Sprinkler System

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

LANDASAN TEORI

2.6 Perencanaan Instalasi Fire Protection System

2.6.1 Sprinkler System

Sistem pemercik air (Sprinkler System) adalah suatu jaringan instalasi pemipaan yang dapat memancarkan air bertekanan tertentu secara otomatis

berdasarkan sensor panas, ke segala arah dalam suatu ruangan. Macam macam sprinkler antara lain :

1. Sprinkler sistem Basah (Wet Type System)

Pada sistem ini seluruh jaringan sprinkler (baik dibawah maupun diatas katup kendali / control valve) berisi air bertekanan tertentu dan dihubungkan dengan persediaan air, sehingga memungkinkan sistem sprinkler tersebut dapat bekerja pada saat kepala sprinkler pecah langsung memancarkan air.

Sistem sprinkler ini, pada katup kendalinya biasanya dilengkapi dengan peralatan tabung penghambat (retard chamber). Fungsi dari peralatan ini adalah untuk menghindari aktifnya alarm gong akibat terjadinya kelebihan air sesaat yang dikirim melalui katup kendali

Cara kerja :

Dengan pecahnya kepala sprinkler karena menerima rangsangan panas sesuai dengan tingkat suhunya, air akan memancar keluar. Air yang memancar dari kepala sprinkler mengakibatkan tekanan dalam jaringan instalasi akan turun sampai titik tertentu. Turunnya tekanan akan mengakibatkan pressure switch menggerakkan pompa sehingga pompa bekerja. Setelah pompa bekerja, menekan air melalui jaringan menuju titik titik sprinkler termasuk mengaktifkan alarm gong.

2. Sprinkler Sistem kering (Dry Pipe System)

Sprinkler sistem kering adalah suatu jaringan sprinkler dimana selain menggunakan katup kendali, juga dilengkapi dengan katup pipa kering (dry pipe valve). Dari titik dry pipe valve sampai ke titik titik sprinkler tidak berisi air, tetapi berisi udara yang bertekanan, sedangkan dari dry pipe valve sampai ke pompa berisi air bertekanan.

Sistem ini biasanya digunakan pada daerah yang mengalami musim dingin seperti di Eropa dan Amerika.

Cara kerja :

Serupa dengan cara kerja sistem basah, namun pada saat kepala sprinkler pecah, tidak langsung keluar pancaran air, melainkan didahului dengan keluarnya udara yang bertekanan. Pada saat tekanan pada jaringan turun, dry pipe valve akan terbuka dan air mengalir ke titik titik sprinkler seraya mengaktifkan pompa kebakaran dan alarm gong.

Macam macam kepala sprinkler berdasarkan kepekaan suhu dapat dilihat pada table dibawah ini :

Tabel 2.2 Macam Kepala Sprinkler berdasarkan Kepekaan Terhadap Suhu No ^{Warna Cairan dalam tabung}

gelas Tingkat suhu (^oC) 1 Jingga 57 2 Merah 68 3 Kuning 79 4 Hijau 93 5 Biru 141 6 Ungu 182 7 Hitam 204 / 260

Berdasarkan arah pancarannya, kepala sprinkler dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) yaitu :

1. Kepala sprinkler dengan arah pancaran ke atas (upright) 2. Kepala sprinkler dengan arah pancaran ke bawah (pendent) 3. Kepala sprinkler dengan arah pancaran ke samping (sidewall)

Gambar 2.18 Kepala sprinkler dengan arah pancaran ke atas (upright)

Gambar 2.19 Kepala sprinkler dengan arah pancaran ke bawah (pendent)

Gambar 2.20 Kepala sprinkler dengan arah pancaran ke samping (sidewall)

Untuk penempatan kepala sprinkler, terdapat 2(dua) jenis system pengaturan yaitu 1. Metode ½ S dan ½ D

Gambar 2.21 Metode ½ S dan ½ D

Gambar 2.22 Metode ¼ S dan ½ D

S = Jarak antara dua kepala sprinkler D = Jarak antara dua jalur pipa

S x D untuk bahaya kebakaran ringan = 12 ~ 21 m² S x D untuk bahaya kebakaran sedang = 9 ~ 12 m² S x D untuk bahaya kebakaran berat = ≤ 9 m²

Disamping dua jenis penempatan tersebut, terdapat pula beberapa metoda penempatan untuk kepala sprinkler yang disesuaikan dengan kondisi ruangan yang akan dipasang kepala sprinkler, seperti gambar berikut ini:

Gambar 2.23 (a)(b)(c)(d) Metode Distribusi untuk Sprinkler

Persyaratan teknis kapasitas aliran, tekanan, kepadatan pancaran dan daerah kerja maksimum, berdasarkan Kep. Men. Pekerjaan Umum No. 02/KPTS/1985 pasal 21dan keputusan Gubernur DKI Jakarta No. 1981 adalah sebagai berikut :

Tabel 2.3 Persyaratan Sistem Pemancar Air (Sprinkler) untuk Bahaya Kebakaran Ringan

minimum Rate pada Control Valve 0.003 m³/s

Minimum Debit Air 0.001 m³/s

Minimum Penyediaan 9 m³

Maksimum Tekanan 340800 N/m²

Minimum Tekanan 102040 N/m²

Maksimum jumlah sprinkler per katup pengontrol

500 buah

• Untuk bangunan tinggi, pada setiap lantai harus ada kontak aliran air (water flow switch) dan saluran pembuangan air (drainage) serta keran pengatur.

• Persediaan kepala sprinkler sebagai cadangan adalah minimal 6 buah perlantai

Hydrant System

Hydrant kebakaran (Fire Hydrant) adalah suatu sistem jaringan pemipaan untuk menyalurkan air (tekanan tertentu) yang digunakan sebagai sarana pemadam kebakaran.

Berdasarkan tempat / lokasinya sistem hydrant kebakaran dapat dibagi menjadi 2 (dua) yakni :

1. Hydrant Gedung adalah hydrant yang terletak didalam bangunan, dan sistem peralatannya disediakan / dipasang oleh pihak pengelola gedung tersebut.

Berdasarkan penggunaannya, hydrant jenis ini diklasifikasikan kedalam 3 (tiga) kelompok yaitu :

• Hydrant Kelas I

Hydrant yang dilengkapi dengan selang berdiameter 2,5 inchi, penggunaannya diperuntukkan secara khusus bagi petugas Pemadam Kebakaran atau orang yang terlatih.

• Hydrant Kelas II

Hydrant yang dilengkapi dengan selang yang berdiameter 1,5 inchi, yang penggunaannya diperuntukkan bagi penghuni gedung atau para petugas yang belum terlatih.

• Hydrant Kelas III

Adalah hydrant yang dilengkapi dengan selang berdiameter gabungan antara hydrant kelas I dan kelas II.

2. Sistem Hydrant Halaman

Hydrant halaman adalah hydrant yang terletak di luar / lingkungan gedung, sedangkan instalasi dan peralatan serta sumber air disediakan oleh pemilik bangunan.

Persyaratan teknis hydrant gedung berdasarkan keputusan Menteri Pekerjaan Umum No. 02/KPTS/1985, Keputusan Gubernur DKI Jakarta dan ketentuan-ketentuan dari Dinas kebakaran DKI Jakarta dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.4. Persyaratan Teknis Hidrant Gedung untuk Bahaya Kebakaran Ringan

Minimum Diameter Selang 0,037 m (1 ½ “) Minimum Debit Air 0,006 m³ /s

Minimum Diameter Pipa Untuk bangunan rendah 40 mm Untuk bangunan tinggi 65 mm

Maksimum Tekanan 690800 N/m²

Minimum Tekanan 442840 N/m²

Minimum Pemakaian 30 menit

• Kotak hydrant harus dipasang dengan ketinggian 75 cm dari permukaan lantai,mudah dilihat dan dicapai serta kotaknya tidak boleh terkunci

• Panjang selang maksimal 30 meter (100 feet),harus tidak bocor dan tidak lapuk serta diatur sehingga tidak membelit jika ditarik (direntangkan).

• Pipa pemancar harus selalu terpasang pada slang.

• Pipa hydrant harus dicat merah, kotak hydrant tersebut harus diberi tulisan’’HYDRANT”dengan warna putih, tinggi tulisan minimal 10 cm dan penempatannya tidak terhalang oleh benda-benda lain.

• Pada bangunan tinggi yang memakai pipa tegak 6 inchi harus disediakan kopling pengeluaran (landing valve) yang berdiameter 2 ½ inchi dengan bentuk kopling yang sama dengan kopling yang digunakan oleh mobil Dinas Pemadam Kebakaran

Sedangkan untuk hydrant Halaman harus diletakkan sesuai dengan ketentuan sebagai berikut :

• Jarak antara masing masing hydrant Halaman maksimal 150 meter • Hydrant dipasang dengan ketinggian 50 cm dari permukaan tanah

• Hydrant Halaman harus dipasang 1 meter dari pagar halaman bangunan, mudah dilihat, mudah dicapai, tidak terhalang oleh benda benda lain dan dicat merah.

• Hydrant halaman harus mampu mengalirkan air 1.125 L/menit • Tekanan maksimum Hydrant Halaman adalah 810500 N/m2

dan tekanan Minimum Hydrant Halaman adalah 590020 N/m²

• Harus disediakan Sambungan Dinas Kebakaran (Fire Brigade Connection) yang berupa kopling kembar Siam (Siamese Connection) dengan jenis yang sama dengan kopling yang digunakan mobil Dinas Pemadam Kebakaran serta ditempatkan pada tempat yang mudah dicapai oleh unit mobil Dinas Kebakaran.

• Tidak ada kebocoran pada Katup pembuka • Pipa Hydrant tidak boleh ada Pengembunan

Siamese connection

Siamese Connection merupakan kopling masukan (inlet bercabang dua yang berfungsi untuk memasukkan air kedalam sistem instalasi apabila pompa kebakaran, mengalami kerusakan atau air didalam reservoir telah habis.

Siamese Connection biasanya terletak ditempat yang mudah dijangkau oleh mobil pemadam kebakaran, biasanya dipasang pada halaman muka, disamping atau dibelakang bangunan.

Rumus rumus yang Digunakan

1. Debit Air ( Kapasitas Aliran Air fluida ) Q = V . A

Dimana : Q = Kapasitas Aliran fluida (m³/s) V = Kecepatan Aliran (m/s) A = Luas penampang pipa (m²)

2. Head Kerugian Reducer

hc = g V C_c ¹ 2 1 ² 2 ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −

Dimana : hc = Head kerugian reducer (m) Cc = koefisien penyempitan untuk air V = kecepatan aliran (m/s)

g = Percepatan Gravitasi (m²/s) = 9.81 m²/s

3. Head kerugian Dalam jalur Pipa

he = g v K 2 . ²

Dimana : he = Head kerugian dalam jalur pipa (m) K = Faktor untuk sambungan dan belokan v = kecepatan aliran (m/s) g = Percepatan Gravitasi (m²/s) = 9.81 m²/s 4. Bilangan Reynolds Re = µ d v.

Dimana : Re = Bilangan Reynolds

d = Diameter dalam pipa (m) v = Kecepatan aliran fluida (m/s) µ = Viskositas kinematik air (m²/s)

5. Kerugian Gesek dalam Pipa (aliran bersifat turbulen) hf = g v D L f 2 . . 2

Dimana : hf = kerugian gesek dalam jalur pipa (m) f = Koefisien gesekan dalam pipa distribusi L = Panjang total pipa (m)

D = Diameter dalam pipa (m)

g = Percepatan Gravitasi (m²/s) = 9.81 m²/s 6. Head Total Pompa

Hpompa = g v h h h_{a p} 2 2 1+ + ∆ +

Dimana : Hpompa = Head total pompa (m) ha = Head Statis total (m)

∆hp = Head Perbedaan tekanan ( m) hl = Head Loses (m) 7. Head Tekanan g P P h_p . 1 2 ρ − = ∆

Dimana: hp = Head Tekanan (m) p = Tekanan (N/m²) ρ = Rapat massa (kg/m³)

g = Percepatan Gravitasi (m²/s) = 9.81 m²/s 8. Head Kecepatan hv = g v v 2 2 1 2 2 −

Dimana : hv = Head kecepatan (m) v = kecepatan aliran (m/s)

g = Percepatan Gravitasi (m²/s) = 9.81 m²/s 9. Head Statis

ha = Z2 – Z1

Dimana : ha = Head Statis Normal (m) Z1 = Tinggi permukaan air (m)

Z2 = Tinggi dari dasar GWR sampai lantai yang dihitung headnya (m)

10 . Head Losses Discharge dan Head Losses Suction h_ld = h_f + h_c + h_e

hls = hf + he

Dimana : hld = Head Loses Discharge (m) hf = Kerugian gesek dalam pipa (m) hc = Head kerugian reducer (m)

he = Head kerugian dalam jalur pipa (m)

hls = Head loses suction (m) 11. Head Loses

hloses = hld + hls

Dimana : hl = Head Loses (m)

hld = Head Loses Discharge (m) hls = Head loses suction (m)

12. Putaran Spesifik Pompa ns = _3/4 H Q n

Dimana : n s = Putaran spesifik Pompa (rpm) n = Putaran Pompa (rpm)

Q = Kapasitas pompa (m³/s) H = Head total pompa (m) 13. Persamaan Energi g p ρ^{1 +} g v 2 2 1 + Z1 + H pompa = g p ρ^{2 +} g v 2 2 2 + Z2 + H loses Dimana : g p

ρ^{1 = Head tekanan pada sisi isap (m)}

g v 2

2

1 = Head kecepatan pad sisi isap (m)

Z1 = Tinggi permukaan air (m) Hpompa = Head pompa (m)

g p

ρ^{2 = Head tekanan pada sisi tekan (m)}

g v 2

2

2 = Head kecepatan pada sisi tekan (m)

Z2 = Tinggi dari dasar GWR sampai lantai yang dihitung head (m)

14. Daya Pompa Pp = p Q H g η ρ. . . Dengan : η_p = p P Ph

Dimana : Pp = Daya pompa (Watt) Ph = Daya Hidrolik (Watt)

p

η = Efisiensi pompa

H = Head Total Pompa (m)

ρ

= Rapat massa (kg/m³) Q = Kapasitas pompa (m³/s)

g = Percepatan Gravitasi (m²/s) = 9.81 m²/s

Pengujian Pipa Pencegahan dan Penanggulangan Kebakaran

Pengujian yang dilakukan pada instalasi pipa pencegahan dan penanggulangan kebakaran antara lain adalah :

1. Pengujian Tekanan

Pada pengujian tekanan ini perlu diketahui apakah pengujian akan sampai ke semua bagian dari sistem instalasi pipa pencegahan dan penanggulangan kebakaran tersebut. Pelaksanaannya, yaitu dengan cara : menjalankan pompa untuk menghantarkan tekanan ke semua pipa cabang dan membuka katup. Pengujian dilakukan dengan tekanan Hidrostatik 20 kg/cm³ selama 4 jam terus menerus tanpa penurunan tekanan pada tiap tiap cabang pipa.

2. Pengujian Tangki

Setelah selesai dibangun, tangki harus dibersihkan secara baik kemudian diisi dengan air untuk memeriksa adanya kebocoran. Selama pengujian tangki harus tidak menunjukkan gejala kebocoran sekurang kurangnya 24 jam.

3. Pengujian Aliran

Pada pengujian ini, aliran air harus benar benar lancar sehingga debit aliran masuk mendekati sama dengan debit aliran keluar.

4. Pengujian Sprinkler System

Pengujian ini dilakukan hanya pada beberapa kepala sprinkler, sehingga pada suhu tertentu tabung kaca kepala sprinkler akan pecah dan katup akan terbuka sehingga air akan terpancar keluar melalui lubang lubang kepala sprinkler.

5. Pengujian Pompa

Pada pengujian ini, pompa yang digunakan pada gedung dinyalakan. Diharapkan pompa tersebut harus dapat bekerja secara otomatis dan manual, dapat menyalurkan air sesuai dengan kebutuhan, dapat berfungsi dengan sumber daya PLN maupun darurat.

Pemeliharaan Pipa Pencegahan dan Penanggulangan Kebakaran

Aspek pemeliharaan suatu instalasi tidak dapat dipisahkan dari perancangan maupun pemasangan, terlebih pada instalasi pipa pemadam kebakaran ini, karena sistem ini merupakan suatu sistem yang sangat penting yang harus dimiliki suatu bangunan tinggi dan jika pemeliharaannya kurang memadai, maka instalasi tersebut tidak dapat diandalkan.

Umumnya masalah pemeliharaan instalasi pipa pencegahan dan penanggulangan kebakaran kurang mendapat perhatian bahkan pada bangunan tinggi yang telah dirancang dan dibangun dengan penampilan baik sekalipun. Oleh karena itu mutu suatu bangunan tinggi sebenarnya tidak dapat dinilai baik jika perancangan dan pemeliharaannya tidak merupakan “Tiga Serangkai” yang nyata dan sesuai dengan peraturan yang berlaku.