PERANCANGAN ULANG SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA BANGUNAN GEDUNG TWIN BUILDING UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

(1)

(2)

PERANCANGAN ULANG SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA BANGUNAN GEDUNG TWIN BUILDING_UNIVERSITAS

MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Mencapai Gelar Sarjana Strata-1 Pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun Oleh : NUH ISKANDAR

20120130174

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

(3)

(4)

KATA PENGANTAR

Alhamdulilaahi Rabbil ’Alamin, puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT., yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya. Sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan yang diharapkan. Skripsi ini sengaja dilaksanakan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Saya menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Sukamta, S.T., M.T dan Tito Hadji Agung Santoso, S.T., M.T.selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini. 2. Kedua Orang tua saya, Bapak Tofikin Ibu Toyibah dan Kakak saya

(Razali, Ratiman, Yuslinda, Roisatul wahidah, dan Siti Tohiroh) yang telah memberikan bantuan dukungan moral dan doa.

3. Hamid Annashir Baldaini yang selalu mendo’akan saya.

4. Para Dosen dan staft tata usaha di fakultas Teknik Mesin yang telah memberikan pengajaran dan bimbingan kepada saya.

5. Bapak Jono selaku pembimbing lapangan, Bapak Feriza selaku Manager proyek, dan tim swa kelola Twin Building yang telah bersedia memberikan bantuan dan kerjasamanya untuk menyelesaikan skripsi ini. 6. Teman-teman Teknik Mesin 2012 terutama yang telah banyak membantu

(5)

7. Serta kepada seluruh pihak yang telah memberikan bantuan baik tulisan, ucapan, bimbingan, arahan dan lain-lainnya yang tidak dapat penyusun sebutkan namanya satu-persatu.

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penyusun mengharapkan kepada pembaca untuk memberikan kritik dan saran yang membangun untuk penyusun skripsi.

Penyusun menghaturkan permohonan maaf atas segala kekurangan penyusun, semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi orang yang membacanya.

Yogyakarta, 11 Oktober 2016

(6)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... ...i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ... iii

INTISARI ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ... ....xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 2

1.3. Batasan Masalah... 2

1.4. Tujuan Perancangan ... 3

1.5. Manfaat Perancangan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 4

2.1. Tinjauan Pustaka ... 4

2.2. Landasan Teori ... 6

2.2.1. Prosedur Perencaan ... 6

2.2.2. Sistem Dasar Penyediaan Air Bersih ... 7

2.2.3. Sistem Penyediaan Air Bersih ... 12

2.2.4. Perancangan Sistem Pipa Air Bersih ... 17

2.2.5. Peralatan Penyediaan Air Bersih ... 19

2.2.6. Rumus perhitungan dalam plambing ... 21

(7)

BAB III METODE PERANCANGAN ... 29

3.1. Metode Perancangan ... 29

3.2. Diagram Alir Proses Perancangan Penyediaan Air Bersih ... 30

3.3. Menentukan kebutuhan air bersih dalam gedung... 32

3.4. Jumlah alat plambing dan jenis alat plambing ... 32

3.5. Pemilihan diameter pipa. ... 33

3.6. Menentukan pompa ... 33

3.6. Menentukan reservoir ... 33

BAB IV PEMBAHASAN DAN PERHITUNGAN ... 34

4.1. Perhitungan Reservoir ... 34

4.1.1. Kebutuhan air bersih keseluruhan ... 34

4.2. Menentukan Diameter Pipa ... 37

4.3. Kapasitas Pompa ... 57

4.3.1. Head Kerugian Pada Pompa Sumur Dangkal ... 61

4.3.3. Menentukan Pompo Sumur Dangkal ... 65

4.3.4. Pemilihan Pompa Suplai Tangki Atas Gedung E 7 ... 66

4.3.5. Head Kerugian Gesek Pada Pipa Hisap ... 67

4.3.6. Head Kerugian Gesek Pada Pipa Tekan ... 68

4.3.7. Menentukan Pompa Suplai Tangki Atas Gedung E 7 ... 72

4.3.8. Pemilihan Pompa Suplai Tangki Atas Gedung E 6 ... 74

4.3.9. Head Kerugian Gesek Pada Pipa Hisap ... 74

4.3.11. Menentukan Pompa Suplai Tangki Atas Gedung E 6 ... 80

4.3.8. Pemilihan Pompa Suplai Lantai 3,4, dan 5 Di Gedung E 7 ... 81

4.3.9. Head kerugian pada Pompa Suplai ... 81

4.3.12. Menentukan Pompo Suplai Lantai 3,4, dan 5 Di Gedung E 7 ... 88

4.4. Menentukan Kapasitas Tangki ... 89

4.4.1. Bahan Tangki Air... 91

4.4.2. pemasangan Tangki Air Bawah ... 91

(8)

BAB V KESIMPULAN ... 93 5.1. Kesimpulan ... 93 5.2. Saran ... 96 DAFTRA PUSTAKA ... LAMPIRAN ...

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh terjadinya aliran balik (Noerbambang dan Morimura, 1991).10 Gambar 2.2 Pukulan air di dalam pipa (Sudarmadji, 2012). ... 11 Gambar 2.3 Peredam pukulan air (Noerbambang dan Morimura, 1991). ... 12 Gambar 2.4 Sistem Sambungan Langsung (Noerbambang dan Morimura, 1991).13 Gambar 2.5 sistem Dengan Tangki Atap (Noerbambang dan Morimura, 1991)...14 Gambar 2.6 Sistem Dengan Tangki Tekan (Noerbambang dan Morimura, 1991).16 Gambar 2.7 Contoh sistem Distribusi atas ... 17 Gambar 2.8 Contoh sistem distribusi bawah... 17 Gambar 2.9 Berbagai Bentuk Ujung Masuk Pipa (Sularso, 2000). ... 23 Gambar 2.10 Koefisien Kerugian Mulut Lonceng Atau Corong Pada Pipa Isap

(9)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Koefisien kerugian bagian pipa dengan pengecilan penampang secara

tiba-tiba (Tahara H., Sularso, 2000). ... 24

Tabel 2.2 Koefisien Kerugian Pada Orifis Dalam Pipa.(Sularso.2000). ... 25

Tabel 2.3 Koefisien Kerugian Dari Berbagai Katup (Sularso, 2000) ... 27

Tabel 2.4. Ukuran Minimum Pipa Penyediaan Air Alat Plambing... 28

Tabel 2.5. Nilai½ Dari Berbagai Ukuran Pipa Dengan Kerugian Tekanan Aliran Yang Sama (Babbitt, H.E., 1960)... 28

Tabel 4.1 pemakaian air dingin minimum sesuai penggunaan gedung ... 35

Tabel 4.2 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai Dasar Toilet 1 Khusus pria ... 45

Tabel 4.3 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai Dasar Toilet 2 Khusus Wanita ... 46

Tabel 4.4 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai Dasar Toilet 3 Khusus Wanita ... 46

Tabel 4.5 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai Dasar Toilet 4 Khusus Pria ... 47

Tabel 4.6 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 1 Toilet 5 Khusus Pria ... 47

Tabel 4.7 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 1 Toilet 6 Khusus Wanita ... 48

Tabel 4.8 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 1 Toilet 7 Khusus Wanita ... 48

(10)

Tabel 4.10 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 2 Toilet 9 Khusus Pria ... 49 Tabel 4.11 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 2 Toilet 10

Khusus Wanita ... 50 Tabel 4.12 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 2 Toilet 11

Khusus Pria ... 51 Tabel 4.14 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 3 Toilet 13

Khuus Wanita ... 54 Tabel 4.21 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 4 Toilet 20

(11)

Tabel 4.25 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 5 Toilet 24

Khusus Pria ... 57

Tabel 4.26 Faktor kecepatan untuk berbagai jenis pipa ... 58

Tabel 4.27 ketebalan Dinding (untuk Alat Penyambung dan Pipa) (Raswari, 1987) ... 59

Tabel 4.28 Sifat-sifat fisik air (air dibawah I atm, dan air jenuh di atas 100°) ... 60

Table 4.29 Koefisien kerugian belokan pipa(Tahara dan Sularso, 2000). ... 63

Tabel 4.30 Pemilihan tipe pompa sumur dangkal(Grundfos Pump, 2013). ... 66

Tabel 2.31 Koefisien kerugian bagian pipa dengan pengecilan penampang secara tiba-tiba (Tahara H., Sularso, 2000). ... 69

Tabel 4.32 Pemilihan tipe pompa suplai (Grundfos JP Basic, 2016). ... 73

Tabel 4.32 Pemilihan tipe pompa suplai (Grundfos JP Basic, 2016). ... 80

Tabel 4.34 Pemilihan tipe pompa suplai (Grundfos CR, 2016). ... 88

Tabel 5.1 Perbandingan spesifikasi pompa sumur dangkal dari perhitungan dengan dilapangan ... 95

Tabel 5.2 Perbandingan spesifikasi pompa suplai lantai 3,4, dan 5 pada geung E 6 dan E 7 dari hasil perhitungan dengan di lapangan ... 95

Tabel 5.2 Perbandingan spesifikasi pompa suplai tangki atas pada geung E 6 dan E 7 dari hasil perhitungan dengan di lapangan ... 96

(12)

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

= Pemakaiaan air rata-rata (m³/jam) = Pemakaian air rata-rata sehari (m³)

T = Jangka waktu pemakaian (jam)

= Pemakaian air jam puncak

= Konstanta pemakaian air jam puncak

= Pemakaian air pada menit puncak

= Konstanta pemakaian air menit puncak = Volume tangki air (m³)

= Kapasitas pipa dinas (m³/jam)

= Cadangan air untuk pemadam kebakaran (m³)

= Kapasiata efektif tangka atas (m³)

= Kebutuhan puncak (liter/menit) = Kebutuhan jam puncak (liter/menit) = Kapasitas pompa pengisi (liter/menit)

= Jangka waktu kebutuhan puncak (menit) = Jangka waktu kerja pompa pengisi (menit)

= Bilangan Reynold

=Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa (m/s) D = Diameter dalam pipa (m)

 = Viskositas kinematika zat cair (m²/detik)

(13)

f = Koefisisen kerugian

v = kecepatan rata-rata dalam pipa g = gravitasi (9,81)

R = Jari-jari lengkung sumbu belokan = Sudut belokan (deajat)

D1 = Diameter pipa besar D2 = Diameter pipa kecil

1

v _{= Kecepatan aliran pipa besar ( m/s )}

2

v _{= Kecepatan aliran pipa kecil ( m/s )} v = kecepatan rata-rata penampang pipa

= Kerugian head katup (m)

= Koefisisen tahanan H = Head total pompa (m)

= Head statis pompa (m) = perbedaan head tekanan (m)

= kerugian head di pipa (m) =Kerugian head (m)

Q = Laju aliran (m³/s) C = Koefisien gesek pipa D =Diameter pipa (m) L = Panjang pipa (m)

(14)

(15)

(16)

iv PERANCANGAN ULANG SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA

BANGUNAN GEDUNG TWIN BUILDING_UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

Nuh Iskandar

Email : Nuh.iskandar@yahoo.co.id

Program studi S1 Teknik Mesin, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Daerah Istimewah Yogyakarta 55138

INTISARI

Plambing adalah salah satu bentuk dari sistem pelayanan dan keamanan pada suatu dengung. Perencanaan dan perancangan pada sistem plambing memerlukan koordinasi dengan yang lainnya demi kelancaran dan ketepatan dalam melakukan pemasangan suatu instalasi pada bangunan gedung. Perancangan sistem instalasi plambing penyediaan air bersih yang dilakukan di gedung Twin Building Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Dalam Perancangan ini menggunakan luas efektif lantai untuk mengetahui kebutuhan air bersih pada gedung dan bisa dilakukan perhitungan untuk menentukan jenis pompa dan untuk menghitung kapasitas reservoir.

Dari hasil perancangan di ketahui bahwa kebutuhan air bersih 116,33 liter/menit dapat di penuhi dengan menggunakan pompa sumur dangkal dengan

head 14 m dan daya 1,1 kW yang air terlebih dahulu di tampung oleh reservoir

bawah dan di teruskan ke tangki atas oleh pompa suplai dengan head 39 m dan daya 1,1 kW untuk gedung E 7 dan head 35 m dengan daya 1,6 kW untuk gedung E 6. Dan di suplaikan ke lantai 3,4, dan 5 menggunakan pompa dengan head 28 m dan daya 0,37 kW. Sedangkan lantai basement, lantai dasar, lantai 1, dan lantai 2 menggunakan kekuatan gravitasi bumi.

Kata kunci :Air bersih,pipa, pompa, reservoir.

(17)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan negara Indonesia dari awal merdeka sampai sekarang ini sangat meningkat pesat terlihat banyak bangunan gedung yang bertingkat seperti apartemen, perkantoran, hotel, dan sebagainya. Bangunan tinggi yang dibangun khususnya di Daerah Istimewa Yogyakarta semakin bertambah. Banyaknya hotel bintang yang berada di Daerah Istimewa Yogyakarta pada tahun 2015 yaitu jumlah total 85 hotel dan pada tahun 2016 yaitu jumlah total 88 hotel (Kristianto, 2016).

Keadaan ini akan berpengaruh terhadap kehidupan masyarakat Yogyakarta khususnya di Kabupaten Bantul. Maka bangunan seperti Kampus adalah sarana pendidikan yang sangat menunjang sebagai tempat terjadinya interaksi ilmu atau untuk proses belajar mengajar yang bisa dijadikan sebagai jembatan hidup yang lebih baik dan bisa dirasakan kenyamanan hidup bagi masyarakat.

Gedung Twin Building yang berada di kampus UMY adalah termasuk bangunan tinggi yang dibangun di daerah Kabupaten Bantul khususnya Desa Tamantirto, yang digunakan sebagai sarana pendukung bagi masyarakat untuk mendapatkan pendidikan yang lebih berkualitas dan sebagai jembatan hidup yang lebih baik, dalam pengoperasian bangunan gedung Twin Building

sangat membutuhkan sistem instalasi plambing dan faktor keamanannya. Perencanaan pada bangunan gedung Twin Building di kampus Universitas Muhammadiyah Yogyakarta merupakan hasil pemikiran yang telah dilakukan dengan pertimbangan-pertimbangan fungsi dan kelayakan bangunan dengan mengacu pedoman atau peraturan yang ada.

Bagian penting dalam pembangunan gedung yaitu termasuk sistem

plumbing untuk penyediaan air bersih dan pendistribusian ke seluruh lokasi yang membutuhkan air bersih pada gedung tersebut. Pada bangunan gedung

(18)

2 bersih merupakan faktor yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan segala kegiatan yang dilakukan oleh penghuni gedung dan untuk memenuhi kelayakan pada bangunan gedung Twin Building itu sendiri.

Karena pentingnya sistem plambing pada instalasi penyediaan air bersih pada bangunan gedung Twin Building, maka untuk perancangan sistem instalasi penyediaan air bersih perlu dilakukan dengan baik supaya pada waktu pengoperasian bangunan gedung Twin Building tidak menimbulkan masalah.

Maka dalam penyusunan tugas akhir ini, penyusun akan merancang ulang sistem intalasi air bersih pada Gedung Twin Building di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta yang berada Desa Kasihan, Kabupaten Bantul.

1.2. Rumusan Masalah

Pada perancangan sistem mekanikal bangunan gedung Twin Building di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta bagian penting untuk dilakukan yaitu sistem instalasi penyediaan air bersih dan pendistribusiannya. Pada bangunan yang akan atau sedang dibangun ini jumlah penghuninya tidak diketahui secara pasti hal ini dapat mempersulit untuk melakukan penyediaan air bersih dan pendistribusiannya.

1.3. Batasan Masalah

Dalam Tugas Akhir ini batasan masalah yang akan dibahas adalah “Perancangan Instalasi Air Bersih pada gedung Twin Building Berlantai tujuh di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta di Jl. Lingkar Selatan Tamantirto, Kasihan, Bantul, Derah Istimewa Yogyakarta”, yang meliputi:

1. Jumlah kebutuhan air bersih. 2. Kapasitas pompa.

3. Penentuan pompa sumur dangkal dan pompa suplai tangki atas. 4. Kapasitas tangki bawah dan atas.

(19)

3 Yang tidak dilakukan yaitu:

1. Menentukan bahan pipa, termasuk karakteristik secara lengkap. 2. Menghitung getaran yang terjadi pada gedung.

3. Melakukan pengujian pada pipa dan pompa.

1.4. Tujuan Perancangan

Tujuan perancangan dalam Tugas Akhir ini adalah di perolehnya: 1. Hasil perhitungan kebutuhan air bersih pada gedung Twin Building.

2. Spesifikasi pompa yang akan digunakan. 3. Hasil perhitungan reservoir bawah dan atas.

4. Membandingkan hasil perancangan ulang dengan hasil yang ada di lapangan.

1.5. Manfaat Perancangan

Manfaat yang didapat dari perancangan ini adalah sebagai berikut: 1. Sebagai bahan masukan bagi Program Studi Teknik Mesin dalam

pengembangan matakuliah pompa dan sistem perpipaan khususnya dalam bangunan gedung.

2. Sebagai pertimbangan bagi pihak perencana pembangunan gedung

Twin Building dalam perancangan sistem instalasi air bersih pada bangunan gedung Twin Building di UMY.

(20)

4 BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Plambing adalah seni dan teknologi pemipaan dan peralatan untuk menyediakan air bersih ke tempat yang dikehendaki baik dalam hal kualitas, kuantitas dan kontinuitas yang memenuhi syarat dan membuang air bekas (kotor) dari tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian penting lainnya untuk mencapai kondisi higienis dan kenyamanan yang diinginkan (Pramuditya, 2010).

Kesehatan merupakan salah satu aset manusia yang sangat berharga. Menjaga kesehatan dapat dimulai dengan menjaga kesehatan lingkungan, baik lingkungan kerja maupun lingkungan pemukimannya. Dalam hal ini, fasilitas dalam gedung harus direncanakan dengan baik termasuk fasilitas sanitasi, mengingat aspek-aspek lingkungan harus diperhatikan agar tercapai lingkungan yang sehat (Gumilar, 2011).

Air bawah permukaan merupakan cadangan air bersih dalam jangka panjang yang dapat digunakan sebagai salah satu alternatif untuk memenuhi kebutuhan air bersih oleh penduduk setempat. Banyaknya pembangunan mengakibatkan penyempitan atau berkurangnya daerah resapan air, sehingga persediaan air dalam tanah menjadi sedikit. Dengan demikian, ketika musim kemarau tiba kuantitas air permukaan menjadi berkurang bahkan di beberapa tempat terjadi kekeringan (Hartanto, 2011).

(21)

5 Sistem plambing merupakan bagian yang tidak dapat terpisahkan dalam pembangunan gedung. Oleh karena itu, perencanaan dan perancangan plambing harus dilakukan secara bersamaan dan sesuai dengan tahapan-tahapan perencanaan dan perancangan gedung itu sendiri dengan memperhatikan secara seksama hubungannya dengan bagian-bagian konstruksi gedung serta peralatan (Imam, 2014).

Untuk menghasilkan tekanan dan debit air yang optimal dibutuhkan perancangan instalasi yang baik. Untuk mengatasi keadaan ini, diperlukan pembangunan sistem distribusi air yang baik untuk menjamin ketersediaan air bersih bagi konsumen dengan merata dan evaluasi terhadap sistem penyediaan air bersih yang ada sekarang ini, terutama sistem jaringan pipa distribusinya. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kendala-kendala yang mungkin terjadi pada jaringan pipa distribusi sehingga hal tersebut menyebabkan ketidaklancaran pendistribusian air bersih pada tiap lantai. (Susilo, 2014).

Serangkaian kegiatan penyediaan air bersih perlu memperhatikan beberapa faktor diantaranya analisis kebutuhan air bersih (demand for water), layout instalasi penyediaan air bersih, dan beberapa faktor lain seperti sosial ekonomi lingkungan populasi yang akan dilayani (Wijarnako, 2015).

Pada sistim air bersih, penyediaan air harus dapat mencapai daerah distribusi dengan debit, tekanan dan kuantitas yang cukup dengan kualitas air sesuai standar/higienis. Oleh karena itu perencanaan penyediaan air bersih harus dapat memenuhi jumlah yang cukup, higienis, teknis yang optimal dan ekonomis (Artayana dan Atmaja, 2010).

(22)

6 Selain masalah tentang sumber air yang harus sesuai standar air bersih, masalah tekanan air pada pipa distribusi air bersih juga merupakan sesuatu yang sangat penting. Hal yang paling penting adalah debit air yang didistribusikan harus dapat memenuhi kebutuhan air pada gedung pada saat pemakaian normal ataupun pemakaian puncak (Wanggay, 2013).

2.2. Landasan Teori

2.2.1. Prosedur Perencanaan

Dalam merencanakan sistem plambing pada bangunan gedung untuk menyediakan air bersih, ada beberapa prosedur perencanaan yang dilakukan. Menurut Noerbambang dan Morimura (1991), dalam bukunya yang bejudul Perancangan Dan Pemeliharaan Sistem Plambing, prosedur perencangan sistem plambing meliputi:

a. Rancangan Konsep

Dalam menyiapkan rancangan konsep sistem plambing, hal-hal yang perlu diketahui yaitu:

1) Jenis dan penggunaan gedung 2) Denah bangunan

3) Jumlah penghuni b. Penelitian Lapangan

Dalam tahap rancangan konsep, penelitian lapangan sangat penting disamping hal-hal yang disebut di atas.

Penelitian lapangan yang kurang memadai ataupun tidak lengkap tidak hanya akan menimbulkan kesulitan pada tahap awal perancangan, tetapi bahkan dapat menyebabkan terhambatnya pelaksanaan pemasangan instalasi.

c. Rencana Dasar 1) Masalah Umum

(23)

7

 Pertemuan dengan pemilik gedung atau perancang gedung.

 Penyesuaian dengan persyaratan gedung maupun peralatan lainnya. 2) Pemlilihan Peralatan

Setelah menetapkan dasar-dasar perancangan, jenis sistem plambing dapat dipilih, data untuk perhitungan perancangan dapat disiapkan dan jenis-jenis peralatannya dipelajari.

d. Rancangan Pelaksanaan

Berdasarkan rencana yang telah dibuat, kapsaitas dan sistem perletakan peralatan plambing dipelajari lebih detail dengan menggunakan gambar-gambar pendahuluan denah bangunan.

Setelah rancangan pendahuluan diperiksa dan disetujui oleh pemilik gedung ataupun perancang gedung, perhitungan dan gambar-gambar dilaksanakan.

2.2.2. Sistem Dasar Penyediaan Air Bersih a. Kualitas Air

Dalam penyediaan air bersih yang digunakan untuk manusia, kualitas air yang dihasilkan harus memenuhi syarat kesehatan yang ditetapkan oleh pemerintah, supaya air yang disediakan bisa digunakan dengan aman atau tidak membahayakan bagi penggunanya. Ada beberapa kriteria yang harus diperhatikan dalam sistem penyediaan air bersih yaitu menurut Keputusan Menteri Pekerjaan Umum Nomor: 441/KPTS/1998 adalah sebagai besikut: a. Kebutuhan air bersih untuk perumahan berkisar antara 60-250 liter/orang/hari, sedangkan untuk kelas bangunan lainnya disesuaikan dengan standar kebutuhan air bersih yang berlaku di Indonesia.

(24)

8 c. Kualitas air bersih yang dialirkan ke alat plambing dan perlengkapan plambing harus memenuhi standar kualitas air minum yang dikeluarkan oleh instansi yang berwenang.

d. Sistem distribusi air harus direncanakan sehingga dengan kapasitas dan tekanan air yang minimal, alat plambing dapat bekerja dengan baik.

e. Apabila kapasitas dan atau tekanan sumber yang digunakan tidak memenuhi kapasitas dan tekanan minimal pada titik pengaturan keluar, maka harus dipasang sistemtanki persediaan air dan pompa yang direncanakan dan ditempatkan sehingga dapat memberikan kapasitas dan tekanan yang optimal.

f. Bangunan yang dilengkapi dengan sistem penyediaan air panas, dimana pipa pembawa air panas dari sumber air panas ke alat plambing cukup panjang, maka harus dilengkapi dengan pipa sirkulasi. Pipa pembawa air panas yang cukup panjang tersebut harus dilapisi dengan bahan isolasi.

g. Temperatur air panas yang keluardari alat plambing harus diatur, maksimum 60° C, kecuali untuk penggunaan khusus.

h. Bahan pipa yang digunakan dapat berupa PVC, PE (poli-etilena), besi lapis galvanis atau Tembaga, mampu menahan tekanan sekurang-kurangnya 2 kali tekanan kerja, tidak mengandung bahan beracun dan pemasangannya harus sesuai dengan petunjuk teknis bahan pipa yang bersangkutan.

i. Semua sistem pelayanan air bersih harus direncanakan, dipasang dan dipelihara sedemikian rupa sehingga tidak mudah rusak dan tidak terkontaminasi dari bahan yang dapat memperburuk kualitas air bersih. j. Diameter pipa sambungan pelanggan dari jaringan pipa distribusi kota

harus disesuaikan dengan kelas bangunan. b.Pecagahan Pencemaran Air

(25)

9 bahan tangki dan pipa, terhubungnya pipa air bersih dengan pipa lain, tercampurnya air minum dengan air dari jenis kualitas lain, aliran balik (back flow) air dari jenis kualitas lain ke dalam pipa air minum (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Adapun beberapa contoh pencemaran dan pencegahannya yaitu: 1)Larangan Hubungan Pintas

Yang dimaksud dengan hubungan pintas (cross connection), adalah hubungan fisik antara dua sistem pipa yang berbeda, satu sistem pipa untuk air minum dan sistem pipa lainnya berisi air yang tidak diketahui atau diragukan kualitasnya, dimana air akan dapat mengalir dari satu sistem ke sistem yang lainnya. Demikian pula sistem perpipaan air minum tidak boleh dihubungkan dengan sistem perpipaan lainnya. Sistem perpipaan air minum dan peralatannya tidak boleh terendam dalam air kotor atau bahan lain yang tercemar.

2)Pencegahan Aliran Balik

Aliran balik (back flow) adalah aliran air atau cairan lain, zat atau campuran, ke dalam sistem perpipaan air minum, yang berasal dari sumber lain yang bukan untuk air minum. Aliran balik tidak dapat dipisahkan dari hubungan pintas dan ini disebabkan oleh terjadinya efek shipon-balik (back siptanage). Dengan kata lain sistem perpipaan air minum yang dapat menimbulkan efek shipon-balik dapat juga disebut mempunyai hubungan pintas. Efek siphon-balik adalah terjadinya aliran masuk ke dalam pipa air minum dari air bekas, air tercemar, dari peralatan saniter atau tangki, disebabkan oleh timbulnya tekanan negative dalam pipa (Noerbambang dan Morimura, 1991). Ada beberapa peralatan yang dapat menimbulkan efek siphon-balik:

 Berbagai macam peralatan untuk menyimpan air (tangki air, ekspansi, menara pendingin, kolam renang, kolam lainnya).

(26)

10

 Beberapa peralatan khusus (perlatan dapur, kedokteran, mesin cuci, dsb).

Pencegahan aliran balik dapat dilakukan dengan menyediakan celah udara atau memasang penahan aliran balik.

 Celah Udara

Celah udara dalam suatu sistem penyediaan air adalah ruang bebas berisi udara bebas, antara bagian terendah dari lubang pipa atau keran yang akan mengisi air kedalam tangki atau peralatan plambing lainnya, dengan muka air meluap melaluai bibr tangki atau peralatan plambing tersebut.

 Pencegahan Aliran Balik

Bebeerapa perlatan tidak dapat diberikan celah udara oleh karena alasan penggunanya ataupun konstruksinya, kadang-kadang oleh alasan arsitektur. Dalam keadaan demikian, maka alat pencegah aliran balik perlu dipasang (Noerbambang dan Morimura (1991).

Gambar 2.1 Contoh terjadinya aliran balik (Noerbambang dan Morimura, 1991). 3) Pukulan Air dan Pencegahannya

a. Penyebab pukulan Air

(27)

11 semula. Gejala ini menimbulkan kenaikan tekanan yang sangat tajam sehingga menyerupai suatu pukulan" dan dinamakan gejala pukulan air (water hommer). Tekanan yang ditimbulkan dinamakan tekanan pukulan air (water hummer pressure). Pukulan mengakibatkan berbagai kesulitan seperti kerusakan pada peralatan plambing, getaran pada sistem pipa, patahnya pipa, kebocoran, dan suara berisik. Sehingga dapat mengurangi umur kerja peralatan dan sistem pipa (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Gambar 2.2 Pukulan air di dalam pipa (Sudarmadji, 2012). b. Mencegah Pukulan Air

Pukulan air cenderung terjadi dalam keadaan berikut ini:

(l) Tempat-tempat dimana katup ditutup atau dibuka mendadak. (2) Keadaan dimana tekanan air dalam pipa selalu tinggi.

(3) Keadaan dimana kecepatan air dalam pipa selalu tinggi.

(4) Keadaan dimana banyak jalur ke atas dan ke bawah dalam sistem pipa.

(5) Keadaan dimana banyak belokan dibanding jalur lurus. (6) Keadaan dimana temperatur air tinggi.

Pencegahan gejala pukulan air menyangkut tindakan untuk mengatasi keadaan-keadaan di atas, dan meliputi cara-cara berikut:

Menghindarkan tekanan kerja terlalu tinggi.

Menghindarkan kecepatan aliran yang terlalu tinggi.

(28)

12

Menggunakan dua katup bola pelampung pada tangki air. c. Rongga udara dan pecegah pukulan air

Memasang rongga udara atau alat pencegah pukululan air adalah cara yang paling banyak digunakan. Karena pukulan air terjadi oleh sifat

non kompresibel dari air, maka sebenarnya meredam tekanan yang timbul sudah cukup untuk menghilangkan akibatnya. Udara yang bersifat

kompresibel dan disediakan dalam suatu rongga akan mampu meredam tekanan ini (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Alat pencegah pukulan air meredam tekanan dengan komponen

elastis dari karet atau pegas dapat lihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Peredam pukulan air (Noerbambang dan Morimura, 1991).

2.2.3. Sistem Penyediaan Air Bersih

Pada waktu ini sistem penyediaan air bersih yang banyak digunakan dapat dikelompokkan sebagai berikut (Noerbambang dan Morimura, 1991):

1. Sistem sambungan langsung. 2. Sistem tangki atap.

3. Sistem tangki tekan.

(29)

13 l) Sistem Sambungan Langsung

Dalam sistem ini pipa distribusi dalam gedung disambung langsung dengan pipa utama penyediaan air bersih (misalnya: pipa utama di bawah jalan dari Perusahaan Air Minum). Sebagai contoh dapat dilihat pada garnbar 2.3 (sistem sambungan langsung). Karena terbatasnya tekanan dalam pipa utama dan dibatasinya ukuran pipa cabang dari pipa utama tersebut, maka sistem ini terutama dapat diterapkan pada perumahan dan gedung-gedung kecil dan rendah. Ukuran pipa cabang biasanya diatur atau diterapkan dalam perusahaan air minum. (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Gambar 2.4 Sistem Sambungan Langsung (Noerbambang dan Morimura, 1991).

2) Sistem Tangki Atap

(30)

14 a) Selama airnya dipergunakan perubahan tekanan yang terjadi pada alat

plambing tidak berarti.

b) Sistem pompa yang menaikkan air ketangki atap bekerja secara otomatis dengan cara sederhana sehingga kecil sekali timbulnya kesulitan, pompa biasanya dijalankan dan dimatikan oleh alat yang medeteksi muka air dalam tangki atap.

c) Perawatan tangki atap sangat sederhana dibandingkan dengan misalnya tangki tekan.

Pada setiap tangki bawah dan tangki atas harus dipasang alarm yang memberikan tanda suara untuk tangki rendah dan muka air penuh yang dihubungkan dengan pompa. Tanda suara ini biasanya terpasang pada ruang pengawas instalasi bangunan (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Gambar 2.5 Sistem Dengan Tangki Atap (Noerbambang dan Morimura, 1991). 3) Sistem Tangki Tekan

(31)

15 Pompa bekerja secara otomatis yang diatur oleh suatu detektor tekanan, yang menutup atau membuka sakelar motor listik pompa. Pompa akan berhenti bekerja bila tekanan sampai batas minimum yang telah ditetapkan pula (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Kelebihan-kelebihan tangki tekan antara lain:

a) Lebih menguntungkan dari segi estetika karena tidak perlu menyolok dibanding tangki atap.

b) Mudah perawatannya karena dapat dipasang dalam ruang mesin bersama pompa-pompa lainnya.

c) Harga awal lebih murah dibanding dengan tangki yang harus di Pasang di atas menara.

Kekurangannya tangki tekan antara lain adalah:

 Daerah fluktuasi tekanan 1,0 kg/cm² sangat besar jika dibandingkan dengan sistem tangki atap yang hampir tidak ada fluktuasi tekanannya.

Fluktuasi tekanan ini akan berpengaruh terhadap aliran air dan akan berdampak pada aliran alat plambing.

 Dengan berkurangnya tekanan udara dalam tangk tekan, maka dalam setiap beberapa hari sekali harus ditambah udara kempa dengan kompresor atau menguras seluruh air dari dalam tangki tekan.

 Sistem tangki tekan dapat dianggap sebagai suatu sistem pengaturan otomatik pompa penyediaan air saja dan bukan sistem penyimpanan air seperti tangki atap.

(32)

16 Gambar 2.6 Sistem Dengan Tangki Tekan (Noerbambang dan Morimura, 1991).

4). Sistem TanpaTangki

Pada sistem ini tidak dipergunakan tangki apapun, baik tangki bawah, tangki tekan, dan tangki atap. Air dipompakan langsung ke sistem distribusi bangunan dan pompa menghisap air langsung dari pipa utama (misalnya, pipa utama perusahaan air minum).

Ada dua macam pelaksanaan sistem ini, dikaitkan dengan kecepatan putaran pompa: konstan dan variabel (Noerbambang, Morimura, 1991).

1. Sitem kecepatan putaran konstan

Pada prinsip sistem ini merupakan sambungan paralel beberapa pompa identik yang bekerja pada kecepatan putaran konstan. Satu buah pompa selalu dalam keadaan bekerja, sedang pompa-pompa lainnya akan ikut bekerja yang diatur secara otomatis. Oleh suatu alat yang mendeteksi tekanan atau laju aliran air keluar dari sistem pompa ini.

2. Sitem kecepatan putaran variabel

(33)

17 Gambar 2.8 Contoh sistem Distribusi

ke bawah (Noerbambang, 1991) Gambar 2.7 Contoh sistem

Distribusi atas (Noerbambang,1991)

 Mengurangi kemungkinan pencemaran air, karena menghilangkan tangki bawah maupun tangki atas.

 Mengurangi kemungkinan terjadinya karat karena kontak antara air dengan udra relatif singkat.

 Kalau cara ini diterapkan pada gedung pencangkar langit maka akan mengurangi beban struktur bangunan.

 Untuk perumahan dapat menggantikan dengan menara air.

 Penyediaan air tergantung pada sumberdaya.

 Pemakaian lisrik lebih besar.

 Harga awal lebih tinggi karena pengaturannya. 2.2.4. Perancangan Sistem Pipa Air Bersih

a. Sistem Pipa

Pada dasarnya ada dua sistem pipa penyediaan air dalam gedung, yaitu sistem pengaliran ke atas dan sistem pengaliran ke bawah. Dalam sistem pengaliran ke atas, pipa utama dipasang dari tangki atas ke bawah sampai langit-langit lantai terbawah dari gedung, kemudian mendatar dan bercabang-cabang tegak ke atas untuk melayani lantai-lantai di atasnya. Dalam sistem pengaliran ke bawa, pipa utama dari tangki atas dipasang mendatar dalam langit-langit lantai teratas dari gedung, dan dari pipa mendatar ini dibuat cabang-cabang tegak ke bawah untuk melayani untuk melayani lantai-lantai di bawahnya (Noerbambang, Morimura, 1991).

(34)

18 Diantara kedua sistem tersebut di atas, agak sulit untuk dinyatakan sistem mana yang terbaik. Masing-masing sistem mempunyai kelebihan dan kekurangannya. Pemilihan lebih banyak ditentukan oleh ciri khas konstruksi atau penggunaan gedung, dan oleh selera atau preferensi perancangnya. Suatu sistem dimana digunakan pipa hantar dari pompa tangki air bawah ketangki atas terpisah dari pipa air utama melayani lantai-lantai gedung dinamakan sistem dua pipa atau sistem ganda kalau kedua fungsi tersebut di atas dilayani oleh satu pipa maka dinamakan sistem satu pipa atau sistem tunggal. Dalam sistem pipa ganda tekanan air pada peralatan plambing tidak banyak berubah karena hanya terpengaruh oleh tinggi rendahnya muka air dalam tangki atas. Sedangkan dalam sistem pipa tunggal, tekanan air pada peralatan plambing akan bertambah pada waktu pompa bekerja mengisi tangki. Dalam sistem ini ukuran pipa ditentukan berdasarkan pengaliran air dari tangki atas ke peralatan plambing dan bukan didasarkan pada waktu pengisian tangki dengan pompa (Noerbambang dan Morimura, 1991). Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan sistem pipa:

a) Sistem manapun yang dipilih, pipa harus dirancang dan dipasang sedemikian rupa sehingga udara maupun air kalau perlu dapat dibuang atau dikeluarkan dengan mudah.

b)Pipa mendatar pada sistem pengaliran ke atas sebaiknya dibuat agak miring ke atas (searah aliran), sedangkan pada sistem pengaliran ke bawah dibuat agak miring ke bawah.

c) Perpipaan yang tidak merata, melengkung ke atas atau melengkung ke bawah harus dihindarkan. Kalau akibat suatu hal tidak dapat dihindarkan (misalnya ada perombakan gedung) hendaknya dipasang katup pelepas udara.

(35)

19 b. Pemasangan Katup

katup merupakan peralatan yang digunakan untuk menutup aliran balik mencegah aliran balik atau mengontol aliran pada unit penyediaan air bersih. Jenis-jenis katup yang dipakai antara lain:

1) katup sorong (gate valve), yaitu katup yang digunakan untuk pengaturan aliran baik dengan membuka atau menutup katup sesuai dengan kebutuhan.

2) Katup bola (Globe volve), digunakan untuk membuka atau menutup aliran seluruhnya

3) Cluck valve, digunakan untuk mencegah aliran balik atau untuk aliran satu arah (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Dari pipa utama (tegak ataupun mendatar) biasanya dibuat pipa-pipa cabang yang melayani tiap lantai pada gedung bertingkat. Pada pipa-pipa cabang ini, sedekat mungkin dengan pipa utamanya, hendaknya dipasang katup-katup pemisah agar kalau diperlukan perawatan atau perbaikan pada cabang pipa tersebut, maka tidak perlu instalasi seluruh gedung dimatikan. Katup tersebut biasanya dipasang pada kedua ujungnya dengan flens pipa pipa dan bukan dari jenis dengan sambungan ulir. c. Penentuan Jumlah Plumbing Berdasarkan Penghuni

Metode ini digunakan apabila kondisi pemakaian alat plambing dapat diketahui, misalnya untuk perumahan. Juga harus diketahui jumlah dari alat setiap jenis alat plambing dalam gedung tersebut (Noerbambang dan Morimura, 1991). Tetapi kalau jumlah penghuni tidak dapat diketahui, biasanya ditaksirkan berdasarkan luas lantai dan menetapkan kepadatan penghuni perluas lantai.

2.2.5. Peralatan Penyediaan Air Bersih a. Pipa

(36)

20 itu sendiri yaitu untuk mengalirkan air ke tempat yang membutuhkan dengan kualitas air sesuai kebutuhan.

Sedangkan pipa yang sering digunakan adalah pipa jenis pipa baja, pipa PVC, dan pipa besi. Kecapatan aliran air yang terlampau tinggi akan dapat menimbulkan pukulan air, dan menimbulkan suara berisik dan kadang-kadang menimbulkan ausnya permukaan dalam dari pipa. Biasanya digunakan standar kecapatan 0,9 sampai 2,0 m/detik, dan batas maksimumnya berkisar anatara 1,5 sampai 2,0 m/detik. (Noerbambang dan Morimura, 1991).

b. Pompa Penyediaan Air

Pompa yang menyedot air dari tangki bawah atau tangki bawah tanah dan mengalirkan ketangki atas atau ketangki atap sering kali dinamakan “pompa angkat” (mengangkat air dari bawah ke atas). Sedangkan pompa yang mengalirkan air ketangki tekan dinantakan "pompa tekan”. Pompa penyediaan air diputar oleh motor listrik, motor bakar, turbin uap dan sebagainya. Akan tetapi pompanya yang biasa digunakan dalam pompa motor listrik yang penggeraknya ikut dibenarkan dalam aliran air yang dinamakan pompa submersible.

pengelompokan jenis pompa pada garis besarnya ada tiga yaitu jenis putar, jenis langkah positif dan jenis khusus. Jenis putar terdiri dari pompa sentrifugal, aliran campuran (mixed flow), aksial, dan regeneratif. Pompa yang termasuk jenis langkah positif adalah langkah torak dan biasa dan baja tahan karat, kayu, FRP (Fiberglass Reinforced plastic) atau plastik yang diperkuat dengan serat gelas, dan beton bertulang. Banyak

(37)

21 harganya tidak terlalu mahal, disamping itu bentuknya dapat disesuaikan dengan bentuk dan ukuran tempat yang tersedia. Penguatan struktural tidak sulit dilakukan. Kekurangannya hanya masalah korosi. Untuk menghindari kesulitan ini, ada kecenderungan akhir-akhir ini untuk menggunakan bahan-bahan yang tidak berkarat (Noerbambang dan Morimura, 1991).

2.2.6. Rumus Perhitungan Dalam Plambing a. Menentukan Kebutuhan Air Bersih.

 Pemakaian air rata-rata per jam (Noerbambang dan Morimura 1991).

= / T ………..………(2.1)

Dimana :

: Pemakaian air rata-rata (m³/jam). : Pemakaian air rata-rata sehari (m³)

T : Jangka waktu pemakaian (jam).

 Pemakaian air jam puncak (Noerbambang dan Morimura 1991).

= ( ) × ( )……….………(2.2) adalah konstanta (1,5–2,0), tergantung pada lokasi dan penggunaan

gedung.

 Pemakaian air pada menit puncak (Noerbambang dan morimura 1991).

= ( ) × ( /60)……….…….…………....… (2. 3) Diamana ) adalah konstanta (3,0–4,0)

 Kapasitas tangki air bawah (Noerbambang dan Morimura 1991). Untuk tangki air yang digunakan hanya menampung air minum yaitu:

(38)

22 = Volume tangki air (m³).

= Cadangan air untuk pemadam kebakaran (m³).

 Kapasitas tangki air atas (Noerbambang dan Morimura 1991).

= ( – ) × + × ...……….….…………..… (2.6)

Sebelum menghitung kerugian head pompa kita perlu mengetahui jenis aliran yang terjadi, yaitu aliran tersebut termasuk jenis aliranlaminer atau aliran turbulen. Untuk mengetahui jenis aliranlaminer atau aliran turbulen bisa dengan menggunkan bilangan Reynolds (Tahara H., Sularso, 2000).

Pada < 2300, aliran bersifat laminer

Pada > 4000, aliran bersifat turbulen

(39)

23 1) Rugi Minor

= k×

 ………..…………....…(2.8)

Dengan:

K = f (Koefisisen tahanan).

v = kecepatan rata-rata dalam pipa. g = gravitasi (9,81).

Untuk menentukan harga f dari berbagai bentuk transisi pipa maka akan diperinci seperti di bawah ini.

a) Rugi Pada Ujung Pipa. (Tahara H., Sularso, 2000).

Harga koefisien f untuk berbagai bentuk ujung masuk pipa menurut Weisbach adalah sebagai berikut:

1) f = 0,5 2) f = 0,25

3) f = 0,06 (untuk r kecil) sampai 0,005 (untuk r besar). 4) f = 0,56

5) f = 3,0 (untuk sudut tajam) sampai 1,3 (untuk sudut 45º) 6) f = + 0,3 cos θ + 0,2 cos² θ

Dimana adalah koefisien bentuk dari ujung masuk dengan mengambil harga (i) sampai (v) sesuai dengan bentuk yang akan dipakai. Bila ujung pipa hisap memakai mulut lonceng yang tercelup dari permukaan air maka harga f adalah seperti yang diperlihatkan dalam gambar berikut:

(40)

24 Gambar 2.10 Koefisien Kerugian Mulut Lonceng Atau Corong Pada Pipa Isap

(Sularso, 2000).

b) Rugi Pada Belokan Pipa (Tahara H., Sularso, 2000).

Untuk belokan lengkung sering dipakai rumus Fuller dimana dari Persamaan 2.2 dinyatakan sebagai berikut:

f =

[

]

×

………...(2.9) Dengan:

f = Koefisien tahanan.

R = Jari-jari lengkung sumbu belokan. D = Diameter dalam pipa.

= Sudut belokan (deajat).

c) Rugi pengecilan penampang pipa mendadak.

Kerugian head untuk pengecilan mendadak dapat dinyatakan dengan rumus:

= f ×

………..………...……...(2.10) Untuk nilai f dapat dilihat pada tabel 2.54

Tabel 2.1 Koefisien kerugian bagian pipa dengan pengecilan penampang secara tiba-tiba (Tahara H., Sularso, 2000).

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

(41)

25 Gambar 2.11 Koefisien kerugian pada pengecilan mendadak (Sularso, 2000).

Dengan:

D1 : Diameter pipa besar

D2 : Diameter pipa kecil.

1

v : Kecepatan aliran pipa besar ( m/s ).

2

v : Kecepatan aliran pipa kecil ( m/s ). d) Rugi Orifis Dalam Pipa (Tahara H., Sularso, 2000).

Kerugian head untuk orifis diberikan menurut rumus: = f ×

………...………..………...(2.11) Dengan:

v : kecepatan rata-rata penampang pipa. Adapun harga f diberikan dalam Tabel 2.1

Tabel 2.2 Koefisien Kerugian Pada Orifis Dalam Pipa.(Sularso.2000).

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

F ∞ 226 17,5 7,8 3,75 1,80 0,80 0,13 0,29 0,06 0

e) Rugi Diujung Keluar Pipa (Tahara H., Sularso, 2000). Rumus yang digunakan yaitu:

= f ×

….…...…………....…………..……….…..

(2.12)

Dengan f = l,0 dan v adalah kecepatan rata-rata dipipa keluar. f) Rugi Head Dikatup

(42)

26 = ×

………..…………...………..………..(2.13) Dengan:

= Kerugian head katup (m).

= Koefisien tahanan.

v = Kecepatan rata-rata dipenampang masuk katup (m/dt). Harga Untuk berbagai jenis katup dalam keadaan tebuka penuh terdapat dalam Tabel 2.5.

b. Head_{Total Pompa}

Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa seperti (Gambar 2.10), head total pompa dapat dirumuskan sebagai berikut (Tahara H., Sularso, 2000).

H = + Δ + +

.…………..…………..….………..(2.14) Dimana H = Head total pompa (m).

= Head statis pompa (m).

Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan di sisi isap, tanda positip (+) di pakai apabila muka air di sisi keluar lebih tinggi dari pada sisi isap.

Δ = perbedaan head tekanan yang bekkerja pada dua permukaan air (m) Δ =

= Berbagai kerugian head di pipa, katup, belokan, sambungan dan lain-lain (m).

(43)

27 Gambar 2.12 Head Pompa (Sularso, 2000).

Tabel 2.3 Koefisien Kerugian Dari Berbagai Katup (Sularso, 2000).

(44)

28 Tabel 2.4. Ukuran Minimum Pipa Penyediaan Air Alat Plambing

(SNI 03 – 6481-2000).

Tabel 2.5. Nilai½ Dari Berbagai Ukuran Pipa Dengan Kerugian Tekanan Aliran Yang Sama (Babbitt, H.E., 1960).

(45)

29 BAB III

METODE PERANCANGAN

3.1. Metode Perancangan

Dalam perancangan sistem instalasi penyediaan air bersih pada gedung

Twin Building di UMY. Metode yang digunakan yaitu: a. Studi Literatur

Studi Literatur atau Studi Pustaka yaitu digunakan oleh mahasiswa untuk menyelesaikan persoalan yang terjadi dalam menentukan jumlah penghuni pada gedung Twin Building, kebutuhan air bersih, jenis alat

plumbing, reservoir, dan spesifikasi pompa dengan mempelajari sumber-sumber tulisan atau buku yang pernah dibuat sebelumnya.

b. Pendekatan Secara Funsional

Pendekatan secara fungsional yaitu bertujuan agar air bersih yang di sediakan dapat di distribusikan dengan baik ke seluruh instalasi plumbing

dengan kecepatan aliran air sesuai dengan kebutuhan. c. Metode Pengumpulan Data Lapangan

Metode Pengumpulan Data Lapangan adalah metode yang dilakukan oleh mahasiswa untuk mendapatkan data dengan melakukan pengamatan secara langsung pada objek yang akan diamati. Dan akan menimbulkan kesulitan pada perancangan apabila data yang diperoleh dari lapangan tidak lengkap.

d. Kesimpulan Hasil Perancangan

Pada tahap ini akan buat kesimpulan dari hasil perancangan sistem plambing pada bangunan gedung Twin Building dengan sesui kebutuhan.

(46)

30 3.2. Diagram Alir Proses Perancangan Penyediaan Air Bersih

Prosedur untuk menentukan kapasitas air bersiih ditunjukkan pada skema berikut:

Tidak

YA

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan sistem penyediaan air bersih. Mulai

Studi literatur

 Menentukan kebutuhan air bersih dalam gedung

Jumlah alat plambing dan jenisnya Pengumpulan data di lapangan:

 Jenis gedung, denah, luas lantai  Jumlah alat plambing

 Ukuran pipa eksisting  Jalur pipa eksisting

A

(47)

31

Tidak

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan sistem penyediaan air bersih (lanjutan). Menentukan diameter pipa air bersih

Menentukan kapasitas pompa yang akan digunakan

Pompa yang digunakan

Diameter pipa air bersih vertikal dan horizontal yang digunakan

Menentukan kapasitas dan jenis reservoir

Kapasitas pompa mampu memenuhi kebutuhan air bersih

C A

(48)

32

Tidak

Ya

Gambar 3.1 Diagram alir perancangan sistem penyediaan air bersih ( lanjutan). 3.3. Menentukan kebutuhan air bersih dalam gedung

Untuk menentukan kebutuhan air bersih dapat dilakukan dengan cara mengetahui jumlah lantai dan luas lantai. Dari hasil pengumpulan data yang dilakukan di lapangan dapat diketahui bahwa jenis gedung yang dibangun yaitu Twin Building yang digunakan sebagai kampus, dengan bertingkat tujuh lantai dan total luas lantai 11630,58 m².

3.4. Jumlah alat plambing dan jenis alat plambing

Untuk mengeatahui jumlah kebutuhan alat plambing di setiap gedung bisa di dilakukan dengan cara mengatahui jenis ruangan, luas ruangan, jumlah ruangan. Setelah semua data diketahui maka jumlah dan jenis alat plambing akan dapat diketahui.

Kesimpulan Kapasitas reservoir

Volume reservoir > volume

air yang dibutuhkan

C

(49)

33 3.5. Pemilihan diameter pipa.

Metode yang digunakan untuk menentukan ukuran pipa air bersih yaitu dengan menggunakan jenis alat plambing yang dilayani oleh jalur pipa dan jumlah unit alat plambing. Untuk ukuran minimum pipa penyediaan air bersih pada alat plambing dapat dilihat pada (table 2.4) dan pada (table 2.5).

3.6. Menentukan pompa

Dalam menentukan pompa dapat dilakukan dengan cara mengetahui kebutuhan air bersih dan menghitung total head pompa yaitu head yang terjadi dari berbagai kerugian head seperti pada gesekan di dalm pipa, belokan pipa, katup, dan sebagainya. Untuk menentukan jenis pompa yang akan digunakan, dapat menggunakan diagram pemilihan pompa umum atau menggunakan tabel spesifikasi pompa khusus yang dikeluarkan oleh perusahaan pompa.

3.6. Menentukan reservoir

Untuk menentukan reservoir selain memperhatikan kebutuhan air bersih pada gedung juga perlu memperhatikan bahan yang akan digunakan untuk menampung air tersebut. Bahan yang digunakan selain kuat menampung air juga harus bisa menjaga kualitas air yang ditampung. Kapasitas tangki yang digunakan bisa mencukupi kebutuhan puncak atau lebih besar dari kebutuhan.

(50)

34 Building berlantai tujuh data tidak diketahui secara pasti untuk jumlah penghuninya. Dengan demikian perkiraan kebutuhan air bersih dihitung berdasarkan jumlah penghuni gedung tersebut dengan menghitung jumlah luas lantai yang akan diketahui luas total lantai dan luas efektif lantai pada gedung

Twin Building dan menggunakan asumsi pemakaian air dingin minimum sesuai penggunaan gedung berdasarkan tabel 4.1. (SNI 03-7065-2005). Setelah melakukan pengambilan data di lapangan diketahui luas lantai yang ada pada gedung Twin Building berlantai tujuh di kampus Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, dengan masing-masing luas lantainya yaitu:

Luas lantai basement = 1653,9 m²

Setelah diketahui luas total lantai maka dapat diperkirakan luas efektif sampai 60% (Noerbambang, 1991). Luas efektif yang direncanakan yaitu 45 % maka: Luas efektif: 11630,58 ×

= 5233,76 m²

(51)

35

reservoir yang digunakan untuk menyuplai air bersih pada bangunan gedung

Twin Building di Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.

Tabel 4.1 Pemakaian Air Dingin Minimum Sesuai Penggunaan Gedung

Sumber (SNI 03-7065-2005).

Data yang diperoleh dari hasil penjumlahan di atas, untuk luas efektif lantai di gedung Twin Building adalah 5233,76 m². Dan kepadatan penghuni dapat diperkirakan sampai 5 m²/orang (Noerbambang, 1991).

Jika kepadatan hunian diasumsikan 3 m²/orang maka: Jumlah penghuni =

(52)

36 Berdasarkan dari Tabel 4.1 pemakaian air rata-rata maka akan diambil 80 liter per orang, jadi kebutuhan air rata-rata per hari adalah:

1745 × 80 = 139600 liter/hari atau 139,6 m³/hari.

Diperkirakan tambahan sampai 20% untuk mengatasi kebocoran dan penyiraman taman (Noerbambang dan Morimura, 1991). Sehingga permakaian air rata-rata perhari menjadi:

= 1,20 × 139,6 = 167,52 m³/hari.

Jadi pemakaian air rata-rata per hari yaitu: 167,52 m³/hari.

Kalau dalam pemakaian air dianggap rata-rata per hari 8 jam, maka: =

= = 20,94 m³/jam.

Untuk kebutuhan air jam puncak bisa diketahui dengan: = ( ) × ( )

Dimana nilai konstanta biasanya berkisar antara (1,5-2,0), tergantung pada lokasi dan penggunaan pada gedung (Noerbambang dan Morimura, 1991).

Konstanta yang di ambil adalah 1,5 sehingga pemakaian air pada jam puncak adalah:

= (1,5) × (20,94)

= 31,41 m³/jam.

Jadi pemakaian air pada jam puncak yaitu: 31,41 m³/jam.

Sedangkan pemakaian air pada menit puncak dapat dinyatakan sebagai berikut:

= ( ) ×

(53)

37 1991). Konstanta yang di ambil adalah 3 sehingga pemakaian air pada menit puncak adalah:

= (3) ×

= 1,04 m³/menit.

4.2. Menentukan Diameter Pipa

Dalam menentukan diameter pipa untuk penyediaan air bersih yaitu dengan menggunakan tabel-tabel yang ada pada buku referensi plambing. Sebelum menentukan diameter pipa perlu adanya gambar yang menunjukan penempatan jalur pipa untuk mempermudah dalam menentukan diameter pipa yang akan digunakan. Untuk gambar isometric dapat dilihat pada gambar 4.1 dan untuk gambar toilet 1 dapat dilihat pada gambar 4.2.

(54)

(55)

39

 Menghitung Dimensi Pipa Air Bersih:

Dari tabel 2.4 diperoleh diameter minimum pipa yang berhubungan dengan alat plambing air bersih adalah sebagai berikut:

1) Kloset dengan katup glontor berdiameter pipa 1 inch. 2) Kloset dengan tangki glontor berdiameter pipa ⅜ inch. 4) Bak cuci tangan berdiameter pipa ⅜ inch.

Maka dari data tersebut dapat dihitung diameter pipa dengan menggunakan tabel 2.5, yaitu dengan cara melihat diameter pipa yang menyalur ke alat plambing dengan nilai diameter pipa (inch) lalu diambil nilai yang terdapat di kolom Number of ½ inch pipe with same capacity pada tabel 2.5, maka nilai pipa akan dapat diketahui sebagai berikut:

(56)

(57)

(58)

(59)

43 18) Toilet 18 Khusus Wanita

(60)

(61)

Kloset 1 pipa berdiameter l¼ inch : 10,9

Untuk menentukan diameter distribusi air bersih pada masing-masing toilet yaitu dengan cara menjumlahkan nilai Number of ½ inch pipe with same capacity yang sudah diketahui lalu ditarik ke atas pada klom size of pipe (inch) pada tabel 2.5 maka akan dapat diketahui diameter (inch) untuk pipa distribusi.

(62)

46 Tabel 4.3 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai Dasar Toilet 2

Khusus Wanita

(63)

47 Tabel 4.5 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai Dasar Toilet 4

Khusus Pria

(64)

48 Tabel 4.7 Menentukan Diameter Pipa Distribusi Air Bersih Lantai 1 Toilet 6

Khusus Wanita

(65)

Kuhsus Pria

(66)

Khusus Wanita

(67)

Khusus Pria

(68)

Khusus Wanita

(69)

Khusus Pria

(70)

Khusus Wanita

(71)

Khusus Pria

(72)

Khusus Wanita

(73)

Khusus Pria

Kapasitas pompa sumur dangkal yang direncanakan yaitu mampu untuk menyediakan kebutuhan air bersih pada gedung twin building yang sebelumnya air akan ditampung terlebih dahulu pada reservoir bawah. Dengan kapasitas pompa sumur dangkal sebesar 167,52 m³/hari atau 6,98 m³/jam atau 0,12 m³/menit atau 0,0019 m³/detik.

Dalam ketentuan umum sistem penyediaan air minum atau air bersih antara lain yaitu kecepatan aliran di dalam pipa 0,9 - 2 m/detik (SNI 03-7065-2005). Karena apabila kecepatan lebih dari 2 m/detik bisa menimbulkan pukulan air yang besar dan menimbulkan kerusakan pada alat plambing, jadi

kecepatan aliran dalam pipa diasumsikan nilai ν = 1,05 m/detik. Maka diameter

pipa akan dapat diketahui dengan Persamaan:

Q = ν.A

Dengan Q = kapasitas pompa = 0,0019 m³/detik

(74)

58 =

= 0,0018 m²

Dengan A = × D² D =

√

D =

√

= 0,0478 m atau 1,88 inch = 2 inch atau 0,05 m.

Nilai D yang diperoleh adalah diameter dalam minimal yang diperlukan untuk mengalirkan fluida dengan debit 0,0019 m³/detik dengan kecepatan 1,05 m/detik maka dengan melihat tabel 4.50 pada nilai D = 2 inch dapat diketahui nilai nominal diameter luar dan dalam pada schedule 40. Didapat dari tabel nilai diameter luar yaitu 2,375 inch dan diameter dalam 2,067 inch.

Tabel 4.26 Faktor Kecepatan Untuk Berbagai Jenis Pipa

(75)

59 Tabel 4.27 Ketebalan Dinding (Untuk Alat Penyambung dan Pipa)

(76)

60 Tabel 4.28 Sifat-sifat fisik air (Air dibawah 1 atm dan air jenuh di atas 100°)

(77)

61 4.3.1. Head_{Kerugian Pada Pompa Sumur Dangkal}

Head kerugian adalah kerugian yang terjadi pada suatu instalasi pipa seperti belokan, katup, dan sebagainya, yang di dalam instalasi pipa tersebut terdapat aliran fluida cair ataupun gas. Untuk menghitung kerugian gesek di dalam pipa kita perlu mengetahui aliran yang terjadi apakah termasuk aliran laminer atau aliran terbulen. Maka untuk mengetahui jenis aliran di dalam pipa dengan memakai bilangan Reynolds (Tahara dan Sularso, 2000: 28).

 D v 

= Bilangan Reynold

V = Kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa (m/s). D = Diameter dalam pipa (m).

 = Viskositas kinematik zat cair (m²/detik). Air = pada suhu 20°C.

Pada tabel 4.51 dapat diketahui viskositas kinematiknya yaitu 1,004× (m²/detik).

Pada < 2300, aliran bersifat laminer Pada < 4000, aliran bersifat turbulen

Pada 2300 < Re < 4000, terdapat daerah transisi, dimana aliran bersifat laminer atau turbulen tergantung pada kondisi pipa dan aliran.

(78)

62

 Head Kerugian Gesek Dalam Pipa (Major Losses) Rumus Hazen-Williams (Tahara dan Sularso, 2000). =

×L

Dimana: =Kerugian head (m) Q = Laju aliran (m³/s)

(79)

63 = 0,06 ×

= 0,003 m. = 0 m.

 Koefisien kerugian pada belokan pipa

Pada belokan pipa ada dua macam belokan, yaitu belokan lengkung dan belokan patah (miter atau multipiece bend). Yang akan digunakan pada perancangan ini yaitu belokan lengkung. Untuk mengetahui nilai f pada belokan (elbow) dapat diketahui dengan menggunakan tabel 4.52.

Table 4.29 Koefisien kerugian belokan pipa (Tahara dan Sularso, 2000).

(80)

64 =

f

× = 0,294

×

= 0,01 m.

Jadi kerugian yang terjadi pada satu belokan 90° pipa yaitu sebesar 0,01 m.

 Koefisien kerugian pada keluar f = 1,0

=

f

×

=

1,0 ×

=

0,056 m.

 Kerugian head pada katup

=

×

=Koefisien kerugian katup, tabel (2.5). = Koefisien tahanan.

= Kecepatan rata-rata dalam pipa (m/s). g = Percepatan gravitasi (9,8 m/s).

Pada popmpa sumur dangkal digunakan katup hisap dengan saringan, untuk nilai bisa dilahat pada tabel 2.5.

= 50 mm.

= 1,97 + (1,97-1,191) = 2,03

= × = 0,011 m.

(81)

65 4.3.2. Head_{Total Pompa}

Head total pompa yang dibutuhkan untuk mengalirkan air bersih sesuai yang dirancang yaitu (Tahara dan Sularso, 2000: 43):

H = + + +

Diman:

H = Head total pompa (m) = Head statis pompa (m)

= perbedaan head tekanan (m) = kerugian head di pipa (m)

= Head kecepatan keluar (m) H = + + +

= 12 + 0 + 0,45 + = 12,5 m

4.3.3. Menentukan Pompa Sumur Dangkal

Pompa yang direncanakan yaitu mampu untuk memenuhi kebutuhan air bersih sesuai dengan kebutuhan, maka perlu mengetahui jumlah air yang dibutuhkan dan head pompa. Diketahui kebutuhan air bersih Pada Gedung

(82)

66 Tabel 4.30 Pemilihan tipe pompa sumur dangkal (Grundfos Pump, 2013).

Model Head (m) _kW Kapasitas

(m³/jam)

Hz

NBG 65-40-250/245 A-F-B-BAQE 11 2,2 28 50

NBG 65-40-200/198 A-F-B-BAQE 11 1,1 25 50

NBG 65-40-250/236 A-F-B-BAQE 14 1,1 11 50

NBG 65-40-200/219 A-F-B-BAQE 13 2,2 29 50

Dari tabel di atas dapat diketahui untuk kebutuhan air dengan kapasitas 6,98 m³/jam atau 116,33 liter/menit dengan head total pompa 12,5 m. Dan pompa yang direncanakan yaitu berjumlah dua unit dengan satu unit digunakan untuk cadangan, diharapkan bisa memenuhi kebutuhan air pada gedung twin building termasuk pada titik-titik kebutuhan puncak, maka akan menggunakan pompa dengan spesifikasi sebagai berikut:

Seri pompa = NBG 65-40-250/236 A-F-B-BAQE Kapasitas = 11 m³/jam atau 183,3 liter/menit. Total head = 14 m.

Daya = 1,1 kW.

Jumlah Pompa = 2 Unit (1 beroperasi, 1 cadangan).

4.3.4. Pemilihan Pompa Suplai Tangki Atas Gedung E 7

(83)

67 4.3.5. Head_{Kerugian Gesek Pada Pipa Hisap}

Dalam menghitung kerugian gesek pada pipa hisap akan menggunakan

Hazen-williams (Tahara dan Sularso, 2000: 31).

=

× L

Dimana: =Kerugian head (m)

Q = Kapasitas aliran (m³/detik)

C = Koefisien lihat dalaam (tabel 4.49) C=130 D =Diameter pipa (m)

(84)

68 Pada ujung pipa hisap direncanakan dipasang katup yaitu jenis katup hisap dengan saringan.

 Kerugian Pada Satu Belokan 90°

= f ×

Jadi kerugian pada satu belokan 90° pipa yaitu sebesar 0,0036 m.

4.3.6. Head_{Kerugian Gesek Pada Pipa Tekan}

Rumus Hazen-williams (Tahara H., Sularso, Pompa Dan kompresor, hal:31).

C = Koefisien lihat dalaam (tabel 4.49) C=130 D =Diameter pipa (m)

(85)

69

 Kerugian Head Pada Pengecilan Penampang Pipa Secara Mendadak

Kerugian head untuk pengecilan mendadak dapat dinyatakan

(86)

70

 Koefisien kerugian pada belokan pipa

Ada dua macam belokan pipa, yaitu belokan lengkung dan belokan patah (miter atau multipiece bend). Pada perancangan ini digunakan belokan lengkung. Selanjutnya untuk mengetahui nilai f pada belokan (elbow) dapat diketahui dengan melihat table 4.52.

 Koefisien kerugian pada 8 belokan 90°