berapakah jumlah kebutuhan air bersih di Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI Surabaya Retail Mall dan tower 1 Office? 2) Bagaimana perencanaan jaringan distribusi air bersih di Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI Surabaya Retail Mall dan tower 1 Office? 3) Bagaimana kondisi hidraulis pada komponen - komponen sistem jaringan distribusi air bersih yang dikaji? 4) Berapakah besar perkiraan biaya diperlukan untuk perencanaan jaringan pipa distibusi air bersih pada Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI
Surabaya Retail Mall dan Tower 1 Office?
plambing, laju aliran air dan ukuran pipa cabang (Noerbambang, 2000:49).
3. TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari studi ini adalah untuk mengetahui sistem jaringan distribusi air bersih di Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI Surabaya, meliputi kebutuhan air bersih gedung, kondisi hidraulis dalam pipa, dan besar biaya bahan perencanaan. 4. METODOLOGI PERENCANAAN Pada studi perencanaan ini menggunakan data ketersediaan air yakni dari PDAM, dan data layout gedung per lantai. Sistem distribusi yang digunakan dengan sitem tangki atap distribusi per lantai meng-gunakan gravitasi (Noer bambang, 2000 :34) seperti pada gambar 1 di bawah.
Gambar 1. Sistem Tangki Atap (Noerbambang, 2000 :34) Data yang diperoleh kemudian diolah dengan tahapan pengerjaan sehingga mendapatkan output yang diinginkan sebagai berikut: 1. Menghitung kebutuhan air bersih menggunakan metode Jumlah penghuni dan Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing. Jumlah penghuni dapat diperkirakan berdasarkan luas lantai efektif. Dilihat pada tabel pemakaian rata-rata per orang setiap hari (Noer bambang, 2000:34). Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing menggunakan tabel faktor pemakaian (%) dan jumlah alat plambing dan tabel Pemakaian air alat
Gambar 2. Hubungan Antara Unit Beban Alat Plambing Dengan Laju Aliran. (Noerbambang, 2000 :67) 2. Penggunaan air pada jam puncak digunakan untuk menentukan diameter pipa. Metode ini berguna untuk perancangan tangki bawah, tangki atas dan menentukan daya pompa. Qh = Qd / t dengan: Qh = Pemakaian air rata-rata (m3/jam) Qd = Pemakaian air rata-rata sehari (m3) t = Jangka waktu pemakaian (jam) Pemakai pada jam puncak dapat dihitung seperti berikut: Qh max = (c1)(Qh) dengan: nilai c1 berkisar anatara 1,5 sampai 2,0. Untuk pemakaian air pada menit puncak dapat dihitung dengan rumus berikut: Qm max = (c2)(Qh / 60) Nilai c2 berkisar anatara 3,0 - 4,0. 3. Ground reservoir (tangki bawah tanah) ini berfungsi menampung air bersih untuk kebutuhan air. Dengan rumus sebagai berikut:
VR= Qd – Qs × t dengan: VR = Volume tangki air bawah (m3). Qd = Jumlah kebutuhan air perhari (m3/hari). Qs = Kapasitas pipa dinas (m3/jam). t = Rata-rata pemakaian perhari (jam/hari). 4. Menghitung kehilangan tinggi tekan (head loss). Untuk Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Losses) menggunakan persamaan Hazen-Williams (Bentley, 2007): Q 0.85 Chw A R 0,63 S 0,54 V 0.85 Chw R 0,63 S 0,54 atau 10,666Q1,85 h f 1,85 4,85 xL C D dengan: V = kecepatan aliran pada pipa (m/det) Chw = koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams (Tabel 2.7). A = luas penampang aliran (m2) Q = debit aliran pada pipa (m3/det) S = kemiringan hidraulis R = jari-jari hidrolis (m) L = panjang pipa (m) hf = kehilangan tinggi (m) Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Losses) dengan rumus sebagai berikut: V2 hLm k . g dengan: hLm = kehilangan tinggi minor (m) V = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/det) g = percepatan gravitasi (m/det2) K = koefisien kehilangan tinggi tekan minor (Tabel 2.7)
5. HASIL DAN PEMBAHASAN . Dari luas lantai gedung, dapat diperkirakan jumlah pengunjung melalui luas efektif dan kepadatan hunian 5-10 m2 /orang. Pemakaian air bersih per orang per hari ditetapkan berdasarkan kebutuhan berdasarkan penggunaan gedung,
untuk Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI kebutuhan air bersih sebesar 5 liter/orang/hari. o Luas Total Lantai Gedung = Luas Total Lantai (perdagangan) + Luas Total Lantai (perkantoran) + Luas Total Lantai (parkir) = 39.605 m2 + 43.900 m2 + 72.474 m2 = 155.979 m2 o Luas efektif (Lef) diperkirakan 60% dari luas total lantai gedung. Gedung Perbelanjaan (Retail Mall) Lef = 0,6 x Luas Total Lantai Gedung = 0,6 x 112.079 m2 = 67.247,40 m2 o Gedung Perkantoran (Office) Lef = 0,6 x Luas Total Lantai = 0,6 x 43.900 m2 = 26.340 m2 o Gedung Perkantoran ditetapkan dengan kepadatan 8 m2/orang P(perkantoran) = Lef/d = 26.340/8 m2/orang = 3.293 orang o Gedung Perkantoran dengan kebutuhan air bersih rata-rata 100 liter /orang/hari (Noerbambang, 2000:48) Q(perkantoran) =Pxq = 32.930 x 100 liter /orang/hari = 329.250 liter/hari o Gedung Perbelanjaan Q metode unit kegiatan lantai = 191.434 Liter/hari Tabel 1. Total Kebutuhan Air Bersih Gedung Perbelanjaan Lantai LG UG 1 2 3 4 5 Jumlah
Kebutuhan Air Bersih (L/hari) 16871 18511 18511 39287 22743 37756 37756 191435
Sumber : hasil perhitungan o Sehingga total kebutuhan air bersih: Qtotal = Qretail mall + Qtower office
= 191.435 + 329.250 = 514.235 Liter/hari 514,235 m3/hari o Diperkirakan perlu adanya penambahan sebesar 20% untuk mengatasi kebocoran, penyiraman tanaman, dan lain-lain. Qd = Q + 0,2Q = 514.235 liter/hari + 0,2 (514.235 liter / hari) = 617.082,00 liter/hari 617,082 m3/hari o Perhitungan ground reservoir berdasarkan rumus berikut ini: VR = (Qd – Qs) x t Untuk nilai Qs didapatkan dari Qs = 2/3Qh sedangkan Qh = (Qd/t) Jadi nilai Qs sebagai berikut: Qs = 2/3Qh = 2/3 (Qd/t) = 2/3 (617,082/13) = 31,645 m3/hari Maka volume groundreservoir adalah: VR = (617,082 – 31,645) x 13 = 205,697 m3 o Dari hasil trial diperoleh kapasitas ground reservoir dan roof tank sebagai berikut: Tabel 2. Hasil Trial Kapasitas Trial IV
Ground Reservoir (m3) 205,697
Roof Tank (m3) 148,102
Sumber : hasil perhitungan o Air bersih pada ground reservoir ke roof tank menggunakan jenis pompa sentrifugal. Level air dasar pada ground reservoir yaitu + 6,60 m, sedangkan level air atas pada roof tank yaitu +176,70 m. Debit yang dialirkan direncanakan sebesar 15 L/det. Dari debit tersebut dapat dihitung diameter pipa yang dibutuhkan: Jadi D = (
)
=(
air dengan pipa (L) dari ground reservoir ke roof tank. L = 127,665 m Hf mayor =
xL
=
x 127,665
= 2,664 m Hf minor diakibatkan oleh adanya gate valve, dan belokan 90o Jumlah gate valve = 1 Diameter = 100 mm = 4 in Nilai K = 2,2 Hf minor = k x
= 2,2 x
= 0,449 m Jumlah belokan = 7 Diameter = 100 mm = 4 in Nilai K = 3 Hf minor = [
]x 7 = [
]x 7
= 4,281 m Jumlah Hf minor = 0,449 + 4,281 = 4,73 m Hf = Hf mayor + Hf minor = 2,664 m + 4,73 m = 7,394 m Head akibat kecepatan Hf =
=
= 0,205 m
Total head yang terjadi yaitu: H
= Hs + Hf +
= 167,3 + 7,394 + 0,205 = 174,899 m o Perhitungan dimensi pipa air bersih pada gedung Office lantai 39 B:
)
= 0,098 m 100 mm Perbedaan tinggi pada kedua level Hs = 176,70 – 6,60 = 167,3 m Hf meliputi Hf mayor dan Hfminor yaitu head loss akibat gesekan antara
Gambar 3. Jaringan Pipa Rencana
Gambar 4. Skema Distribusi Air Bersih Sumber : hasil perencanaan Tabel 3. Penentuan Dimensi Pipa Air Bersih Lantai 39 B Letak
Beban UAP
Q (L/s)
Q (m3/detik)
C
1
2
3
4
5
L (m)
D (m)
D (mm)
D dipasaran (mm)
Vcek (m/detik)
Hf (m)
6
7
8
9
10
11
Lantai 39 B 2,228 0,0327
z39 - a
60
2,020
0,0020
130
32,744
40
1,608
0,131
a-A a-b b-B
2 58 10
0,320 1,984 0,920
0,0003 0,0020 0,0009
130 130 130
0,127 1,272 0,106
0,0130 0,0325 0,0221
13,033 32,451 22,098
15 40 25
1,812 1,580 1,875
0,015 0,076 0,008
b-c c-C
48 10
1,800 0,920
0,0018 0,0009
130 130
1,094 0,106
0,0309 0,0221
30,910 22,098
32 25
2,239 1,875
0,067 0,008
c-d d-D d-e
38 10 28
1,620 0,920 1,430
0,0016 0,0009 0,0014
130 130 130
1,094 0,107 1,094
0,0293 0,0221 0,0276
29,324 22,098 27,550
32 25 32
2,015 1,875 1,779
0,070 0,009 0,074
Sumber : hasil perhitungan
1. Letak titik pipa yaitu pipa z39 – a 2. Jumlah Alat Saniter yaitu: WC1 (Water Closet duduk) = 5 buah x 10 Nilai UAP (Anonim, SNI 03-6481-2000:65) LV (Lavatory) = 5 buah x 2 Nilai UAP (Anonim, SNI 03-6481-2000:65) Jumlah = 50 + 10 = 60 3. Dari grafik hubungan antara unit beban alat plambing dengan laju aliran diketahui Q sebesar 2,020 L/s 4. Q = 2,020 L/s dibagi 1000 = 0,0020 m3/s 5. Didapatkan dari tabel Koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams pada bahan pipa PVC. 6. Panjang pipa dari z39 – a = 2,228 m 7. Diameter pipa (D) = ( =(
)
)
= 0,0327 m
8. Diameter pipa 0,0327 m = 32,7 mm 9. Diameter yang dipasang = 32,7 mm 40 mm 10. Kecepatan aliran air dalam pipa Vcek = (Q/A) ( =(
)
) = 1,608 m/s
11. Kehilangan tenaga pada tiap pipa Hf = k . Q2 K=( =(
) )
= 91337,853 Hf = k . Q2 = 91337,853 x 0,00202 = 0,131 m o Perhitungan BOQ dilakukan terhadap perpipaan sistem distribusi air bersih mulai dari pipa, alat plambing, dan pompa. total biaya yang diperlukan untuk penyediaan bahan dalam perencanaan distribusi air bersih: ± Rp. 2.060.901.010,-
Tabel 4. Total Rencana Anggaran Biaya No.
Uraian
Biaya
1
Alat Saniter
Rp.
1.844.515.000
2
Rp.
59.312.410
3
Pipa Aksesoris Pipa : belokan, tee
4
Pompa
4.393.600
Pompa A = 8 x 15.585.000
Rp.
124.680.000
Pompa B = 8 x 3.500.000 Total Biaya
Rp.
28.000.000
Rp. 2.060.901.010
Sumber : hasil perhitungan 6. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. - Dari hasil perhitungan kebutuhan air bersih dapat diketahui besarnya debit kebutuhan air rata–rata ini berkisar ± 617.082,00 liter/hari sesuai dengan jumlah layanan dan kehilangan air. - Dalam penentuan volume tampungan Ground Reservoir dan Roof Tank digunakan metode Trial dengan perhitungan rumus, didapatkan Trial IV dengan volume Ground Reservoir sebesar 205,697 m3 dan volume Roof Tank sebesar148,102 m3 2. a. Dimensi Ground Reservoir direncanaakan: Panjang : 10 m Lebar : 7,5 m H efektif : 2,8 m H jagaan : 0,2 m H total : 3,0 m Volume : 210 m3 b. Dimensi Roof Tank Mall direncanaakan dengan dua tampungan: Panjang : 5,0 m Lebar : 4,0 m H efektif : 1,5 m H jagaan : 0,5 m H total : 2,0 m Volume : 30 m3 c. Dimensi Roof Tank Office direncanaakan dengan dua tampungan: Panjang : 6,5 m Lebar : 5,0 m H efektif : 1,5 m
H jagaan : 0,5 m H total : 2,0 m Volume : 48,75 m3 Pompa yang digunakan adalah: - Pompa A (pompa sentrifugal) dengan jumlah 8 buah, dengan spesifikasi: Jenis pompa : 3phase 380 volt Seri pompa : Sp 55.10 Q : 55 m3/jam Motor : Ms 7000 - Pompa B (Booster pump) dengan jumlah 8 buah, dengan spesifikasi: Jenis = Booster Pump Tipe = 50 x 40 - 200 Kapasitas = 275 l/menit (16,5 m3/hour) Shaft seal = Cast iron seal Power = 50 Hz-4P 3. - Hasil perhitungan diketahui bahwa semakin besarnya jumlah alat plambing (layanan) dan kehilangan air maka semakin besar kebutuhan air yang diperlukan. Hal ini berpengaruhn pada diameter pipa yang dibutuhkan semakin besar kebutuhan air semakin besar pula diameter pipa yang digunakan. Perubahan diameter pipa menyebabkan perubahan pada kecepatan, headloss dan tekanan pipa. - Berdasarkan hasil analisa untuk pola pengoprasian digunakan pola operasi pompa per jam, dimana pompa bekerja selama 8 jam (dari groundwater tank ke roof tank). 4. Untuk rencana anggaran biaya pengadaan bahan distribusi air bersih gedung sentra Tunjungan Plasa VI Surabaya didapatkan RAB sebesar Rp. 2.060.901.010,-
DAFTAR PUSTAKA 1. Anonim, 2000. Sistem Plambing. Jakarta : SNI 03-6481-2000. 2. Bently, M. 2007. User’s Guide WaterCAD v8 for Windows WATERBUY CT. USA : Bentley Press. 3. Morimura, T. dan Noerbambang, S.M. 2000. Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plambing. Jakarta : PT. Pradnya Paramita. 4. Triatmodjo, Bambang. 1993. Hidraulika I.Yogyakarta : Beta Offset. 5. Triatmodjo, Bambang. 1993. Hidraulika II.Yogyakarta : Beta Offset.
