TUGAS AKHIR SISTEM PEMIPAAN AIR BERSIH PADA LANTAI 1 GEDUNG SENTRA BISNIS DAN DISTRIBUSI PT. CNI

TUGAS AKHIR SISTEM PEMIPAAN AIR BERSIH PADA LANTAI 1 GEDUNG SENTRA BISNIS DAN DISTRIBUSI PT. CNI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S1) Teknik Mesin

Disusun Oleh :

Asep Kurniawan 01300 – 026

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2005

LEMBAR PENGESAHAN

LEMBAR PENGESAHAN

SISTEM PEMIPAAN AIR BERSIH PADA LANTAI 1 GEDUNG SENTRA BISNIS DAN DISTRIBUSI PT. CNI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Teknik ( S-1 ) Pada Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

Disetujui dan Diterima Oleh :

Pembimbing I Tugas Akhir

Ir. Yuriadi Kusuma, M.Sc.

Universitas Mercu Buana

ii

LEMBAR PENGESAHAN

LEMBAR PENGESAHAN

SISTEM PEMIPAAN AIR BERSIH PADA LANTAI 1 GEDUNG SENTRA BISNIS DAN DISTRIBUSI PT. CNI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Teknik ( S-1 ) Pada Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

Disetujui dan Diterima Oleh :

Pembimbing II Tugas Akhir

Ir. Torik Husein, MT


iii

ABSTRAK

ABSTRAK

Beberapa hal yang mendasari pemilihan tema ini, yaitu : Pertama masih banyak gedung dengan kebutuhan air bersihnya tidak beroperasi dengan baik. Kedua pemahaman sistem instalasi air bersih masih banyak yang tidak efisien dan ekonomis. Metode yang dipakai adalah studi litelatur dan pengamatan langsung ke PT. CNI. Setelah itu penulis mengetahi luas gedung, tinggi gedung, jumlah pengguna air bersih untuk lantai 1, ukuran dan jenis pipa yang dipakai, serta alat plambing dan perangkat pipa yang digunakan. Hasil perhitungan ini diperoleh kapasitas tangki bawah 35,737 m3, yang terbagi untuk kebutuhan penghuni sebesar 5 m3/hari dan kebutuhan untuk 1 buah hidran Box sebesar 34,065 m3. Head total pompa sebesar 36 m, daya pompa yang digunakan yaitu sebesar 314,64 Watt, serta daya motor penggerak motor penggerak pompa sebesar 1050,58 Watt atau 1,05058 kW dengan efisiensi pompa sebesar 55 %. Pompa yang digunakan yaitu satu buah pompa utama merk LAKONI type SJT 1000 dengan daya 1000 Watt dan satu pompa pendukung merk LAKONI type SJ 500 C dengan daya 500 Watt yang berfungsi sebagai pendukung kerja pompa utama untuk memenuhi kebutuhan air pada lantai 1.


xv

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................

i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................

ii

KATA PENGANTAR ....................................................................................

v

DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................... xii NOMEN KLATUR ......................................................................................... xiii ABSTRAK ...................................................................................................... xv BAB I

BAB II

PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang……………………………………….

1

1.2

Tujuan Penulisan……………………………………..

3

1.3

Pembatasan Masalah………………………………… 3

1.4

Metode Penulisan…………………………………….

1.5

Sistematika Penulisan………………………………... 4

4

LANDASAN TEORI 2.1

Sistem Penyediaan Air Bersih………………………..

6

2.2

Sistem Distribusi Air…………………………………

6

2.2.1 Sistem Sambungan Langsung………………..

8

2.2.2 Sistem Tangki Atap………………………….

8

2.2.3 Sistem Tangki Tekan………………………… 11 2.2.4 Sistem Tanpa Tangki………………………… 14


viii

DAFTAR ISI

2.3

Penaksiran Laju aliran Air…………………………… 15

2.4

Peralatan Penyediaan Air……………………………. 19 2.4.1

Tangki Air…………………………………… 20

2.4.1.1 Volume Tangki Bawah (Ground Tank)……... 21 2.4.1.2 Volume Tangki Atas (Roof Tank)……….….. 22 2.4.2

Pompa……………………………………….. 22

2.4.3

Pipa………………………………………….. 24

2.5

Permasalahan Dalam Sistem Penyediaan Air Bersih... 26

2.6

Head…………………………………………………. 31 2.6.1

Head Total Pompa.…………………….……. 31

2.6.1.1 Head Statis…………………………….…….. 32 2.6.1.2 Head Kerugian………………………….…… 33 2.7 BAB III

DATA SPESIFIKASI GEDUNG………………………….. . 40 3.1

3.2 BAB IV

Daya Pompa…………………………………….…… 38

Metodologi Penelitian…………………………..…… 40 3.1.1

Penelitian Lapangan…………………….…… 41

3.1.2

Penelitian Kepustakaan………………….…..

41

Data – Data Pemipaan Air Bersih……………….….. 41

PERHITUNGAN DAN ANALISIS…………………….…… 48 4.1

Kebutuhan Air Bersih……………………….…….… 49 4.1.1 Jumlah Penggunaan Air Bersih Untuk Karyawan dan Pengunjung…………….…… 59 4.1.2


Kebutuhan Air Untuk Hidran Box……….…. 50

ix

DAFTAR ISI

4.2

Volume Tangki Bawah (Ground Tank)……………… 51

4.3

Head Total Pompa………………………………….... 51

4.4

Tinggi Angkat dan Daya Pompa……………….……. 69

4.5 BAB V

4.4.1

Tinggi Angkat………………………….…….. 69

4.4.2

Daya Pompa…………………………….……. 71

Analisis ………………………………………………. 72

PENUTUP …………………………………………………… 74 5.1

Kesimpulan ………………………………………….. 75

5.2

Saran ………………………………………………….. 76

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


x

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.

Sistem Sambungan Langsung ………………………………… 9

Gambar 2.

Sistem Tangki Atap ………………………………………….. 11

Gambar 3.

Sistem Tangki Tekan ………………………………………… 13

Gambar 4.

Floating Contactor …………………………………………… 23

Gambar 5.

Terjadinya Aliran Balik ……………………………………… 28

Gambar 6.

Peredam Pukulan Air ………………………………………… 30

Gambar 7.

Head Total Pompa …………………………………………… 31


xi

DAFTAR TABEL

DAFTAR TABEL

Tabel 1.

Kebutuhan Air Rata – Rata Orang Per Hari ……………………. 15

Tabel 2.

Pemakaian Air Tiap Alat Plambing dan Laju Aliran Air ………. 16

Tabel 3.

Unit Beban Alat Plambing …………………...………………… 18

Tabel 4.

Faktor Kecepatan Untuk Berbagai Jenis Pipa …….……………. 26

Tabel 5.

Jumlah dan jenis Alat Plambing ……………….………………. 42

Tabel 6.

Ukuran dan Debit Alir Pipa …………………….………….……45

Tabel 7.

Ukuran dan Jumlah Reduser …………………………………… 46

Tabel 8.

Ukuran dan Jumlah Elbow ……………………….…………….. 46

Tabel 9.

Ukuran dan Jumlah Tee ………………………………………....47

Tabel 10.

Koefisien Kerugian Tinggi – Tekan ………………….………… 56

Tabel 11.

Harga kc Pada Penyusutan Pipa ………………….…………….. 60

Tabel 12.

Harga k Pada Elbow …………………………….……………… 62


xii

LAMPIRAN


xii

NOMEN KLATUR

NOMEN KLATUR

Simbol

Besaran

Satuan

A

Luas penampang pipa

m2

C

Koefisien gesek dalam pipa

-

D

Diameter pipa

m

f

Koefisien kerugian

-

g

Percepatan gravitasi

m/s2

H

Tinggi (head total pompa)

m

Ha

Head statis

m

hc

Kerugian gesek pada reduser

m

hf

Head kerugian gesek dalam pipa

m

hi

Kerugian gesek pada katup

m

hk

kerugian gesek pada elbow

m

k

Koefisien kerugian dalam jalur pipa

-

kc

Koefisien kerugian pada reduser

-

L

Panjang

m

Nh

Daya hidraulik pompa

Watt

Nm

Daya motor

Watt

Np

Daya poros pompa

Watt

Q

Debit alir

m3/s

Qd

Jumlah kebutuhan air per hari

m3/hari

Qmax

Kebutuhan air pada jam puncak

m3/s


xiii

NOMEN KLATUR

Qp

kebutuhan puncak

m3/s

Qpu

Kapasitas pompa pengisi

m3/s

Qs

Kapasitas pipa dinas

m3/s

Re

Bilangan Reynolds

-

T

Rata – rata pemakaian air per hari

Jam/hari

Tp

Jangka waktu kebutuhan puncak

s

Tpu

Jangka waktu kerja pompa pengisi

s

V

Kecepatan aliran air

m/s

Vd

Head kecepatan keluar pipa

m/s

VE

Kapasitas efektif tangki atas

m3

VF

Cadangan air untuk pemadam kebakaran

m3

VR

Volume tangki air bawah

m3

υ

Viskositas kinematik air

m2/s

π

Konstanta

-

λ

Koefisien gesek dalam pipa

-

ηp

Efisiensi pompa

%

γ

Berat spesifik air

N/m3


xiv

BAB I PENDAHULUAN

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Pembangunan gedung – gedung bertingkat di Jakarta akhir – akhir ini

semakin mendekati titik yang menghawatirkan terutama pada masalah perolehan air bersih dan pembuangannya. Berdasarkan penelitian

diperoleh keterangan

gedung – gedung itu menyebabkan berkurangnya air tanah. Sehingga dalam suatu pembangunan gedung – gedung bertingkat salah satu hal yang perlu diperhatikan adalah masalah perencanaan sistem air bersih. Perencanaan sistem air bersih pada


BAB I PENDAHULUAN

2

suatu gedung bertingkat harus dilakukan seefektif mungkin, karena dengan cara ini akan dapat menghemat penggunaan air. Perhitungan

sistem

transportasi

air

bersih

pada

gedung

perlu

memperhatikan : Jumlah pemakaian rata – rata per hari, letak instalasi pipa, luas gedung. Sistem distribusi air bersih pada gedung memiliki dua sistem yaitu : sistem distribusi keatas dan sistem distribusi kebawah (gravitasi). Penentuan sistem distribusi ini biasanya ditentukan oleh ciri khas konstrusi gedung , lay out gedung, dan Preferensi perancangnya. Penaksiran laju aliran air bersih didasarkan pada dua hal, yaitu : Pertama jumlah penghuni atau jumlah pemakaian / penghuni air rata – rata per hari untuk setiap penghuni, kedua berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing (fixture unit). Jadi dalam melakukan perencanaan sistem air bersih adalah penyesuaian perencanaan air bersih terhadap fungsi dari gedung itu sendiri, apakah gedung itu berfungsi sebagai apartemen , hotel , rumah sakit , perkantoran atau rumah biasa. Dengan demikian perhitungan yang dilakukan itu benar – benar sesuai dengan kebutuhan air yang diperlukan. 1.2

Tujuan Penulisan Tujuan yang diharapkan dalam penulisan ini diantaranya : a. Untuk mendapatkan suatu perhitungan kebutuhan air bersih per hari berdasarkan jumlah penghuni pada lantai 1 di gedung PT.CNI, sehingga dapat diketahui volume tangki air bawah.


BAB I PENDAHULUAN

3

b. Mengetahui jumlah head kerugian pada pipa serta perangkat pipa, sehingga dapat diketahui head total pompa dan besarnya daya pompa yang dibutuhkan.

1.3

Pembatasan Masalah Perencanaan sistem air instalasi dan kebutuhan pompa air bersih pada

lantai 1, dengan melengkapi perhitungan – perhitungan yang meliputi : a.

Kebutuhan air bersih yang dibutuhkan.

b.

Penentuan kapasitas volume tangki bawah.

c.

Instalasi air bersih • Beban alat plambing

d.

1.4

•

Ukuran pipa

•

Ukuran dan jenis perangkat pendukung pipa

Penentuan pompa •

Head total pompa

•

Daya dan efisiensi pompa

Metode Penulisan Untuk mendapatkan data yang dapat diuji kebenarannya, relevan dan

lengkap dalam penyusunan Tugas akhir ini, maka penulis melakukan: a. Studi litelatur untuk menerapkan teori – teori yang relevan dengan perhitungan sistem transportasi air bersih.


BAB I PENDAHULUAN

b.

4

Melakukan pengamatan langsung untuk mendapatkan data – data maupun spesifikasi gedung guna mendapatkan gambaran yang jelas dari gedung

1.5

PT. CNI.

Sistematika Penulisan Untuk mempermudah dalam menyusun Tugas Akhir ini, maka secara garis

besar tulisan ini disusun sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Meliputi latar belakang, tujuan penulisan, pembatasan masalah, metode penulisan,dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Meliputi sistem instalasi air bersih, sistem penyediaan air bersih, penentuan jumlah debit alir air bersih, Volume tangki bawah, head total pompa, serta daya pompa yang digunakan. BAB III DATA SPESIFIKASI GEDUNG Meliputi data – data konstruksi gedung, ukuran pipa dan berisikan teori perencanaan yang digunakan.

BAB IV

PERHITUNGAN DAN ANALISIS

Meliputi perhitungan kebutuhan air bersih, penentuan volume tangki bawah, perhitungan head total pompa, dan daya pompa.


BAB I PENDAHULUAN

BAB V

5

PENUTUP

Meliputi kesimpulan dari hasil perhitungan dan pengamatan serta berisi saran – saran untuk meningkatkan efektifitas sistem distribusi dan pemakaian air bersih. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


BAB II LANDASAN TEORI

6


2.1

Sistem Penyediaan Air Bersih Sistem penyediaan air bersih berfungsi menyediakan kebutuhan air bersih

dalam

gedung

dan

mendistribusikannya

kesetiap

bagian

gedung

yang

membutuhkan air bersih, secara efektif dan efisien sehingga air selalu dalam kondisi yang baik dengan sistem pemipaan yang sederhana dan tersusun rapi. Air bersih yang diperoleh dari suatu gedung berasal dari air tanah dan air PDAM ( Perusahaan Daerah Air Minum ). Di Jakarta sebagian gedung – gedung bertingkat mengambil kebutuhan air minum utama air bersihnya dari air tanah, hanya sebagian kecil saja gedung – gedung di Jakarta yang memanfaatkan jasa PDAM DKI Jakarta, tetapi ada juga yang memanfaatkan kedua sumber air bersih tersebut. Hal itu tentunya mendapat perhatian khusus dari pemerintah DKI



7

Jakarta, terutama dari segi kelestarian air tanah, sehingga selain menghimbau develover dengan mengeluarkan peraturan – peraturan yang mengatur penggunaan air tanah bagi gedung – gedung bertingkat di Jakarta, hal itu bertujuan agar kelestarian air tanah tetap terjaga dan kualitas air tetap baik. Kualitas air merupakan syarat yang harus dipenuhi dalam sistem penyediaan air bersih dari suatu gedung, karena air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi setiap orang, terutama bagi penghuni gedungitu sendiri. Untuk menjaga agar kualitas air yang sampai kepemakai tetap baik maka yang paling penting diperhatikan adalah masalah pemasangan instalasi pipa termasuk dialamnya masalah pemilihan jenis pipa. Pipa yang menjadi pilihan utama adalah pipa yang tahan lama dalam pemakaian, mudah dalam hal pemasangan, kuat untuk menahan tekanan air, seta tahan terhadap korosi. Penyediaan air bersih biasanya dilakukan dengan menampung air dari PDAM atau sumur dalam tanah ( Deep Well ) pada reservoir bawah ( ground reservoir ). Kemudian dengan bantuan pompa transfer, air dikirim ke reservoir atas ( Roof Tank ), dari reservoir atas air didistribusikan keseluruh lantai denagn cara gravitasi, namun kadang menggunakan bantuan pompa penguat ( Package Booster Pump ).



2.2

8

Sistem Distribusi Air Dalam mendistribusikan air bersih keseluruh ruang dalam suatu gedung

dapat dilakukan dengan berbagai cara sesuai dengan kebutuhan serta bentuk bangunan. Ada beberapa cara pendistribusian air bersih, yaitu : 1. Sistem sambungan langsung 2. Sistem tangki atap 3. Sistem tangki tekan 4. Sistem tanpa tangki

2.2.1

Sistem Sambungan Langsung Prinsip kerja sistem ini adalah pipa distribusi dalam gedung disambungkan

langsung dengan pipa utama penyediaan air bersih PAM

( Perusahaan Air

Minum ). Sistem ini hanya dapat digunakan untuk melayani rumah – rumah penduduk dan bangunan rendah, untuk bangunan sedang dan tinggi cara ini tidak dapat digunakan. Karena tekanan dalam pipa utama tidak memadai.



2.2.2

9

Sistem Tangki Atap Pada sistem tangki atap ini digunakan dua buah tangki yaitu tangki bawah

dan tangki atas. Tangki bawah berfungsi untuk menampung air dari PAM ataupun dari air tanah, sedangkan tangki atas berfungsi untuk menyalurkan air ke tempat – tempat yang dikehendaki melalui pipa cabang. Sistem kerjanya yaitu air yang ditampung pada tangki bawah dialirkan ke tangki atas dengan menggunakan pompa. Air yang tertampung pada tangki atap kemudian dialirkan keseluruh tempat yang dikehendaki secara gaya gravitasi ataupun dengan menggunakan pompa booster. Universitas Mercu Buana


10

Sistem tangki atap ini diterapkan pada sebuah gedung seringkali karena alasan – alasan berikut : a. Selama air digunakan, perubahan tekanan yang terjadi pada alat plambing hampir tidak berarti. Perubahan tekanan ini hanya terjadi akibat perubahan air dalam tangki atap. b. Sistem pompa yang menaikkan air ke tangki atap bekerja secara otomatik dengan cara yang sederhana sehingga kecil kemungkinan timbulnya kesulitan. Pompa biasanya dijalankan dan dimatikan oleh alat yang mendeteksi permukaan air didalam tangki atap. c. Perawatan tangki atap sangat sederhana dibandingkan dengan tangki tekan.

Hal terpenting dalam sistem tangki atap ini adalah menentukan letak tangki atap tersebut ; apakah dipasang didalam langit – langit, diatas atap ( misalnya untuk atap beton ), atau dengan suatu konstruksi menara khusus. Penentuan ini harus didasarkan atas jenis alat plambing yang dipasang pada lantai tertinggi bangunan dan yang menuntut tekanan kerja tertinggi



2.2.3

11

Sistem Tangki Tekan Sistem tangki tekan diterapkan dalam keadaan dimana tidak dapat

digunakan sistem sambungan langsung. Prinsip kerja sistem ini adalah air yang ditampung dalam tangki bawah dipompakan kedalam suatu bejana

( tangki )

tertutup sehingga udara didalamnya terkompresi, air dari tangki tersebut dialirkan kedalam sistem distribusi bangunan.Pompa bekerja secara otomatik yang diatur oleh detector tekanan, yang membuka dan menutup saklar motor listrik penggerak pompa ; pompa berhenti bekerja jika tekanan tangki telah mencapai suatu batas maksimum yang ditetapkan dan bekerja kembali setelah tekanan mencapai suatu Universitas Mercu Buana


12

batas minimum yang ditetapkan pula. Daerah fluktuasi tekanan ini biasanya ditetapkan antara 1,0 sampai 1,5 kg/cm2. daerah yang makin lebar biasanya baik bagi pompa, karena memberikan waktu lebih lama untuk berhenti, tetapi seringkali menimbulkan efek yang negatif pada peralatan plambing. Kelebihan – kelebihan sistem tangki tekan antara lain : 1. Lebih menguntungkan dari segi estetika karena tidak terlalu menyolok dibanding dengan tangki atap. 2. Mudah perewatannya karena dapat dipasang dalam ruang mesin bersama pompa – pompa lainnya. 3. Harga awal lebih rendah dibandingkan dengan tangki yang harus dipasang di atas menara.

Kekurangan – kekurangan dari sistem tangki tekan antara lain : 1. Dengan berkurangnya udara dalam tangki tekan, maka setiap beberapa hari sekali harus ditambahkan udara kempa dengan menggunakan kompresor atau dengan menguras seluruh air dari dalam tangki tekan. 2. Sistem tangki tekan dapat dianggap sebagai suatu sistem pengaturan otomatik pompa penyedia air saja dan bukan sebagai sistem penyimpanan air seperti tangki atap.



13

3. karena jumlah air yang efektif tersimpan dalam tangki tekan relatif sedikit, maka pompa akan sering bekerja dan dalam hal ini akan menyebabkan kerja pompa akan lebih cepat lelah dibandingkan dengan menggunakan sistem tangki atap.



2.2.4

14

Sistem Tanpa Tangki Pada sistem ini tidak digunakan tangki apapun, baik itu tangki bawah

maupun tangki atas. Air tanah atau air dari perusahaan air minum didistribusikan langsung keseluruh bagian gedung yang membutuhkan air. Dilihat dari segi kebersihan dan kesehatan sistem distribusi tanpa tangki ini lebih baik daripada sistem – sistem distribusi air lainnya, karena secara tidak langsung mengurangi pencemaran air yang diakibatkan oleh tangki dan karena kontak antara air dan udara relatif sangat singkat maka kemungkinan terjadinya korosi sangat kecil. Keuntungan lain dari sistem ini adalah mengurangi beban struktur bangunan, karena tidak perlu membuat tangki bawah ataupun tangki atas. Sedangkan kelemahannya yaitu sangat bergantung pada besarnya daya listrik, sehingga untuk mendapatkan tekanan laju aliran yang besar dibutuhkan daya yang besar pula. Hal ini tentunya merupakan pemborosan energi dan biaya.



2.3

15

Penaksiran Laju Aliran Air Penentuan laju aliran air bersih pada sebuah gedung dapat ditentukan

dengan tiga cara, yaitu : Berdasarkan jumlah pemakai, jenis dan jumlah alat plambing, unit beban plambing. a. Penaksiran berdasarkan jumlah pemakai Metode ini didasarkan pada pemakaian air rata – rata sehari dari setiap penghuni dan perkiraan jumlah penghuni. Dengan demikian jumlah pemakaian air setiap harinya dapat diperkirakan, walaupun jenis maupun jumlah alat plambing belum ditentukan.

Tabel 1. Kebutuhan Air Rata – rata Orang per Hari Jumlah kebutuhan Air Maksimum

Perumahan

Jumlah Kebutuhan Air Rata – rata Orang per Hari (liter) 100

Sekolah

35

50

Hotel

70

100

Perkantoran

50

70

Rumah Sakit

250

400

Jenis Fasilitas

Sumber : Pompa dan Kompresor


150


16

b. Perhitungan berdasarkan jenis dan Jumlah alat plambing Metode ini digunakan apabila kondisi pemakaian alat plambing dapat diketahui jumlah dari setiap jenis alat plambing dalam sebuah bangunan. Setelah mengetahui jumlah keseluruhan alat plambing, maka dengan menjumlahkan seluruh kebutuhan air dari alat – alat plambing yang ada pada bangunan itu dapat diketahui berapa besar air yang keluar.

Tabel 2. Pemakaian Air Tiap Alat Plambing dan Laju Aliran Air Nama alat plambing No

1

Kloset

Pemakaian air Untuk penggunaan Satu kali (liter) 13,5 – 16,5

Penggunaan Laju aliran Per jam (liter/menit)

6 – 12

110 – 180

13 –15

6 –12

15

5

12 –20

30

Peturasan, 2-4 orang

9 – 18

12

1,8 – 3,6

(dengan tangki glontor)

(@4,5) 12

4,5 – 6,3

(dengan katup glontor) 2

Kloset (dengantangki glontor)

3

Peturasan (dengan katup glontor)

4

5

Peturasan,5-7 orang (dengan tangki glontor)

22,3 – 31,5 (@ 4,5)

6

Bak cuci tangan kecil

3

12 -20

10

7

Bak cuci tangan biasa

10

6 – 12

15

15

6 – 12

15

(lavatory) 8

bak cuci dapur (sink) dengan keran 13 mm



9

17

25

6 – 12

25

125

3

30

24 – 60

3

12

Bak cuci dapur (sink) Dengan keran 20 mm

10

Bak mandi rendam (bath tub)

11

Pancuran mandi (shower)

12

Bak mandi gaya jepang

Tergantung

30

ukurannya Sumber : Perancangan dan Pemeliharaan Sistem PLAMBING

c. Penaksiran berdasarkan unit beban alat plambing Perhitungan jumlah kebutuhan air bersih dari suatu gedung menurut cara ini didasarkan pada unit beban dari setiap alat plambing yang digunakan oleh sebuah gedung. Dengan menghitung jumlah unit beban dari keseluruhan alat pambing yang ada dan berdasarkan kurva hubungan antara unit beban dengan laju aliran serentak maka akan didapatkan laju aliran air bersih.



18

Tabel 3. Unit Beban Alat Plambing

Alat Plambing

Hunian

Jenis Katup

Unit Beban Alat Plambing

Kakus

Umum

Katup glontor

10

Kakus

Umum

Tangki glontor

5

Peturasan

Umum

Katup glontor 25 mm ( 1 inci )

Peturasan

Umum

10

Katup glontor 20 mm ( 3/2 inci )

5

Peturasan

Umum

Tangki glontor

3

Bak cuci tangan

Umum

Kran

2

Bak mandi

Umum

Kran

4

Dus

Umum

Katup pencampur

4

Bak cuci

Kantor

Kran

3

Bak cuci dapur

Hotel,

Kran

4

Kakus

restoran

Katup glontor

6

Kakus

Pribadi

Tangki glontor

3

Bak cuci tangan

Pribadi

Kran

1

Bak mandi

Pribadi

Kran

2



Pancuran Kelompok

19

Pribadi

Katup pencampur

2

Pribadi

Katup glontor untuk kakus

8

Pribadi

Katup campuran

2

Tangki glontor untuk kakus

6

kamar mandi Dus pemisah Kelompok

kamar

mandi Bak cuci dapur

Pribadi

Kran

3

Bak cuci pakaian

Pribadi

Kran

3

Alat

Pribadi

Kran

3

plambing

gabungan

Sumber : PEDOMAN PLAMBING INDONESIA 1979 Cetakan Ke-1 DPU

2.4

Peralatan Penyediaan Air Peralatan penyediaan air sangat memegang peranan penting dalam

menentukan keberhasilan suatu sistem pendistribusian air bersih. Hal ini disebabkan karena berbagai macam pertimbangan terhadap peralatan – peralatan yang akan digunakan. Beberapa peralatan penyediaan air diantaranya yaitu : 1. Tangki air 2. Pompa 3. Pipa



2.4.1

20

Tangki Air Pada sistem plambing gedung – gedung bertingkat memerlukan peralatan

penampung air yang dapat memenuhi kebutuhan air bersih secara terus menerus. Penggunaan tangki air sangat mutlak, terutama pada gedung – gedung pencakar langit dimana air tidak dapat disuplai secara langsung dari perusahaan air minum. Tangki yang digunakan untuk menyediakan air bersih ( tangki bawah dan tangki atap ) harus mampu menjaga kualitas air dan tidak terhubung dengan tangki penampungan air kotor. Adapun beberapa hal yang harus dipikirkan dalam membuat tangki air agar tidak terbentur masalah baik pada kualitas air maupun dalam pemasangannya yang meliputi : a. Pemasangan

tangki

bawah

tidak

dibenarkan

ditempatkan

berdekatan dengan tangki penampungan air kotor atau air buangan. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi pencemaran air. b. Tersedia ruang bebas untuk memeriksa sekeliling tangki. c. Pada bagian atas tangki diperlukan lubang perawatan ( manhole ) agar petugas dapat melakukan perawatan kedalam tangki. Ukuran yang diperlukan harus cukup besar agar orang yang melakukan perawatan tidak mengalami kesulitan. d. Mempunyai pipa vent, yang bertujuan sebagai ventilasi udara pada waktu volume bertambah maupun berkurang. Lubang ini harus diberi penyaring agar tidak kemasukan kotoran.



21

e. Setiap tangki harus dilengkapi dengan pipa peluap. Ujung pipa ini tidak boleh dihubungkan langsung dengan pipa pembuangan, ujung pipa peluap tersebut harus dilengkapi dengan penyaring. Dengan diketahuinya kebutuhan air per hari, maka dapat dihitung volume tangki bawah (Ground Tank) dan volume tangki atap (Roof Tank) yang harus dapat memenuhi kebutuhan air bersih, sehingga dapat didistribusikan ketempat – tempat yang diinginkan tanpa harus mengalami kekurangan cadangan air.

2.4.1.1 Volume Tangki Bawah (Ground Tank) Perhitungan Kebutuhan air pada suatu gedung sangat menentukan besarnya volume tangki bawah, dengan menggunakan persamaan : VR = Qd – (Qs x T) + VF ……………………………………(1) Dimana

VR = Volume tangki air (m3) Qd = Jumlah kebutuhan air per hari (m3/hari) Qs = Kapasitas pipa dinas (m3/jam) T = Rata – rata pemakaian air per hari (jam/hari) VF = Cadangan air untuk pemadam kebakaran (m3)

(1)

Perancangan dan Pemeliharaan Sistem PLAMBING



22

2.4.1.2 Volume Tangki Atap (Roof Tank) Tangki atas dimaksudkan untuk menampung kebutuhan puncak, dan biasanya disediakan dengan kapasitas cukup untuk jangka waktu kebutuhan puncak tersebut. Dalam keadaan tertentu dapat terjadi bahwa kebutuhan puncak dimulai pada saat muka air terendah dalam tangki atas, sehingga perlu diperhitungkan jumlah air yang dapat dimasukkan dalam waktu 10 sampai 15 menit oleh pompa angkat (yang memompakan air dari tangki bawah menuju tangki atas). Kapasitas efektif tangki atas dinyatakan dengan persamaan : VE = (QP – Qmax) Tp - Qpu x TPU Dimana

………………………(2)

VE

= Kapasitas efektif tangki atas (m3)

QP

= Kebutuhan puncak (m3/s)

Qmax = Kebutuhan jam puncak (m3/s) QPU = Kapasitas pompa pengisi (m3/s) Tp

= Jangka waktu kebutuhan puncak (s)

TPU = Jangka waktu kerja pompa pengisi (s) Pada umumnya kapasitas pompa pengisi diharapkan sebesar : QPU = Qmax

2.4.2

Pompa Peranan pompa sangat penting dan mutlak diperlukan dalam mekanisme

pendistribusian air bersih. Fungsi utama pompa adalah menyediakan air bersih dari permukaan rendah ketempat yang lebih tinggi. Pompa yang bekerja

(2)




23

menghisap air dari tangki bawah dan mengalirkannya ketangki atas disebut pompa angkat, selanjutnya dialirkan secara gravitasi ketempat yang memerlukan air. Apabila digunakan bak penampung ( baik bawah maupun atap ), diperlukan alat pendeteksi untuk menjalankan dan mematikannya. Alat pendeteksi ini dinamakan Floating Contactor. Prinsip kerja ini adalah mendeteksi tinggi rendahnya air sesuai dengan kebutuhan. Bila air mencapai level terendah maka pompa akan bekerja untuk mengisi tangki namun jika permukaan mencapai level tertinggi maka secara otomatis pompa akan berhenti bekerja.



2.4.3

24

Pipa Pada dasarnya ada dua sistem pipa penyediaan air dalam gedung, yaitu

sistem pengaliran keatas dan sistem pengaliran kebawah. Dalam sistem pengaliran keatas ditujukan untuk memenuhi kebutuhan pada tangki atas, sedangkan sistem pengaliran kebawah pipa utama dari tangki atas dipasang mendatar dalam langit – langit lantai teratas dari gedung dan dari pipa mendatar ini dibuat cabang – cabang tegak kebawah untuk melayani lantai dibawahnya. Berbagai jenis pipa dapat digunakan pada sistem plambing, tetapi ada beberapa hal yang menentukan perbedaan jenis pipa yang akan digunakan. Dalam menentukan jenis pipa yang akan dipakai harus diperhatikan jenis fluida yang dialirkan, debit air serta kecepatan aliran. Faktor – factor tersebut akan menentukan diameter pipa yang akan digunakan. Untuk menentukan diameter pipa dapat digunakan persamaan : A

= Q ………………………(3) ν

π D2 = 4

Q ν

Pada persamaan tersebut ν dapat diasumsikan sebesar 2 m/s (standar kecepatan aliran). Setelah didapatkan diameter pipa, lanjutkan perhitungan dengan melakukan pemeriksaan kecepatan aliran melalui persamaan :

υ= υ=

(3)

PLUMBING


Q A Q (D ) 2 4

π


25

Pada umumnya pipa yang digunakan pada instalasi didalam gedung adalah pipa PVC, Pipa GIP dan pipa Black Steel. 1. Pipa PVC ( Polyvinyl Cholride ), digunakan untuk : ■ Instalasi air kotor ■ Instalasi air buangan ■ Instalasi pipa ven Pipa PVC dipakai pada instalasi ini karena bersifat tahan karat, permukaan bagian dalam pipa yang licin sehingga sulit terjadi endapan. 2. Pipa GIP ( Galvanis Iron Pipe ) digunakan pada instalasi air bersih karena pipa ini mempunyai kekuatan menahan tekanan air yang lebih tinggi. 3. Pipa Black Steel, biasanya digunakan pada instalasi pemadam kebakaran. Dalam menentukan ukuran pipa didasarkan pada laju aliran puncak, biasanya batas tertinggi laju aliran sebesar 2 m/ detik. pertimbangan akan batas kerugian gesek dan koefisien pipa juga sangat menentukan perancangan.



26

Tabel 4. Faktor Kecepatan Untuk Berbagai Jenis Pipa

Jenis Pipa

C

Pipa besi cor baru

130

Pipa besi cor tua

100

Pipa baja baru

120

Pipa baja tua

80 – 100

Pipa dengan lapisan semen

130 – 140

Pipa dengan lapisan ter arang batu

140

Sumber : MEKANIKA FLUIDA Edisi Delapan Jilid 1

2.5

Permasalahan Dalam Sistem Penyediaan Air Bersih Sistem penyediaan air bersih bertujuan untuk menyediakan air bersih

ketempat – tempat yang dikehendaki dengan tekanan yang cukup dan tanpa mengganggu kualitas air bersih tersebut. Adanya

berbagai

macam

perlengkapan

yang

dipakai

untuk

mendistribusikan air tidak menutup kemungkinan akan menimbulkan suatu permasalahan, hal itu dapat mengganggu pada sistem kerja maupun kualitas air bersih tersebut apabila penempatan alat – alatnya yang tidak tepat.



27

Ada beberapa hal yang dapat mengganggu sistem penyadiaan air bersih, yaitu : 1. Larangan Hubungan Pintas Hubungan pintas merupakan hubungan fisik antara dua sistem pipa yang berbeda, satu sistem pipa untuk air bersih dan sistem lainnya untuk air yang tidak diketahui kualitasnya. Kejadian ini dikhawatirkan air akan dapat mengalir dari sistem dari sistem yang satu kesistem yang lain, karena sistem perpipaan air bersih harus terbebas dari segala yang dapat mencemari kualitas air itu sendiri. 2. Aliran Balik Aliran balik adalah aliran atau cairan lain masuk kedalam sistem perpipaan air bersih yang berasal dari sumber lain dan tidak ditujukan untuk air bersih.Aliran balik tidak dapat dipisahkan dari hubungan pintas, hal ini menyebabkan terjadinya efek Siphon Balik. Efek siphon balik adalah terjadinya aliran masuk kedalam pipa air bersih dari air bekas, air yang tercemar dari peralatan saniter atau tangki yang ditimbulkan oleh tekanan negatif didalam pipa. Tekanan negatif itu sering disebabkan karena terhentinya aliran air atau bertambahnya kecepatan aliran yang cukup besar didalam pipa. Sebagai contoh terlihat pada gambar dibawah ini : pada keadaan katup pada titik A ditutup untuk perbaikan sistem pipa, sedangkan selang air yang terpasang pada keran B ujungnya tetap terendam dalam ember berisis air. Apabila keran C dibuka, tekanan



28

negatif akan timbul dalam sistem pipa karena keran A tetap tertutup. Tekanan negatif ini menyebabkan air kotor dari ember terhisap masuk melalui keran B dan keluar melalui keran C. Pencegahan aliran balik dapat dilakukan dengan menyediakan celah udara atau memasang penahan aliran balik.

3. Pukulan Air ( Water Hammer ) Air didalam pipa yang dihentikan secara mendadak oleh keran atau katup, tekanan air pada sisi atas akan meningkat dengan tajam dan menimbulkan gelombang tekanan yang akan merambat dengan kecepatan tertentu dan dipantulkan kembali ketempat semula. Gejala ini menimbulkan kenaikan tekanan yang sangat tajam sehingga menyerupai suatu pukulan dan dinamakan gejala pukulan air ( Water Hammer ).



29

Pukulan air mengakibatkan berbagai kerusakan pada peralatan plambing, getaran pada sistem pipa, kebocoran pipa ataupun suara berisik, dengan kata lain water hammer dapat mengurangi umur kerja peralatan plambing dan sistem pipa. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya gejala pukulan air, diantaranya : 1. Memasang check valve dengan kontruksi khusus. 2. Menghindari tekanan kerja yang terlalu tinggi. 3. Menghindari kecepatan aliran yang tinggi. 4. Menggunakan dua katup bola penampung pada tangki air. 5. Memasang rongga udara atau alat pencegah pukulan.




30


2.6

31

Head Head dalam hal ini diartikan sebagai jarak (ketinggian), pada sistem

penyediaan air bersih ada ada beberapa head yang harus diperhitungkan, diantaranya seperti head kerugian pada jalur pipa beserta perangkat pendukungnya atau disebut head total pompa, serta head angkat pompa. 2.6.1

Head Total Pompa Head total pompa adalah kemampuan pompa untuk mengangkat atau

memindahkan air dari tangki bawah menuju tangki atas atau tempat – tempat yang diinginkan. Head total pompa dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa, seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini.



32

Head total pompa dapat ditulis dengan menggunakan persamaan : H = ha + Δhp + hI + vd2 2g Di mana

H

= Head total pompa (m)

Ha

= Head statis total (m)

………….……….(4)

Δhp = Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan permukaan air (m)

Δhp = hp2 – hp1 hI

= kerugian di pipa, katup, elbow, reduser serta tee (m)

vd2 2g

= Head kecepatan keluar (m/s)

g

= Percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

2.6.1.1 Head Statis Head stastis ini adalah perbedaan antara muka air di sisi keluar dengan pada sisi isap. Hal ini dapat dilihat dalam persamaan berikut : Ha= Tinggi muka air di sisi keluar – tinggi air di sisi isap

(4)

Pompa dan Kompresor



33

2.6.1.2 Head Kerugian Head kerugian ( yaitu besarnya head untuk mengatasi kerugian – kerugian) terdiri atas head kerugian gesek di dalam pipa – pipa, serta head kerugian di dalam belokan – belokan, reduser, katup – katup dan tee. Dibawah ini beberapa cara untuk menghitung kerugian - kerugian tersebut, dintaranya : a. Head kerugian gesek dalam pipa Sebelum menghitung kerugian gesek di dalam pipa, terlebih dahulu harus dikenali jenis aliran yang terjadi. Ada dua jenis aliran yang diketahui pada penghitungan kerugian gesek ini, yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Sebagai patokan untuk mengetahui jenis aliran tersebut, dipakai persamaan bilangan Reynods :

Re = νD ψ di mana

………………………………………(5)

Re : Bilangan Reynolds (tak berdimensi) ν : Kecepatan rata – rata aliran di dalam pipa (m/s) D : Diameter dalam pipa (m) ψ : Viskositas kinematik zat cair (m2/s)

Re < 2300, aliran bersifat laminar Re > 4000, aliran bersifat turbulen Re = 2300 – 4000 terdapat daerah transisi, di mana aliran dapat bersifat laminar atau turbulen.

(5)

Pompa dan Kompresor



34

- Jika aliran air bersifat laminar, kerugian gesek dalam pipa dihitung dengan menggunakan persamaan :

hf = λ L ψ2 D 2g

…………………………………….(6)

- Jika aliran air bersifat turbulen, kerugian gesek dalam pipa dihitung dengan menggunakan persamaan :

hf = 10,666 . Q1,85 C1,85 . D4,85

x L

…………………….(7)

hf : head kerugian gesek dalam pipa (m)

Di mana

λ : Koefisien gesek dalam pipa L : Panjang pipa (m)

D : Diameter dalam pipa (m) ψ : Kecepatan rata – rata aliran di dalam pipa (m/s) g : Percepatan gravitasi (9,8 m/s2) Q : laju aliran (m3/s)

C : Koefisien gesek dalam pipa b. Kerugian gesek dalam jalur pipa Kerugian gesek ini terdiri dari :

kerugian gesek pada Fleksibel joint, Gate Valve, Katup Searah, Strainer, Katup Hisap dan Non Return Valve. Kerugian – kerugian gesek tersebut dinyatakan dengan persamaan : hi = k

v2 2g

(6)

Pompa dan Kompresor Pompa dan Kompresor (8) Pompa dan Kompresor (7)


…………………………………………….(8)


υ= υ=

35

Q A Q (D ) 2 4

π

dimana :

h i= Kerugian dalam jalur pipa (m) k = Koefisien kerugian v = Kecepatan aliran air yang melalui perangkat pendukung pipa (m/s) g = Gravitasi (9,8 m/s2)

Kerugian gesek pada reduser dipengaruhi oleh ukuran diameter masuk (D1) dan diameter keluar (D2), diameter ini akan mempengaruhi besarnya koefisien gesek yang terdapat pada setiap reduser. Perhitungan kerugian gesek pada reduser dinyatakan dalam persamaan : 2

v hc = kc 2 2g v2 = v2 =

(9)

…………………………………………..(9)

Q A π 4

Q (D2 ) 2

MEKANIKA FLUIDA & HIDRAULIKA Edisi Kedua



36

dimana : hc = Kerugian gesek pada reduser (m) kc = Koefisien kerugian

Kerugian gesek pada elbow, dipengaruhi oleh diameter dan besarnya sudut. Kerugian gesek pada elbow dinyatakan dalam persamaan : hk = k

υ= υ=

υ2

…………………………………………..(10)

2g

Q A Q (D ) 2 4

π

dimana :

hk = Kerugian gesek pada elbow (m) k = Koefisien kerugian

Kerugian gesek pada Tee, dipengaruhi pada diameter masuk dan diameter keluar karena hal ini akan mempengaruhi pada kecepatan aliran yang akan dipakai. Tee terdiri dari tiga cabang yaitu D1 x D2 x D3, sedangkan perhitungannya dapat dinyatakan melalui persamaan : 2

•

(10)

hf1− 2

v = f 1 2g

MEKANIKA FLUIDA & HIDRAULIKA Edisi Kedua (11) Pompa dan Kompresor


…………………………..(11)


37

Q1 A

v1 = ν1 =

Q1 (D1 ) 2 4

π

2

•

v hf1− 3 = f 1 2× g Q v1 = 1 A

……………….………….(12)

Q1 (D1 ) 2 4

ν1 =

π

2

•

hf 2 − 3

v = f 3 2g

v3 =

Q3 A

v3 =

…………………………..(13)

Q3 (D3 ) 2 4

π

dimana : hf1-2 = kerugian gesek pada Tee (aliran air masuk dari D1 dan keluar melalui D2) (m) hf1-3 = kerugian gesek pada Tee (aliran air masuk dari D1 dan keluar melalui D3) (m)

(12) (13)

Pompa dan Kompresor Pompa dan Kompresor



38

hf2-3 = kerugian gesek pada Tee (aliran air masuk dari D2 dan keluar melalui D3) (m) f

= Koefisien kerugian

v1

= Kecepatan aliran air pada D1 (m)

2.6.1.3 Daya Pompa

Daya hidroulik pompa adalah daya yang dimasukkan kedalam air oleh rotor atau torak pompa sehingga air tersebut dapat mengalir. Sedangkan daya poros pompa adalah besarnya daya yang diterima poros pompa dari motor pompa.

Daya hidroulik pompa dapat dinyatakan dengan persamaan : Nh = (0,163) Q. H. γ …………………………………(14) dimana : Nh = Daya hidroulik pompa (watt) Q = Debit air (m3/s) γ = Berat spesifik air (N/m3)

Daya poros pompa, dinyatakan dalam persamaan : Np = Nh / ηp

…………………………………(15)

dimana : Np = Daya poros pompa (watt)

ηp = efisiensi pompa (%)

(14) (15)

Perancangan dan Pemeliharaan Sistem PLAMBING Perancangan dan Pemeliharaan Sistem PLAMBING



39

Daya motor penggerak pompa, dinyatakan dalam persamaan : Nm = Np (1 + A) / (ηp . k)

…………………………(16)

Dimana : Nm = Daya motor (watt) A = Faktor yang tergantung pada jenis motor : 0,1 untuk motor listrik 0,2 untuk motor bakar besar 0,25 untuk motor bakar kecil k = Efisiensi hubungan poros, dengan nilai sebesar 1.

(16)



40

BAB III DATA SPESIFIKASI GEDUNG


Proses penghitungan pemipaan air bersih didasarkan pada data – data yang didapat dari hasil peninjauan langsung kelapangan dan kepustakaan, hal itu dilakukan seakurat mungkin demi mendapatkan hasil perhitungan yang dapat diuji kebenarannya. 3.1

Metodologi Penelitian Metodologi penelitian merupakan tahap – tahap dalam penulisan tugas

akhir yang harus diterapkan terlebih dahulu sebelum membahas masalah yang ada. Oleh sebab itu diperlukan suatu metodologi penelitian yang terarah dan sistematis, sehingga penelitian dapat dilakukan dengan mudah. Adapun metode yang diterapkan dalam proses pengumpulan data ini diantaranya : 1. Penelitian lapangan 2. penelitian kepustakaan



3.1.1

41

Penelitian Lapangan Penelitian lapangan dilakukan dengan cara meninjau langsung ke gedung

CNI, sehingga mendapatkan gambaran dan melihat secara langsung pemipaan air bersih yang ada di gedung tersebut. Dalam melakukan penelitian ini juga, penulis dibimbing oleh seorang Maintenance Building, sehingga proses pengumpulan data lebih mudah dilakukan dan terasa lebih akurat. 3.1.2

Penelitian Kepustakaan Penelitian kepustakaan dilakukan dengan cara mencari data dari bahan –

bahan yang terdapat dari referensi buku pedoman pengerjaan plambing pada arsip Maintenance Building di gedung CNI.

3.2

Data - Data Pemipaan Air Bersih Adapun data – data spesifikasi instalasi pemipaan air bersih beserta jenis

alat plumbing yang digunakan untuk lantai 1terdiri dari : a. Jumlah orang yang menempati lantai I. b. Tinggi tiap lantai. c. Alat plambing yang digunakan. d. Jenis dan ukuran pipa. e. Jenis dan ukuran katup. f. Jenis Hidran yang digunakan.


42


Perincian dari data – data diatas yaitu sebagai berikut : a. Jumlah orang yang menempati lantai I sebanyak 100 orang dengan pemakaian air rata –rata yaitu 50 liter / orang per hari. b. Gedung terdiri dari 2 lantai ditambah satu semi basement, satu basement dan satu lantai dasar. Tinggi tiap lantai = 4 m. c. Alat plambing yang digunakan di toilet lantai 1. Tabel 5. Jumlah dan Jenis Alat Plambing Jenis Alat Plambing

Toliet Pria

Toilet Wanita

Dapur

Kloset jongkok

3 unit

5 unit

-

Kloset duduk

3 unit

2 unit

-

Urinal

12 unit

-

-

Lavatory

4 unit

4 unit

-

Kran Air

3 unit

6 unit

-

Jet Washer

3 unit

2 unit

-

Kitchen sink

-

-

2 unit

d. Jenis dan ukuran pipa. ► Pipa transfer : -

Pipa header berdiameter 100 mm = 8 m.

-

Pipa horizontal berdimeter 65 mm = 113 m.

-

Pipa tegak ( ruang pompa – toilet lantai I ) dimeter 65 mm = 15 m.


43


► Pipa cabang : Dengan mengetahui pipa cabang dan perangkat plambing yang terpasang pada lantai 1, dapat ditentukan

juga besar debit alir yang

mengalir disetiap titik percabangan. Penentuan debit alir tersebut didapatkan dari grafik Hubungan Antara Unit Beban Alat Plambing Dengan Aliran Serentak (lihat lampiran 1). Perhitungan unit beban alat plambing sebagai berikut : Beban alat plambing = alat plambing (unit) x Unit alat plambing (fu) 1. Titik Bi – C •

Kloset jongkok, 8 unit x 5 fu

•

Kloset duduk,

5 unit x 10 fu = 50 fu

•

Urinal,

12 unit x 3 fu = 36 fu

•

Lavatory,

8 unit x 2 fu

= 16 fu

•

Kran air,

9 unit x 2 fu

= 18 fu

•

Jet washer,

5 unit x 4 fu

= 20 fu

•

Kitchen sink,

2 unit x 3 fu

= 6 fu

Jumlah beban alat plambing

= 40 fu

= 186 fu

Dari grafik didapatkan debit alir sebesar 330 L/min atau 0,00550 m3/s.


44


2. Titik C - Ci •

Kloset jongkok, 3 unit x 5 fu

= 15 fu

•

Urinal,

4 unit x 3 fu

= 12 fu

•

Kran air,

4 unit x 2 fu

= 8 fu

•

Lavatory,

2 unit x 2 fu

= 4 fu


= 39 fu

Dari grafik didapatkan debit alir sebesar 175 L/min atau 0,00292 m3/s. 3. Titik D – U •

Lavatory,

4 unit x 2 fu

= 8 fu

•

Kitchen sink,

2 unit x 3 fu

= 6 fu


= 14 fu

Dari grafik didapatkan debit alir sebesar 110 L/min atau 0,00183 m3/s. Untuk mendapatkan debit alir pada titik – titik percabangan pipa yang lain dapat dicari dengan menggunakan metode seperti diatas, namun sebelumnya harus diketahui jumlah alat plambing yang terpasang pada titik yang akan dihitung.


45


Tabel 6. Ukuran dan Debit Alir Pipa Beban Unit No

1

2

3

4

Alat

Debit Alir

Diameter

Panjang

Plambing

(m3/s)

(mm)

(m)

B1- C

186

0,00550

65

3

C-D

147

0,00506

50

1

D–E

133

0,00483

50

0,75

E–M

78

0,00383

50

4,25

M–O

78

0,00383

50

5,75

O–P

66

0,00366

50

5

P – P1

14

0,00183

32

0,5

P1 – R

7

0,00133

32

2,5

R–S

5

0,00125

25

0,8

S – S1

2

0,000916

25

2,5

C – C1

39

0,00292

40

2,25

C1 – J

25

0,00233

40

1,5

J – J1

2

0,000916

25

1,75

J–K

16

0,00208

32

2,75

K–L

12

0,00175

32

0,25

D–U

14

0,00183

32

1,5

U–V

10

0,00166

32

0,1

V- W

6

0,00133

25

1

E–F

51

0,00316

40

2,5

F–G

51

0,00316

40

4,25

G–H

15

0,00208

32

3,75

H-I

9

0,00158

32

0,5

Titik


46


e. Jenis dan ukuran katup, reduser, joint, elbow yang digunakan untuk menentukan head total pompa. ► Katup searah diameter 50 mm = 3 buah. ► Katup hisap diameter 40 mm = 3 buah ► Gate valve diameter 100 mm = 2 buah. ► Gate valve diameter 65 mm = 1 buah ► Non return valve diameter 65 mm = 1 buah. ► Strainer diameter 50 mm = 3 buah. ► Flexible joint diameter 50 mm = 3 buah. ► Reduser : Tabel 7. Ukuran dan Jumlah Reduser No

Ukuran (mm)

Jumlah

1

65 x 50

1

2

50 x 32

1

3

32 x 25

1

► Elbow : Tabel 8. Ukuran dan Jumlah Elbow No

Ukuran (mm)

sudut

Jumlah

1

100

90o

1

2

65

90o

9

3

65

45o

2

4

25

90o

2


47


► Tee : Tabel 9. Ukuran dan Jumlah Tee No

Ukuran (mm)

Jumlah

1

100 x 100 x 65

3

2

100 x 100 x 50

3

3

65 x 50 x 40

1

4

50 x 50 x 25

1

5

50 x 40 x 50

1

6

50 x 32 x 50

1

7

50 x 50 x 32

1

8

32 x 25 x x 25

1

f. Alat pemadam yang digunakan yaitu jenis Hidran Box dengan kapasitas 200 gpm.


BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS

48


Perencanaan siitem instalasi air bersih dimulai sejak menentukan karakteristik penggunaan gedung, seperti : Untuk perumahan, perkantoran, hotel, ataupun gedung pusat perbelanjaan. Hal tersebut harus diketahui sejak awal karena dari fungsi gedung, besarnya kebutuhan air bersih akan dengan mudah diketahui. Pemilihan seta penggunaan perangkat instalasi, seperti

alat plambing,

pipa, pompa maupun tangki air harus memperhatikan sejauh mana kebutuhan akan perangkat – perangkat instalasi air bersih tersebut diperlukan. Pada gedung PT. CNI tangki air yang digunakan hanya tangki bawah (ground tank) dan tidak menggunakan tangki atas (roof tank). Oleh sebab itu seorang perencana selain harus memperhitungkan perancangan instalasi dengan baik, juga diharapkan dapat



49

memperhatikan segi ekonomis. Ada beberapa bagian yang sangat diperhitungkan dalam sistem pemipaan air bersih, diantaranya : 1. Jumlah akan kebutuhan air bersih. 2. Penentuan kapasitas tangki air. 3. Memperhitungkan head total pompa. 4. Menentukan daya pompa yang akan digunakan.

4.1

Kebutuhan Air Bersih Pemakaian air bersih pada lantai 1 gedung PT. CNI dihitung berdasarkan

pada jumlah kebutuhan karyawan dan pengunjung, serta kebutuhan untuk cadangan pemadam kebakaran. Alat pemadam kebakaran yang digunakan adalah jenis hidran Box merk APRON.

4.1.1 Jumlah Penggunaan Air Bersih Untuk Karyawan dan Pengunjung •

Jumlah pemakai (karyawan dan pengunjung) rata – rata per hari sebanyak 100 orang.

•

Pemakaian rata – rata 1 orang per hari sebesar 50 liter per hari.

•

Jadi jumlah air yang harus tersedia per hari sebesar : Jumlah pemakaian air/hari = jumlah penghuni x pemakaian air/orang = 100 orang x 50 liter = 5000 liter/hari = 5 m3/hari Qd = 5 m3/hari



50

Jika dianggap pemakaian air selama 8 jam/hari, maka : Qh = Qd / t = 5 ./ 8 = 0,625 m3/jam Untuk mendapatkan kebutuhan air pada jam puncak digunakan persamaan : Qh – max = C (Qh) C1 = 2 dan C2 =3 Diambil C = C1, karena kebutuhan air pada jam puncak selama 2 jam, maka : Qh – max = C (Qh) = 2 (0,625) = 1,25 m3/jam 4.1.2

Kebutuhan Air Untuk Hidran Box •

Pada lantai 1 digunakan Hidran Box sebanyak 1 buah dengan kapasitas 200 galon/menit atau 757 liter/menit.

•

Waktu minimum yang dibutuhkan dalam menangani sebuah kebakaran dengan mengacu pada standar dinas pemadam kebakaran kota selama 45 menit.

•

Jadi kebutuhan air untuk 1 buah Hidran Box yaitu : VF = 757 x 45 = 34.065 liter = 34,065 m3



4.2

51

Volume Tangki Bawah (round Tank) Dengan diketahui kebutuhan air pada lantai 1, maka dapat dihitung volume

tangki bawah menggunakan persamaan : VR = Qd – (Qs x T) + VF Diketahui Qs, yaitu 2/3 dari kebutuhan air/hari dengan lama jam kerja selama 8 jam, maka : Qs = 2/3 x 5 m3/ 8 = 3,33 m3/ 8 = 0,416 m3/jam Jadi volume tangki bawah yaitu : VR = Qd – (Qs x T) + VF = 5 – (0,416 x 8) + 34,065 = 35,737 m3

4.3

Head Total Pompa Kemampuan pompa untuk mengangkat atau memindahkan air dari tangki

bawah ke lantai 1 dengan melalui pipa dipengaruhi berbagai macam kerugian gesekan antara air dengan pipa serta perangkat pendukung pipa. seperti : katup, fleksibel joint, reduser, elbow dan Tee. Oleh sebab itu kerugian – kerugian tersebut harus diperhitungkan, agar diakhir perencanaan dapat dengan mudah memilih pompa yang sesuai untuk digunakan.



4.3.1

52

Jenis Aliran Untuk mengetahui jenis aliran yang terjadi pada pipa, maka dapat

ditentukan melalui perhitungan dengan menggunakan persamaaan bilangan Reynolds. Jenis aliran yang terjadi pada sebuah pipa akan menentukan persamaan yang akan digunakan untuk menghitung head kerugian gesek dalam pipa. Pada perhitungan ini bilangan Reynolds akan ditentukan pada sisi masuk pipa, yaitu pada pipa header. Diketahui data - data pipa header sebagai berikut : D = 0,1 m, Q = 0,00550 m3/s. Viskositas kinematik air pada suhu 28 oc ( υ = 0,8416.10−6 m 2 / s )

Re =

ν =

νD υ Q A

=

Q π D2 4

=

0,00550 π (0,1) 4

= 0,7 m / s

Maka bilangan Reynolds yaitu :

Re =

νD υ

0,7 (0,1) 0,8416.10− 6 = 8317,49 =

Jadi aliran yang terjadi adalah aliran turbulen, karena Re > 4000.



53

a. Perhitungan head kerugian pada pipa jenis : -

Pipa header yang terletak diruang pompa dengan ↓ = 100 mm,

L=

8 m, Q = 0,00550 m3/s dan koefisien pipa (C ) = 120 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,005501,85 = ×8 1201,85 × 0,14,85 0,000704 = ×8 0,099 = 0,057 m

hf =

- Pipa transfer yang terletak dari ruang pompa sampai atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 65 mm, L = 127 m, Q = 0,00550 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,005501,85 = × 127 1201,85 × 0,654,85 0,000704 = × 127 0,0123 = 7,3 m

hf =

- Pipa rentang dititik BI – C di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 65 mm, L = 3 m, Q = 0,00550 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 hf = 1,85 4,85 × L C .D 10,666 × 0,005501,85 = ×3 1201,85 × 0,654,85 0,000704 = ×3 0,0123 = 0,17 m



- Pipa rentang dititik C – D di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 50 mm, L = 1 m, Q = 0,00506 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,005061,85 = ×1 1201,85 × 0,0504,85 0,000604 = ×1 0,00344 = 0,18 m

hf =

- Pipa rentang dititik D – E di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 50 mm, L = 0,75 m, Q = 0,00483 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,004831,85 = × 0,75 1201,85 × 0,0504,85 0,000554 = × 0,75 0,00344 = 0,12 m

hf =

- Pipa rentang dititik E – M di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 50 mm, L = 4,25 m, Q = 0,00383 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 hf = 1,85 4,85 × L C .D 10,666 × 0,003831,85 = × 4,25 1201,85 × 0,0504,85 0,00036 = × 4,25 0,00344 = 0,44 m


54


- Pipa rentang dititik M – O di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 50 mm, L = 5,75 m, Q = 0,00383 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,003831,85 = × 5,75 1201,85 × 0,0504,85 0,00036 = × 5,75 0,00344 = 0,44 m

hf =

- Pipa rentang dititik O – P di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 50 mm, L = 5 m, Q = 0,00366 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,003661,85 = ×5 1201,85 × 0,0504,85 0,00033 = ×5 0,00344 = 0,48 m

hf =

- Pipa rentang dititik P – PI di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 32 mm, L = 0,5 m, Q = 0,00183 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 hf = 1,85 4,85 × L C .D 10,666 × 0,001831,85 = × 0,5 1201,85 × 0,0324,85 0,000092 = × 0,5 0,00395 = 0,1 m


55


- Pipa rentang dititik PI – R di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 32 mm, L = 2,5 m, Q = 0,00133 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,001331,85 = × 2,5 1201,85 × 0,0324,85 0,0000509 = × 2,5 0,000395 = 0,32 m

hf =

- Pipa rentang dititik R – S di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 25 mm, L = 0,8 m, Q = 0,00125 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 ×L C1,85 . D 4,85 10,666 × 0,001251,85 = × 0,8 1201,85 × 0,0254,85 0,0000454 = × 0,8 0,00012 = 0,30 m

hf =

- Pipa rentang dititik S – SI di atap toilet lantai 1 dengan ↓ = 25 mm, L = 2,5 m, Q = 0,00916 m3/s dan C = 120. 10,666 . Q1,85 hf = 1,85 4,85 × L C .D 10,666 × 0,009161,85 = × 2,5 1201,85 × 0,0504,85 0,0000255 = × 2,5 0,00012 = 0,53 m Total head kerugian gesek pada pipa sebesar 10,597 m.


56


57

b. Perhitungan kerugian head dalam jalur pipa Kerugian dalam jalur pipa adalah kerugian yang dihitung pada setiap perangkat pendukung pipa, seperti : Fleksibel joint, Gate valve, Katup Searah, Strainer, katup Hisap, reduser, Elbow, Tee dan Non return valve. Untuk menghitung semua kerugian tersebut digunakan rumus : v2 hi = k 2g hi = Kerugian dalam jalur pipa k = Koefisien kerugian v = Kecepatan aliran air yang melalui perangkat pendukung pipa

g = Gravitasi (9,8 m/s2) Tabel 10. Koefisien Kerugian Tinggi -Tekan

Lengkapan

K

Fleksibel Joint

2,00

Gate Valve

0,19

Katup searah

2,5

Strainer

0,28

Katup hisap

0,19

Non return valve

0,25

Sumber : ● MEKANIKA FLUIDA (Edisi delapan Jilid 1) ● MEKANIKA FLUIDA & HIDRAULIKA(Edisi Kedua)



58

- Fleksibel Joint sebanyak 3 buah dengan diameter 50 mm, koefisien gesek (k) = 2,00 hi = k =2

v2 2g

v=

(2,8) 2 2 × 9,8

v=

= 0,8 m

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,05) 2 4

π

= 2,8 m / s

Untuk 3 buah fleksibel joint : hi = 0,8 x 3 = 2,4 m - Gate valve sebanyak 3 buah dengan diameter 100 mm, koefisien gesek (k) = 0,19 hi = k

v2 2g

v=

(0,7)2 2 × 9,8

v=

= 0,00475 m

=

= 0,19

Q A Q ( D)2 4

π

0,00550 π (0,1) 2 4

= 0,7 m / s Untuk 2 buah gate valve : hi = 0,00475 x 2 = 0,0095 m - Gate valve sebanyak 1 buah dengan diameter 65 mm, koefisien gesek (k) = 0,19 v2 hi = k 2g

(1,66)2 = 0,19 2 × 9,8 = 0,027 m

v= v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,065) 2 4

π

= 1,66 m / s



59

- Katup searah sebanyak 3 buah dengan diameter 50 mm, koefisien gesek (k) = 2,5 hi = k

v2 2g

= 2,5

v=

(2,8)2 2 × 9,8

= 1m

v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,05) 2 4

π

= 2,8 m / s Untuk 3 buah katup searah :hi = 1x 3 = 3 m - Strainer sebanyak 3 buah dengan diameter 50 mm, koefisien gesek (k) = 0,28 hi = k

v2 2g

v=

(2,8)2 = 0,28 2 × 9,8 = 0,112 m

v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,05) 2 4

π

= 2,8 m / s Untuk 3 buah strainer : hi = 0,112 x 3 = 0,336 m - Katup hisap sebanyak 3 buah dengan diameter 40 mm, koefisien gesek (k) = 0,19 hi = k

v2 2g

= 0,19

v=

(4,4)2 2 × 9,8

= 0,187 m

v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,04) 2 4

π

= 4,4 m / s



60

Untuk 3 buah katup hisap : hi = 0,187 x 3 = 0,56 m - Non return valve sebanyak 1 buah dengan diameter 65 mm, koefisien gesek (k) = 0,25 v2 hi = k 2g

= 0,25

v=

(1,66)2 2 × 9,8

v=

= 0,035 m

=

Q A Q ( D)2 4

π

0,00550 (0,065) 2 4

π

= 1,66 m / s Maka hi total dalam jalur pipa yaitu jumlah dari setiap kerugian yang terdapat disetiap alat plumbing diatas, yaitu : Hi total = 2,4 + 0,0095 + 0,027 + 3 + 0,336 + 0,56 + 0,035

= 6,3675 m c. Perhitungan Head kerugian Pada Reduser Perhitungan kerugian pada reduser (penyusutan pipa) sangat dipengaruhi oleh perbedaan antara diameter sisi masuk (DI) dan diameter sisi keluar (D2). Perbedaan ini akan menentukan besarnya koefisien gesek yang terdapat pada masing – masing ukuran reduser. Dibawah ini dapat dilihat koefisien gesek setiap reduser, diantaranya :



61

Tabel 11. Harga kc Pada Penyusutan Pipa

Penyusutan Pipa Tiba – tiba DI/D2

kc

1,3

0,125

1,56

0,237

1,28

0,114

Sumber : MEKANIKA FLUIDA & HIDRAULIKA Edisi Kedua

-

Reduser berukuran diameter DI x D2 = 65 x 50 mm 2

v hc = kc 2 2g = 0,125

v2 = (2,58) 2 2 × 9,8

= 0,0424 m

v2 = =

Q A Q ( D2 ) 2 2

π

0,00506 (0,05) 2 4

π

= 2,58 m / s

-


hc = kc

v2 2g

= 0,237

v2 = (2,57) 2 2 × 9,8

= 0,0623 m

v2 = =

Q A Q ( D2 ) 2 2

π

0,00183 π (0,032) 2 4

= 2,54 m / s



-

62


hc = kc

v2 2g

= 0,114

(2,54) 2 2 × 9,8

v2 =

Q A

v2 =

Q π ( D2 ) 2 2

= 0,0375 m

=

0,00125 π (0,025) 2 4

= 2,54 m / s

Dari ketiga reduser tersebut dapat dihasilkan head kerugian total pada reduser, hc total = 0,0424 + 0,0625 + 0,0375 = 0,1424 m d. Perhitungan Head Kerugian Pada Elbow Beberapa factor yang dapat menentukan besarnya head kerugian pada setiap elbow yang terpasang pada pipa air bersih, diantaranya yaitu diameter dan sudut elbow. Kedua factor itu berpengaruh terhadap perbedaab besarnya koefisien gesek. Dibawah ini dapat dilihat koefisien masing – masing elbow dengan diameter dan sudut yang berbeda : Tabel 12. Harga k Pada Elbow

Diameter (mm)

Sudut

K

100

900

0,75

65

900

0,60

65

450

0,35

25

900

0,166

Sumber : MEKANIKA FLUIDA & HIDRAULIKA Edisi Kedua



-

63

Elbow berukuran diameter 100 mm dengan sudut 900 sebanyak 1 buah hk = k

v2 2g

= 0,75

(0,7) 2 2 × 9,8

= 0,019 m

v= v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 π (0,1) 2 4

= 0,7 m / s -

Elbow berukuran diameter 65 mm dengan sudut 900 sebanyak 9 buah v2 hk = k 2g

= 0,60

(1,66)2 2 × 9,8

= 0,0844 m

v= v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,065) 2 4

π

= 1,66 m / s Untuk 9 buah elbow : hk = 0,0844 x 9 = 0,76 m -


v2 2g

(2,55)2 = 0,50 2 × 9,8 = 0,166 m

v= v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00125 (0,025) 2 4

π

= 2,55 m / s Untuk 2 buah elbow : hk = 0,166 x 2 = 0,332 m



-

64


v2 2g

= 0,35

(1,66)2 2 × 9,8

= 0,049 m

v= v=

=

Q A Q ( D) 2 4

π

0,00550 (0,065) 2 4

π

= 1,66 m / s Untuk 2 buah elbow : hk = 0,049 x 2 = 0,098 m Maka dari perhitungan diatas dapat diketahui head kerugian total pada elbow, yaitu : hk = 0,019 + 0,76 + 0,0332 + 0,098 = 1,209 m e. Perhitungan Head Kerugian Pada Tee Pada sistem pemipaan air bersih, Tee digunakan sebagai penghubung dalam setiap percabangan. Dalam hal ini Tee yang digunakan mempunyai sudut sebesar 900 dan mempunyai tiga cabang (DI x D2 x D3) dengan diameter yang berbeda – beda sesuai fungsinya yaitu untuk mengalirkan air bersih dengan memperhitungkan besarnya debit alir. Dibawah ini terdapat beberapa jenis Tee yang digunakan dalam melakukan perhitungan dengan harga koefisien (f) = 1,8, yaitu sebagai berikut : -

Tee berukuran diameter (DI x D2 x D3) = 100 x 65 x 100 mm dengan sudut 900 dan diketahui QI = 0,00550 m3/s, Q2 = 0,00183 m3/s, Q3 = 0,00367 m3/s. Tee yang digunakan sebanyak 3 buah.



65

2

hf1− 2 = f

v1 2g

v1 =

(0,7) 2 2 × 9,8

v=

= 1,8

= 0,045 m

=

Q1 A Q1 ( D1 ) 2 4

π

0,00550 π (0,1) 2 4

= 0,7 m / s

Terdapat 3 buah Tee jenis ini yang dipasang pada rangkaian pipa air bersih, sehingga : hf = 0,045 x 3 = 0,135 m -

Tee berukuran diameter (DI x D2 x D3) = 100 x 50 x 100 mm dengan sudut 900 dan diketahui QI = 0,00550 m3/s, Q2 = 0,00550 m3/s, Q3 = 0,00550 m3/s. Tee yang digunakan sebanyak 3 buah. 2

hf1− 2 = f

v1 2g

v1 =

(0,7) 2 2 × 9,8

v=

= 1,8

= 0,045 m

=

Q1 A Q1 π ( D1 ) 2 4 0,00550 π (0,1) 2 4

= 0,7 m / s

Terdapat 3 buah Tee jenis ini yang dipasang pada rangkaian pipa air bersih, sehingga : hf = 0,045 x 3 = 0,135 m -




66

2

hf1− 3 = f

v1 2g

v1 =

(1,66) 2 2 × 9,8

v=

= 1,8

= 0,25 m

=

Q1 A Q1 ( D1 ) 2 4

π

0,00550 (0,65) 2 4

π

= 1,66 m / s

-


v1 2g

v1 =

(2,58) 2 = 1,8 2 × 9,8

v=

hf1− 3 = f

= 0,61 m

=

Q1 A Q1 ( D1 ) 2 4

π

0,00506 (0,05) 2 4

π

= 2,58 m / s

-


hf1− 2

v = f 1 2g

v1 =

(2,46) 2 = 1,8 2 × 9,8

v=

= 0,55 m

=

Q1 A Q1 ( D1 ) 2 4

π

0,00483 (0,05) 2 4

π

= 2,46 m / s



-

67


hf 2 − 3 = f = 1,8

v3 2g

v1 =

(1,86) 2 2 × 9,8

v=

= 0,32 m

=

Q3 A Q3 ( D3 ) 2 4

π

0,00366 (0,05) 2 4

π

= 1,86 m / s

-


hf1− 2 = f

v1 2g

v1 =

Q1 A

(1,86) 2 2 × 9,8

v=

Q1 π ( D1 ) 2 4

= 1,8

= 0,32 m

=

0,00366 π (0,05) 2 4

= 1,86 m / s

-




68

2

hf1− 2 = f

v1 2g

v1 =

(1,65) 2 2 × 9,8

v=

= 1,8

= 0,25 m

=

Q1 A Q1 ( D1 ) 2 4

π

0,00133 (0,032) 2 4

π

= 1,65 m / s

Setelah diketahui besar kerugian head dari masing – masing Tee, maka dapat diketahui kerugian head total dari Tee yang digunakan yaitu 2,57 m, dengan perincian : Hf total = 0,135 + 0,135 + 0,25 + 0,61 + 0,55 + 0,32 + 0,32 + 0,25

= 2,57 m f. Head kerugian gesek total pada instalasi pipa air bersi yaitu jumlah seluruh kerugian gesek pada pipa, katup, joint, reduser (penyempitan pipa), elbow dan Tee. HI = 10,597 + 6,3675 + 0,1424 + 1,209 + 2,57 = 20,8259 m g. Head kecepatan Keluar Aliran Air Head kecepatan keluar aliran air adalah besarnya hambatan pada aliran air yang terjadi akibat adanya gesekan pada ujung pipa, diambil dari ujung pipa yang terjauh dari sistem instalasi pipa air bersih yang digunakan. Dalam hal ini terjadi pada pipa dengan ukuran diameter 25 mm, serta besarnya debit yaitu 0,000916 m3/s.



69

2

(1,87) 2 vd = 2 g 2 × 9,8

v=

= 0,178m

= =

Q A Q ( D) 2 4

π

0,000916 (0,025) 2 4

π

= 1,87 m / s h. Head Total Pompa H = ha + ∆hp + hI +

v2 2g

= 15 + 0 + 20,8259 + 0,178 = 36,0039 m diambil 36 m 4.4

Tinggi Angkat Pompa dan Daya Pompa

gaya yang mendorong air masuk kedalam pompa disebabkan oleh adanya vakum pada sisi hisap pompa dan tekanan udara diatas muka air pada tangki bawah. Besar kecilnya daya pompa yang dibutuhkan sangat tergantung pada sejauh mana tinggi angkat total yang terdapat pada instalasi pemipaan air bersih. Namun pada kenyataannya ada beberapa hal yang akan menyebabkan air tidak akan naik setinggi yang diinginka, yaitu banyaknya kerugian gesek dalam pipa hisap dan pipa tekan.



2.4.1

70

Tinggi Angkat

Tingi angkat pompa dapat dinyatakan dengan persamaan berikut : 2

H = ha + hI +

vd 2g

(1,87) 2 H = 15 + 20,8259 + 2 × 9,8

H = 15 + 20,8259 + 0,178 H = 36,0039 m diambil 36 m 2.4.2

Daya Pompa

Daya yang dibutuhkan pomapa untuk mengangkat air yaitu sebesar : Nh = (0,163) Q . H . γ Nh = (0,163) x 0,00550 x 36 x 9749 Nh = 314,639226 N m/s atau Nh = 314,64 Watt Sedangkan daya pompa dengan efisien sebesar 55 %, yaitu : Np = Nh / ηp Np = 314,64 / 0,55 Np = 572,07 Watt atau 572,1 Watt Daya motor pengerak pompa Nm > Np, kelebihannya tergantung pada jenis motor dan hubungan poros pompa dengan motor. Motor yang digunakan adalah motor listrik, jadi a = 0,1. Nm = Np (1 + A) / (ηp . k) Nm = 572,1 (1 + 0,1) / (0,55 x 1) Nm = 1050,58 Watt atau



71

Nm = 1,05058 kW Jadi untuk menggerakan pompa dengan daya 314,64 Watt, dipilih motor listrik penggerak pompa dengan daya 1050,58 Watt atau 1,05058 kW.

4.5

Analisis

Beberapa hal dapat diamati dalam perhitungan sistem pemipaan air bersih guna mendapatkan suatu perencanaan yang baik, diantaranya yaitu perhitungan debit aliran air, penentuan kapasitas tangki air, penentuan ukuran pipa serta perhitungan daya pompa yang digunakan. Namun salah satu bagian terpenting dari suatu pemipaan air bersih adalah pipa. penggunaan pipa yang sesuai dapat menghasilkan kecepatan aliran air yang diinginkan, sehingga tidak terjadi kecepatan yang berlebihan atau terjadi kecepatan aliran yang rendah. Dalam hal ini kecepatan aliran berpengaruh terhadap besarnya head total pompa. Beberapa hal lain yang mempengaruhi besarnya head total pompa, yaitu : a. Jenis bahan pipa yang digunakan, hal ini mempengaruhi koefisien kecepatan aliran pada pipa. b. Ukuran pipa yang digunakan. Panjang pipa berpengaruh terhadap besar head yang terjadi, namun panjang pipa akan berbanding terbalik dengan diameter penampang pipa dalam pengaruhnya terhadap head. Semakin panjang ukurang pipa akan menyebabkan besarnya head, maka semakin besar diameter pipa menyebabkan kecilnya head. Hal ini akan terlihat jelas jika pada kondisi debit aliran air yang sama.



72

c. Penggunaan perangkat pendukung pipa (katup, reduser, tee, elbow, dan joint) yang cukup banyak dapat menghasilkan head yang besar. d. Debit air yang melalui pipa instalasi. Head akan bertambah besar jika debit aliran air yang terjadi lebih besar, hal ini dapat dilihat dalam perhitungan head pada jalur pipa lurus. Setelah diketahui head total pompa dan daya pompa, kemudian diperoleh satu pompa utama untuk dipakai dalam pendistribusian air bersih ketoilet lantai 1 yaitu pompa merk LAKONI type SJT 1000 dengan daya 1000 Watt serta kapasitas air sebesar 150 liter/menit. Unuk mendukung kerja pompa utama pada kebutuhan puncak, maka digunakan satu pompa pendukung merk LAKONI type SJ 500 C dengan daya 500 Watt serta kapasitas air sebesar 80 liter/menit. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi kekurangan pasokan air dari tangki bawah untuk didistribusikan ketoilet lantai 1.




73

BAB V PENUTUP

BAB V PENUTUP

5.1

Kesimpulan Sistem pemipaan air bersih merupakan bagian dari sebuah sistem

pemipaan yang ada pada suatu gedung. Sistem pemipaan ini sebagai penyedia air bersih

berfungsi

menyediakan

kebutuhan

air

bersih

dengan

cara

mendistribusikannya kesetiap bagian gedung secara efektif dan efisien dengan kondisi air yang tetap baik. Jadi dalam melakukan perencanaan sangat penting untuk menentukan perencanan pemipaan air bersih terhadap fungsi dari gedung sendiri, apakah gedung itu berfungsi sebagai apartemen, hotel, rumah sakit, perkantoran atau rumah biasa. Mengetahui fungsi gedung dimaksudkan agar didapatkan perhitungan yang benar – benar sesuai dengan kebutuhan air yang dibutuhkan.


74

BAB V PENUTUP

75

Adapun beberapa hal yang harus diperhatikan dalam melakukan perhitungan sistem pemipaan air bersih diantaranya yaitu : a. Jumlah pengguna air bersih setiap harinya. b. Ukuran pipa dan perangkat pipa yang digunakan. c. Letak instalasi pipa serta luas gedung. Setelah dilakukan perhitungan pada sistem pemipaan air bersi untuk lantai 1, didapatkan hasil sebagai berikut : a. Jumlah air yang dibutuhkan per hari sebesar 5 m3/hari. b. Kebutuhan air untuk pemadam kebakaran (hidran box) sebesar 34,065 m3. c. Volume air pada tangki bawah yaitu 35,737 m3. d. Head total pompa sebesar 36 m. e. Daya pompa yang dibutuhkan yaitu sebesar 314,64 Watt dengan daya poros pompa sebesar 572,1 Watt, serta motor penggerak pompa sebesar 1050,58 Watt. f. Efisiensi pompa sebesar 55 %. g. Pompa yang digunakan yaitu sebuah pompa utama merk LAKONI type SJT 1000 dengan daya 100 Watt, kapasitas air sebesar 150 liter/menit serta satu pompa pendukung merk LAKONI type SJ 500 C dengan daya 500 Watt dan kapasitas air sebesar 80 liter/menit.


BAB V PENUTUP

5.2

76

Saran Kapasitas peralatan plambing dan ukuran pipa dalam sistem pemipaan air

bersih sebaiknya didasarkan pada debit aliran air yang ada di sebuah gedung. Ukuran tersebut harus benar – benar didapat dari hasil sebuah perhitungan, walaupun terkadang terjadi sedikit perbedaan antara perhitungan secara teoritis dengan kondisi dilapangan. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi kecepatan dan tekanan yang berlebihan, karena jika keadaan ini terjadi dapat menyebabkan kerusakan pada pipa dan peralatan plambing lainnya. Selain itu ada satu hal yang menentukan sistem pemipaan air bersih ini dapat berjalan dengan baik, yaitu penggunaan pompa. Untuk dapat mempertimbangkan besarnya daya pompa yang akan digunakan, ada beberapa hal yang harus dicermati diantaranya yaitu: o Besarnya debit aliran air. o Besarnya head total pompa yang dipengaruhi banyaknya penggunaan perangkat pipa (elbow, reduser, tee, katup dan joint) sehingga menyebabkan daya isap dan tekan pompa menjadi rendah. Agar tidak terjadi penggunaan perangkat pipa yang terlalu banyak, sebaiknya instalasi pipa dirancang secara efektif dan efisien.


DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

1. Babbit Harold E, “ PLUMBING”, Third Edition, McGraw-Hill, New York,1960. 2. Giles Ronald V, Soemitro Herman Widodo Ir, “MEKANIKA FLUIDA DAN HIDRAULIKA”, Erlangga, Jakarta, 1990. 3. Noerbambang Soufyan, Morimura Takeo, “PERENCANAAN DAN PEMELIHARAAN

SISTEM

PLAMBING”,Pradnya

Paramita,

Jakarta,1984. 4. PEDOMAN PLAMBING INDONESIA 1979,Cetakan Ke 1,DPU, 1979. 5. Streeter Victor L, Wylie E. Benjamin, Prijono Arko M.S.E, “MEKANIKA FLUIDA”, Erlangga, Jakarta, 1999. 6. Sularso, Tahara Haruo, “POMPA DAN KOMPRESOR”, Pradnya Paramita, Jakarta, 1985.


TUGAS AKHIR SISTEM PEMIPAAN AIR BERSIH PADA LANTAI 1 GEDUNG SENTRA BISNIS DAN DISTRIBUSI PT. CNI

Recommend Documents