Perhitungan Kebutuhan Air

SKRIPSI / TUGAS AKHIR

ANALISA DAN PERHITUNGAN SISTEM PLAMBING

PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA GEDUNG BERTINGKAT

RONNY WIBOWO (20406648)JURUSAN TEKNIK MESIN

PEN DA HULU AN

Sistem plumbing merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dalam pembangunan gedung. Oleh karena itu, perencanaan dan perancangan sistem plambing haruslah dilakukan bersamaan dan sesuai dengan tahapan-tahapan perencanaan dan perancangan gedung itu sendiri, dengan memperhatikan secara seksama hubungannya dengan bagian-bagian kontruksi gedung serta denganperalatan lainnya yang ada dalam gedung tersebut (seperti: pendingin udara, listrik, dan lain-lain).

Di dalam perencanaan sistem instalasi plambing penyediaan air bersih pada building office Menara Allianz sangat diperlukan didalamnya yang terbagi menjadi 4 sub sistem, yaitu sistem penyediaan air bersih, Equipment, pengertian instalasi plambing penyediaan air bersih, analisa perhitungan kebutuhan air bersih, dan analisa perhitungan perencanaan pipa air bersih.

PER MASA LAHAN

Sistem plambing penyediaan air bersih

Perhitungan laju aliran pipa air bersih

PEMB ATAS AN MAS AL AH

Sistem penyediaan air bersih

Peralatan dan perlengkapan (Equipment)

Instalasi plambing penyediaan air bersih

Analisa perhitungan kebutuhan air bersih

Analisa perhitungan perencanaan pipa air bersih

LA ND AS AN TEORI

SISTEM PLAMBING

Plumbing merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkandalam pembangunan gedung. Oleh karena itu, perencanaan dan perancangan sistem plambing haruslah dilakukan bersamaan dan sesuai dengan tahapan-tahapan perencanaan dan perancangan gedung itu sendiri, dengan memperhatikan secara seksama hubungannya dengan bagian-bagian kontruksi gedung serta dengan peralatan lainnya yang ada dalam gedung tersebut.

Pada jenis penggunaan sistemplambing ini sangat tergantung pada kebutuhan dari bangunan yang bersangkutan. Dalam hal ini, perencanaan dan perancangan sistem Plambing dibatasi pada pendistribusian dan penyediaan air bersih.

SISTEM PLAMBING PENYEDIAAN AIR BERSIH

Plambing didefinisikan sebagai segala sesuatu yangberhubungan dengan pelaksanaan pemasangan pipa dengan peralatannya di dalam gedung atau gedung yang berdekatan yang bersangkutan dengan Air Bersih dan Air Buangan yang dhubungkan dengan sistem saluran kota. Adapun fungsi dari sistem instalasi plambing adalah :

Menyediakan air bersih ke tempat-tempat yangdikehendaki dengan tekanan yang cukup.

Membuang air kotor dari tempat-tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian penting lainnya.

PERALATAN PLAMBING

Dalam sistem plambing memerlukanperalatan yang mendukung

terbentuknya sistem plambing yang baik.Jenis peralatan plambing dalam

artian khusus,istilah “PeralatanPlambing” meliputi :

Peralatan untuk penyediaan air bersih / airminum.

Peralatan untuk penyediaan air panas. Peralatan untuk pembuangan dan ventilasi. Peralatan Saniter (Plumbing Fixtures).

PERALATAN PLUMBING

Dalam artian yang lebih luas, selainperalatan peralatan tersebutdiatas,istilah “Peralatan plambing”seringkali digunakan untuk

mencakup : Peralatan pemadaman kebakaran. Peralatan pengolahan air kotor ( tangki septik). Peralatan penyediaan gas. Peralatan dapur. Peralatan untuk mencuci (laundry). Peralatan pengolahan sampah.

Berbagai instalasi pipa lainnya.

PERALATAN PLAMBING

Alat plambing adalah semua peralatanyang dipasang di dalam ataupundi luar gedung, untuk menyediakanair (memasukan) air panas atauair dingin, dan untuk

menerima (mengeluarkan) air buangan, atau secara singkat dapat dikatakan semua peralatan yang dipasang pada :

● Ujung akhir pipa, untuk memasukkan air. ● Ujung awal pipa, untuk membuang air.

SISTEM PLAMBING

Perencanaan dan perancangan sistem plambing dimulai dengan rencana konsep, rencana dasar, rancangan pendahuluan, dan gambar-gambar pelaksanaan dengan selalu memperhatikan koordinasi dan keserasian dengan perencanaan dan perancangan elemen lainnya dalam gedung.


Rancangan konsepDalam menyiapkan rancangan konsep sistem plambing,hal-hal berikut ini perlu diketahui :

Jenis dan penggunaan gedung Denah bangunan Jumlah penghuni


Prinsip Dasar Sistem Penyediaan Air Bersih

Sebagiamana disebutkan dalam fungsi peralatan plambing, tujuan terpenting dari sistem penyediaan air adalah menyediakan air bersih. Penyediaan air bersih dengan kualitas yang tetap baik merupakan prioritas utama. Banyak negara telah menetapkan standar kualitas untuk tujuan ini, seperti pada tabel 2.1 Tentang Standar Kualitas Air bersih di berbagai negara, tabel 2.2 Tentang Standar kualitas air bersih di Indonesia, dan Tabel 2.3Kadar sisa klor dalam air keluar keran

DIAGRAM SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH

B A H A N DAN PE R C O BAAN Diagram Alir Penelitian :

PEMBAHASAN SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH

Pada sistem ini, sumber air bersih yang didapatkan untuk penyuplaian air bersih pada gedung ini ada 2 sumber, yaitu :

Sumber air bersih dari PDAM

Sumber air bersih dari PDAM dan air bersih dari Deep Well (sumur dalam). Dimana sumber air bersih yang didapat dari PDAM yang kontinyu untuk menyuplai air bersih selama 24 jam dan ditampung didalam Ground Water Tank (tangki air bawah) dan disalurkan ke Roof Water Tank (tangki atas) untuk menampung debit air yang dipompakan melalui pompa air bersih.

PEMBAHASAN SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH

Sumber air bersih dari Deep Well

Sumber air bersih yang didapat dari deep well tidak kontinyu seperti sumber air bersih dari PDAM, karena sumber air bersih dari deep well hanya akan digunakan apabila penyuplaian debit air bersih dari PDAM mengalami hambatan (rusak), sumber air bersih dari deep well sama dengan sumber air bersih pada perumahan yang didapat dari proses pengeboran dalam tanah, hanya skala proses pengambilan sumber air bersih dari deep well lebih besar dibandingkan dengan sumur pompa rumahan, dan air bersih yang didapat langsung disalurkan ke Ground Water Tank (tangki air bawah) dengan pompa deep well.

PERALATAN DAN PERLENGKAPAN (EQUIPMENT)UNTUK PENYEDIAAN AIR BERSIH

Pengertian equipment disini adalah untuk menjelaskan peralatan dan perlengkapan yang akan di gunakan dalam pengerjaan instalasi sistem Plumbing, dan dimana equipment untuk sistem air bersih yang digunakan pada gedung

ini, sebagai berikut :* Pompa-Pompa

a. P.A.B

b. Sand Filter

c. CF (Carbon Filter)

d. P.Booster

e. RWT (Roof Water Tank)

f. GWT (Ground Water Tank)


** Deep Well

Pengeboran

Proses ini berada di dekat taman belakang pada gedung ini, agar mendapatkan air yang bersih pengeboran dilakukan dengan kedalaman 20 m. Karena di kedalaman itu didapatkan hasil air yang bersih untuk memenuhi kebutuhan air bersih.

Gambar

pengeboran


PompaPompa ini diletakan diatas lubang yang telah

dilakukan pengeboran dengan pemasangan pipa-pipa PVC dan Galvanis yang masuk kedalam lubang tersebut untuk mengambil air bersih dari tanah, posisi ini sama dengan pompa sumur yang ada dirumah- rumah. Pompa ini berfungsi untuk menyedot air bersih dari tanah yang telah dilakukan pengeboran dan langsung dialirkan ke tangki air bawah untuk disatukan dengan air bersih dari PDAM. Pompa ini akan bekerja apabila suplay air bersih dari PDAM itu mengalami keterlambatan atau kerusakan, maka air bersih dari deep well ini yang dipakai untuk memenuhi kebutuhan air bersih pada gedung ini.

GAMBAR DIAGRAM DEEP WELL

INSTALASI PLUMBING PENYEDIAAN AIR BERSIH

Instalasi plumbing ini yaitu rangkaian pipa-pipa dalam sistem plumbing penyediaan air

bersih. Sistem ini adalah dimanaSumber air bersihdiambildariPDAM dimasukan ke dalam bak penampung air bersih Ground Water Tank (GWT), sedangkan sumber air yang berasal dari tanahatau sumur dalam (deep well) dimasukan kedalam penampung air baku (raw water tank).

INSTALASI PLUMBING PENYEDIAAN AIR BERSIH

Air dari Deep Well ini masuk ke tangki penampungan yang berfungsi juga sebagai tangki pengendap lumpur atau pasir yang terbawa dari sumur. Air yang berada di raw water tank diolah (treatment) di instalasi Water Treatment Plant dan selanjutnya dialirkan ke clear water tank atau ground water tank, selanjutnya dialirkan ke tangki air atap (roof tank) dengan menggunakan pompa transfer. Distribusi air bersih pada empat lantai teratas untuk mendapatkan tekanan cukup umummnya menggunakan pompa pendorong (booster pump), sedangkan untuk lantai-lantaidibawahnya dialirkan secara gravitasi.

PERALATAN UTAMA

Pada gedung ini peralatan utama yang digunakan adalah pipa dan sambungan pipa yang telah ditetapkan berdasarkan standar HASS 204, dan pada instalasi plumbing penyediaan air bersih gedung ini menggunakan 3 macam jenis pipa, yaitu :

PIPA UPVC (Unplastized Polyvinyl Chloride) PIPA PPR (Polypropylene Random) PIPA Galvanis

Analisa Perhitungan Kebutuhan Air Bersih

Perkiraan Jumlah Penghuni

Proses ini adalah untuk mengetahui jumlah penghuni gedung ini, di mana gedung yang seluas 42000 m² dan perbandingan luas lantai yang

efektif (lihat tabel 2.6), maka kita akan mengetahui perkiraan jumlah penghuni gedung ini

dengan menggunakan persamaan (2.4), sebagai berikut :

(0,6) x (42000) / 5 = 5040 orang

Keterangan :

µ : (0.6) perbandingan luas lantai yang

efektif (tabel 2.6)

L : luas bangunan gedung ini

ANALISA PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR BERSIH

Perhitungan Pemakaian Air Bersih

Proses ini akan mengambil data dari tabel 2.6 yang di mana pemakaian pada gedung kantor sebesar 100 liter/hari per orang, maka akan di dapat dengan persamaan 2.5 seperti ini :

Q = (5040) x (100) = 504000 liter = 504 m³/hari

Keterangan :

n : 5040 orang (jumlah penghuni)

Q : pemakaian air bersih rata-rata per hari

100 : lihat tabel 2.6 (pemakaian air rata-rata

per hari)


Perhitungan Pemakaian Air Bersih

Dan diperkirakan perlu tambahan sampai 20% untuk mengatasi kebocoran, pancuran air, tambahan air untuk air panas yang menggunakan solahart atau mesin pendingin (chiller)gedung ini, penyiraman taman, dsb,

sehingga pemakaian air rata-rata sehari dapatdiketahui dengan persamaan 2.6 :

Qd = (1,20) x (504) = 604,8 m³/hari

Keterangan :

Qd : debit air bersih rata-rata per hari

1,20 : (100 lihat tabel 2.6 + 20%)

Q : pemakaian air bersih rata-rata per hari


Pemakaian air bersih pada gedung ini selama 8 jam, dapat

diketahui dengan persamaan 2.7 maka :

Qh = (604,8) / 8 = 75,6 m³/jam

Keterangan :

Qh : pemakaian air bersih per jam

Qd : 604,8 m³/hari

t : waktu pemakaian rata-rata per hari

(lihat tabel 2.6)


Dan menetapkan c1 = 2 dengan menggunakan persamaan 2.2 dan c2 = 3 dapat diketahui dengan persamaan 2.3, maka :

Qh – max = (2) x (75,6) = 151,2 m³/jam

Qm – max = (3) x (75.6)/60 = 3.78 m³/menit


Hasil kebutuhan penyediaan air bersih.

PERHITUNGAN JENIS DAN JUMLAH ALAT

PLAMBING

Berdasarkan unit beban alat plambing, gedung ini yang mempunyai 28lantai, alat plambing untuk penyediaan air bersih pada setiap lantainya terdiri atas 1 janitor (bak cuci pel), 1 pantry(bak cuci piring), 6 bak cuci tangan bersama (tempat wudhu), 5 bak cuci tangan kecil, 1 pancuran mandi, 1 pancuran air kolam,dan 3 pancuran tanaman. Dengan tabel di bawah ini dapat dihitung unit beban alat plumbing yang berlantai 28


PLAMBING

GAMBAR HUBUNGAN ANTARA UNIT BEBAN ALAT PLUMBING

DENGAN LAJU ALIRAN KURVA (1) UNTUK SISTEM YANG SEBAGIAN BESAR DENGAN TANGKI GELONTOR


PLAMBING

Dengan dilihat pada gambar (2.34) (b) kurva (1), diperoleh pemakaian air secara serentak pada 28 lantai ini kira-kira sebesar 150 liter/menit. Karena alat plambing pada setiap lantai sama, maka jumlah unit beban alat plambing seluruh gedung dapat diketahui dengan persamaan (2.8) adalah :

QS = 28 x 36 = 1008

Keterangan :

QS : hasil dari jumlah unit beban alat

plambing seluruh gedung

n: 28 lantai

h: 36 jumlah perhitungan unit beban

alat plambing

GAMBAR HUBUNGAN ANTARA UNIT BEBAN ALAT PLUMBING

DENGAN LAJU ALIRAN KURVA (2) UNTUK SISTEM YANG SEBAGIAN BESAR DENGAN KATUP GELONTOR


PLAMBING

Dan dari kurva tersebut pada gambar (2.34) (a) kurva (1), maka diperoleh perkiraan pemakaian air serentak sebesar 680 liter/menit. Ini adalah pemakaian air puncak untuk gedung secara keseluruhan.

Analisa Perhitungan Perencanaan Pipa

Air Bersih

Mengetahui Dimensi Pipa Air Bersih dariGround Water Tank ke Roof Tank

Penentuan ini diperlukan untuk menentukan ukuran pipa yang digunakan pada gedung ini, dan untuk mengetahui dimensi pipa air bersih dengan menentukan debit pengaliran. Berikut adalah perhitungan penentuan dimensi pipa air bersih dari ground water tank menuju ke roof tank.

Mengetahui Dimensi Pipa Air Bersih dari GroundWater Tank ke Roof Tank

Dimana data yang di dapatkan:

Kecepatan rata-rata aliran air (v) asumsi adalah 2 m/detik

Volume roof tank (Vrt) = 60 m³

Waktu pemompaan = 30 menit = 1800detik

Volume ground water tank (Vgwt) = 900 m³

MENGETAHUI DIMENSI PIPA AIR BERSIH DARI GROUND

WATER TANK KE ROOF TANK

Perhitungan ini yaitu untuk mengetahui debit pengaliran yang di rencanakan dari ground water tank dan roof tank dengan menggunakan persamaan 2.9, sebagai berikut :

MENGETAHUI DIMENSI PIPA AIR BERSIH DARI GROUND

WATER TANK KE ROOF TANK

Dan untuk menentukan dimensi pipa air bersih dari ground water tank ke roof tank, dengan menggunakan persamaan 2.10 sebagai berikut :

Diameter yang tersedia di pasaran adalah 100 mm, maka dimensi pipa air bersih dari ground water tank ke roof water tank adalah 84,8 mm atau 4 inch.

Mengetahui Debit Pipa Dinas (Pipa Air Bersih)

Pipadinasini adalah perencanaandari instalasipipa air bersih dari PDAM ke dalam gedung inidan harus mempunyai ukuran yang cukup agar dapat mengalirkan air sesuai dengan kebutuhan jam puncakdan mencari nilai kelebihan laju aliranya denganmenggunakanpersamaan2.11 dapat diketahui sebagai berikut :

Dengan data yang di dapatkan adalah :

Data dapat diperoleh Q1 = 75,6 + 6,75 m³/jam = 82.35m³/jam

Q = 6,75 m³/jam (diperoleh dari kelebihan kapasitas aliran), ini untuk mengantisipasi adanya kerugian atau penurunan kinerja pompa

Dari hasil pemakaian air bersih per jam Qh = 75,6 m³/jam

MENGETAHUI DEBIT PIPA DINAS (PIPA AIR BERSIH)

Perhitungan laju aliran :Q = 82,35 – 75,6 m³/jam

= 6,75m³/jam

Jadi, hasil dari laju aliran debit pipa dinas gedung ini adalah 6,75 m³/jam.

Jadi laju aliran ditambah Q : Q dititik A-B : = (Q1) + 6,75 m³/jam

= 75.6 + 6,75 m³/jam

= 82,35 m³/jam = 1372,5 liter/menit

Untuk Mengetahui Head Kerugian GesekDalam Pipa

Perhitungan ini untuk mengetahui besarnya head kerugian gesek dalam pipa dan menentukan laju kecepatan aliran dengan menggunakan persamaan bilangan Reynolds 2.12, rumus Hazen-Williams 2.13, dengan persamaan 2.14, dan persamaan 2.15 untuk mencari nilai dari kecepatan rata-rata aliran dalam pipa.

Dengan data yang di dapatkan adalah :

v air (viskositas kinematik) = ft2/s

= m²/s

Diameter pipa dinas yang digunakan adalah

3” = 80 mm = 0,08 m

Panjang (L) pipa PVC = 130 m

UNTUK MENGETAHUI HEAD KERUGIAN GESEK DALAM PIPA

Sebelum mencari bilangan Reynolds, kita harus mengetahuinilai dari kecepatan rata-rata aliran

di dalam pipa, denganmenggunakan persamaan 2.14 sebagai

berikut :

Keterangan : A : panjang aliran pipa lurus (m²) D : 0,08 m


Dengan persamaan 2.15 untk mencari nilai kecepatan rata-rata di dalam pipa, sebagai berikut :

Keterangan : v : kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa (m/s) Q : 6,75 m³/jam A : 0,05024 m²

UNTUK MENGETAHUI HEAD KERUGIAN GESEK

DALAM PIPA

Perhitungan bilangan Reynolds, seperti di bawah ini :

Setelah kita mengetahui hasil dari bilangan Reynolds ini, maka hasil aliran ini bersifat “turbulen”.


Maka kita dapat mengetahui head kerugian gesek dari pipa lurus, dengan persamaan 2.13 Hazen- Williams di bawah ini :

Keterangan : hf : kerugian head (m) Q : 6,75 m³/jam C : 130 (lihat pada tabel 2.13) L : 130 m D : 0,08 m

Untuk Mengetahui Kerugian Tekanan

Data yang diperoleh :•Q = 109,5 liter/menit = 1,825 liter/detik•D = 0,08 m = 3 inch•C = 130 (dari tabel 2.35)•L = 130 m

UNTUK MENGETAHUI KERUGIAN TEKANAN

Dan untuk mendapatkan besarnya kolom air dari pipa air bersih menggunakan persamaan

2.17, seperti berikut :

Data yang diperoleh : Q = 1372,5 liter/menit L = 130 m ∆p dititik A-B ∆p = 1 mm kolom air/meter x L = 1 x 130 = 130 mm kolom air/meter

= (0,13 mka x 0,1)bar = 0,013 bar

Untuk Mengetahui Head Total Pompa

Data yang diperoleh : Hd = 120 m Hreq = 10 m Hf = 182,76 m

Hs = 120 + 10 + 182,76 = 312,76 m

UNTUK MENGETAHUI HEAD TOTAL POMPA

Dan untuk mengetahui head total pompa untuk mengalirkan jumlah air bersih yang sesuai dirancang adalah :

Data yang diperoleh : Hs = 312,76 m ∆hp = 0 Hf = 182,76 m = head kecepatan keluar

PEMILIHAN POMPA

Pompa Untuk Reservoir

Jumlah pemakaian air bersih pada gedung iniadalah :

Qh = (604,8) / 8 = 75,6 m³/jam Kebutuhan air bersih pada gedung ini

adalah 1260 liter/menit. Kapasitas pompa yang digunakan adalah

55 m³/jam, sehingga membutuhkan 2 pompa air bersih yang sama, jadi kapasitas pompa adalah :

= 55 + 55 = 110 m³/jam

= 1833,33 l/menit

POMPA RESERVOIR

Kapasitas pompa disengaja oleh perancang dibuat lebih besar dari kapasitas kebutuhan. Pompa dibeli dengan pilihan sesuai kapasitas air bersih yang dibutuhkan.

Spesifikasi pompa, yaitu : 3 phase 380 volt 50 Hz Seri pompa : Sp 55.10 Q : 55 m³/jam Total head : 718,77 m Pipa : 4” Motor : Ms 7000 Kw : 11,2

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan dan analisis perhitungan kebutuhan air bersih dalam perencanaan sistem plambing, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

Di dalam perencanaan sistem plambing, diperlukan adanya suatu prosedur perencanaan, undang-undang, peraturan, dan standar. Dimana pembahasan prosedur perencanaan ini meliputi rancangan konsep, penilitian lapangan, rencana dasar, rancangan pendahuluan, dan rancangan pelaksanaan dari sistem plambing.

Perancangan sistem penyediaan air bersih pada gedung ini menjelaskan tentang kualitas air dan pencegahan pencemaran air.

KESIMPULAN

Pada perancangan sistem penyediaan air bersih ini ditunjukkan standar kualitas air bersih dan air minum berbagai negara, standar air bersih dan air minum di Indonesia, dan kadar sisa klor dalam air keluar keran.

Sumber air bersih pada sistem penyediaan air bersih dalam gedung ini adalah air dari PDAM dan Deep Well.

Peralatan dan perlengkapan (equipment) yang digunakan pada sistem penyediaan air bersih ialah pompa air bersih, sand filter, carbon filter, pompa booster, tangki air bawah (GWT), tangki air atas (RWT), dan proses pengambilan air bersih dengan cara Deep Well.

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian dan pembahasan dalam gedung ini, kebutuhan penyediaan air bersih dapat diketahui dengan perhitungan, dimana pemakaian air bersih menurut berbagai literature, menurut penggunaannya, pemakaian air rata-rata per orang setiap hari, dan pemakaian air tiap alat plambing, laju aliran airnya, dan ukuran pipa cabang air.

Perkiraan jumlah penghuni pada gedung ini adalah5040 orang, perkiraan ini didapatkan dari hasilperhitungan luas bangunan gedung ini.

Jumlah kebutuhan air bersih pada gedung ini adalah504 m³/hari.

Jumlah unit beban alat plambingseluruh gedung ini adalah 1008

KESIMPULAN

Jumlah pemakaian air puncak untuk gedung secarakeseluruhan adalah

680 liter/menit.

Mengetahui dimensi tank ke roof tank

pipa air bersih dari ground water

adalah 4 inch, hasil itu di dapatkan dari debit pengaliran.

Mengetahui debit pipa dinas (pipa air bersih) dengan perhitungan laju aliran sebesar 6,75 m³/jam.

Mengetahui bilangan Reynolds dari kecepatan rata-rata

laju aliran adalah bersifat turbulen, karena Re =94284210,53

Head kerugian gesek dalam pipa lurus diketahui sebesar

182,76 m

KESIMPULAN

Kerugian tekanan dalam pipa air bersih sebesar5578,10 m

Besarnya kolom air dalam pipa adalah 0,013 bar Hasilnya head statis total sebesar 312,76 m Head total pompa pada gedung ini adalah 718,77 m Kapasitas pompa yang digunakan adalah 55 m³/jam

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

Documents

Perhitungan Kebutuhan Air