Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Karyawan PT. Pertamina (PERSERO) UP II Sei-Pakning Kabupaten Bengkalis, Riau Dari Reservoar WDcP (Water decolorization Plant) Kilang Pertamina,

(1)

Irfandi : Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Komplek Perumahan Karyawan PT. Pertamina (PERSERO) UP II Sei-Pakning Kabupaten Bengkalis, Riau Dari Reservoar WDcP (Water decolorization Plant) Kilang Pertamina, 2009.

PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH

PADA KOMPLEK PERUMAHAN KARYAWAN

PT.PERTAMINA (PERSERO) UP II SEI-PAKNING

KABUPATEN BENGKALIS, RIAU DARI

RESERVOAR WDcP (Water decolorization Plant)

KILANG PERTAMINA

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

I R F A N D I

NIM. 040401070

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa,

atas segala karunia dan rahmatNya yang senantiasa diberikan kepada penulis

sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

Tugas Sarjana ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi

Sarjana Teknik di Departement Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara. Adapun Tugas Sarjana yang dipilih, diambil dari mata kuliah

Sistem Perpipaan, yaitu “Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada

Komplek Perumahan Karyawan PT.PERTAMINA (PERSERO) UP.II

Sei-Pakning, bengkalis, RIAU dari unit distribusi WDcP Kilang PERTAMINA”.

Dalam penulisan Tugas Sarjana ini, penulis telah berupaya dengan segala

kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh

dari perkuliahan, menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Dosen

Pembimbing.

Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada ;

1.

Kedua orang tua tercinta, ,adik – adik tersayang atas doa, kasih sayang,

pengorbanan dan tanggung jawab yang selalu menyertai penulis.

2.

Bapak Dr.Ing Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus,

ST, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departement Teknik Mesin, Fakultas

Teknik USU,

3.

Bapak DR. Ir. Farel H. Napitupulu, DEA, selaku dosen pembimbing yang

telah banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar membimbing saya

hingga tugas ini dapat terselesaikan,

4.

Bapak Ir.Isril Amir dan Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc sebagai dosen

pembanding seminar tugas sarjana penulis yang banyak membimbing

penulis untuk menyelesaikan tugas sarjana ini,

5.

Bapak Mahadi, ST, yang bersedia meluangkan waktu sebagai sekretaris

seminar tugas sarjana penulis,

(3)

7.

Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai (teristimewa kepada Kak Is,Kak

Sonta), Departement Teknik Mesin Fakultas Teknik USU,

8.

Bapak Risdianto dan segenap karyawan PT.PERTAMINA UP II

Sei-pakning yang berkenan memberikan data survey kepada penulis.

9.

Teman-teman stambuk 2004 dan rekan-rekan yang menemani penulis

selama mengikuti study dalam suka dan duka,

10.

Serta semua pihak yang banyak membantu penulis dalam meyelesaikan

Tugas Sarjana ini.

Penulis menyadari bahwa Tugas Sarjana ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun

demi penyempurnaan di masa mendatang.

Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini berguna bagi kita semua.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu menyertai kita.

Medan, Februari

2009

Penulis,

IRFANDI

040401070

(4)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

SPESIFIKASI TUGAS

KARTU BIMBINGAN

DAFTAR ISI ...i

DAFTAR TABEL ...iv

DAFTAR GRAFIK ...v

DAFTAR GAMBAR ...vi

DAFTAR LAMBANG...viii

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1. Latar Belakang ...1

1.2. Tujuan ...2

1.3. Batasan Masalah ...2

1.4. Sistematika Penulisan ...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...5

2.1. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida ...5

2.2. Energi dan Head ...6

2.3. Persamaan Bernoulli ...7

2.4. Aliran Laminar dan Turbulen ...9

2.5. Kerugian Head (Head Losses) ...10

2.6. Persamaan Empiris Untuk Aliran Di Dalam Pipa ...13

(5)

2.8. Pipa Yang Dihubungkan Paralel...16

2.9. Sistem Jaringan Pipa ...17

2.10. Dasar Perencanaan Pompa ...20

2.10.1 Kapasitas ...20

2.10.2 Head Pompa ...20

2.10.3 Sifat Zat Cair ...21

2.10.4 Unit Penggerak Pompa ...22

2.11. Dasar Pemilihan Pompa ...22

BAB III PERENCANAAN PIPA PADA SISTEM JARINGAN PIPA ...23

3.1. Jumlah Pemakaian Air ...23

3.1.1. Kebutuhan air bersih pada perumahan ...23

3.1.2. Kebutuhan air bersih untuk perkantoran ...24

3.1.3. Kebutuhan air bersih untuk dormitory ...25

3.1.4. Kebutuhan air bersih untuk sekolah ...25

3.1.5. Kebutuhan air bersih untuk rumah ibadah ...27

3.1.6. Kebutuhan air bersih untuk rumah sakit ...27

3.1.7. Kebutuhan air bersih untuk wisma ...28

3.1.8. Kebutuhan air bersih untuk fasilitas lain ...28

3.2 Estimasi Pemakaian air per hari ...29

3.3. Pemilihan Jenis Pipa ...35

3.4. Analisa Kapasitas Aliran Fluida ...36

BAB IV PEMILIHAN POMPA ...54

4.1. Analisa Fungsi dan Instalasi Pompa ...54

(6)

4.3. Instalasi Pompa dan Perpipaan ...56

4.4. Head Pompa ...57

4.5. Pemilihan Jenis Pompa ...60

4.6. Putaran Motor Penggerak Pompa ...60

4.7. Putaran Spesifik dan Jenis Impeler ...63

4.8. Daya Motor Penggerak ...64

4.9. Perhitungan Ukuran pipa ...66

4.9.1 Diameter Pipa Sisi Hisap (suction) ...66

4.9.2. Diameter Pipa Distribusi ...68

4.10. Bak Distribusi (Reservoar) ...69

4.10.1. Kapasitas air untuk kebutuhan per hari ...69

4.10.2. Kapasitas air untuk pemadam kebakaran ...69

4.10.3. Kapasitas air untuk kebutuhan lain-lain ...70

BAB V KESIMPULAN ...72

DAFTAR PUSTAKA ...74

(7)

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 2.1 Nilai kekasaran dinding untuk berbagai

pipa komersil ... 11

Tabel 2.2 Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams ... 14

Tabel 3.1 Pemakaian air rata-rata ... 23

Tabel 3.2 Pressure Gauge yang terbaca selama

24 jam ... 29

Tabel 3.3 Persentase pemakaian air selama 24 jam ... 30

Tabel 3.4 Pemakaian air pada pukul 05.00-08.00 ... 30

Tabel 3.6 Pemakaian air pada pukul 11.00-14.00 ... 31

Tabel 3.11 Pemakaian air total selama 24 jam ... 32

Tabel 4.1 Penentuan jumlah pompa ... 55

Tabel 4.2 Perhitungan Head losses untuk pipa terjauh ... 58

Tabel 4.3 Cara pengaturan putaran pada motor listrik ... 62

Tabel 4.4 Harga putaran dan jumlah kutub ... 63

(8)

Tabel 4.6 Kebutuhan air untuk fasilitas lain ... 70

DAFTAR GRAFIK

Grafik 3.1 Estimasi Pemakaian air per hari... 33

Grafik 4.2 Karakteristik H vs Q untuk perubahan kecepatan ... 61

Grafik 4.2 Efisiensi Pompa vs Putaran ... 64

Grafik 4.3 Harga - harga informatif untuk kecepatan

(9)

DAFTAR GAMBAR

Hal.

Gambar 1.1 FlowChart perancangan ... 4

Gambar 2.1 Profil kecepatan pada saluran tertutup ... 5

Gambar 2.2 Profil kecepatan pada saluran terbuka ... 5

Gambar 2.3 Ilustrasi persamaan Bernoulli ... 8

Gambar 2.4 Diagram Moody ... 11

Gambar 2.5 Pipa yang dihubungkan seri ... 15

Gambar 2.6 Pipa yang dihubungkan secara parallel ... 16

Gambar 2.7 Jaringan pipa ... 17

Gambar 3.1 Distribusi air pada jaringan pipa ... 34

Gambar 3.2 Posisi penempatan pipa ... 35

Gambar 3.3 Perhitungan head losses dengan diagram pipa ... 37

Gambar 3.4 Iterasi I Loop I ... 39

Gambar 3.5 Iterasi I Loop II ... 39

Gambar 3.6 Iterasi I Loop III ... 40

Gambar 3.7 Iterasi I Loop IV ... 41

Gambar 3.8 Iterasi I Loop V ... 42

Gambar 3.9 Jaringan pipa A ... 43

Gambar 3.10 Jaringan pipa B ... 44

(10)

Gambar 3.12 Jaringan pipa D ... 45

Gambar 3.13 Jaringan Pipa ... 45

Gambar 3.14 Iterasi I Loop VI ... 46

Gambar 3.15 Iterasi I Loop VII. ... 47

Gambar 3.16 Iterasi I Loop VIII ... 48

Gambar 4.1 Instalasi pompa dan reservoar ... 54

Gambar 4.2 Instalasi pada pumping station ... 56

Gambar 4.3 Instalasi pipa ... 57

Gambar 4.4 Daerah kerja beberapa jenis konstruksi

pompa sentrifugal ... 60

Gambar 4.5 Klasifikasi impeler menurut putaran spesifik ... 64

(11)

DAFTAR LAMBANG

Simbol

Keterangan

Satuan

As

Luas penampang pipa

m

2

C

Koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams

Ds

Diameter dalam pipa

mm

D

Diameter luar pipa

mm

f

Faktor gesekan pipa Darcy-Weisbach

g

Percepatan gravitasi

m/ s

2

H

L

Head losses sepanjang pipa

m

H

S

Head statis

m

hf

Kerugian head mayor

m

hm

Kerugian head minor

m

K

Koefisien kerugian perlengkapan pipa

L

Panjang pipa

m

Nm

Daya motor listrik

kW

Np

Daya pompa

kW

n

s

Putaran spesifik

rpm

P

Tekanan pada pipa

kPa

(12)

Re

Bilangan Reynold

V

Kecepatan aliran pada pipa

m/ s

α

Faktor cadangan daya

γ

Berat jenis air

N/ m

3

ε

Kekasaran pipa

p

η

Effisiensi pompa

%

t

η

Effisiensi transmisi

%

υ

Viskositas kinematik air

m

2

/ s

π

Konstanta phi

ρ

Massa jenis air

kg/ m

3

(13)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Manusia pada dasarnya selalu ingin memenuhi kebutuhan hidupnya dan

juga selalu ingin berusaha untuk lebih mempermudah pekerjaan yang

dilakukannya, maka pada akhirnya manusia berusaha untuk membuat

mesin-mesin yang pada prinsipnya untuk mempermudah segala pekerjaan yang

dilakukan oleh manusia.

Dalam kehidupan manusia kini sangat banyak sekali dijumpai

mesin-mesin yang digunakan seperti kompresor, pompa, turbin, boiler, mesin-mesin AC dan

sebagainya. Namun pada umumnya mesin-mesin diatas tidak dapat dipisahkan

keberadaannya dari penggunaan “ pipa “.

Pipa pada umumnya digunakan sebagai sarana untuk menghantarkan

fluida baik berupa gas maupun cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain.

Adapun sistem pengaliran fluida dilakukan dengan metode gravitasi maupun

dengan sistem aliran bertekanan.

Umumnya bagian perpipaan dan detailnya merupakan standart dari unit,

seperti ukuran diameter, jenis katup yang akan dipasang, baut dan gasket pipa,

penyangga pipa, dan lain-lain. Sehingga dengan demikian akan terdapat

keseragaman ukuran antara satu dengan lainnya. Sedangkan di pasaran telah

terdapat berbagai jenis pipa dengan ukuran dan bahan-bahan tertentu sesuai

dengan kebutuhan seperti dari bahan Cast Iron, PVC (Polyvinil Chloride), New

Steel, Galvanized iron dan lain-lain.

Untuk menjadi seorang yang ahli dalam bidang perpipaan tentu bukanlah

suatu hal yang mudah, selain harus memiliki dasar ilmu keserjanaan teknik seperti

peralatan mekanis, korosi, mekanika fluida, pemilihan material, seni merancang

jalur pipa dan banyak disiplin ilmu lain yang harus dikuasai serta yang terpenting

dari semua itu adalah pengalaman di lapangan.

Dalam merancang suatu jalur pipa yang tersusun dari beberapa buah pipa

(14)

begitu rumit, namun banyak juga jalur pipa yang ada bukanlah suatu rangkaian

yang sederhana melainkan suatu jaringan pipa yang sangat kompleks, sehingga

memerlukan penyelesaian yang lebih teliti. Dalam perencanaan itu hal-hal yang

perlu diperhitungkan diantaranya besarnya kapasitas dan kecepatan aliran dari

fluida yang melalui jalur pipa dan hal-hal lain yang perlu diperhitungkan dalam

hal perencanaan.

Begitu banyaknya penggunaan pipa dalam kehidupan manusia sehingga

dengan didasarkan kepada hal tersebut maka dalam rangka penyusunan Tugas

Sarjana ini penulis mengambil bidang Sistem Perpipaan.

1.2

Tujuan

Adapun tujuan dari perencanaan ini adalah merupakan Tugas Skripsi

untuk memenuhi syarat memperoleh gelar Strata satu (S1) pada Departemen

Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Sedangkan tujuan umum dari

perencanaan ini adalah :

1.

Untuk lebih mengetahui dan memahami aplikasi ilmu yang diperoleh di

bangku kuliah terutama mata kuliah Sistem Perpipaan dan Mekanika

Fluida.

2.

Mencoba untuk mendesain suatu jaringan pipa yang digunakan untuk

mendistribusikan air bersih pada suatu daerah tertentu.

3.

Mencoba utnuk menganalisa distribusi di tiap loop, menentukan diameter

pipa, menentukan kapasitas pompa, daya pompa da Head pompa yang

dibutuhkan

1.3

Batasan Masalah

Pada perencanaan ini akan dibahas mengenai perancangan dan analisa

pendistribusian air bersih ke konsumen pada suatu jaringan perpipaan di

Kompleks Perumahan PT (PERSERO). PERTAMINA UP II. Sei. Pakning,

RIAU

Adapun permasalahan yang akan di analisa antara lain kapasitas aliran

(15)

yang digunakan. Pada perencanaan ini juga ditentukan spesifikasi pompa yang

nantinya sesuai untuk digunakan dalam pendistribusian air bersih.

1.4

Sistematika Penulisan

Tugas Sarjana ini terdiri dari 5 bab.

Bab 1 memuat latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah dan

sistematika penulisan.

Bab 2 memuat pembahasan materi mengenai kecepatan dan kapasitas

aliran fluida, jenis aliran, persamaan empiris di dalam pipa dan sistem jaringan

pipa.

Bab 3 meliputi perencanaan pipa pada sistem jaringan pipa yaitu jumlah

kapasitas pemakaian air, analisa aliran fluida meliputi kapasitas dan head losses.

Bab 4 meliputi pemilihan pompa yaitu daya pompa, daya motor penggerak

pompa dan tipe impeller pompa.

(16)

Mulai

1.5

Flow Chart Rancangan

Jumlah pelanggan dan Site plan

Booster Pump

Site plan , Jumlah rata-rata

penghuni tiap rumah, dan

penduduk yang menggunakan air

di areal komplek

Diperoleh kebutuhan air per hari

sebesar = 0,018591966 m

3

/s

Diperoleh faktor koreksi yang

sudah mendekati nilai nol

Survey ke W.Dc.P

Survey ke

Komplek

Perumahan

Menghitung

kebutuhan air per

hari yang

digunakan pada

komplek

Membuat

gambar

loop

Menganalisa

kapasitas aliran

masing-masing

loop dengan cara

iterasi

it

ik

l h

Menentukan

spesifikasi pompa

(17)

Selesai

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida.

Penentuan kecepatan di sejumlah titik pada suatu penampang

memungkinkan untuk membantu dalam menentukan besarnya kapasitas aliran

sehingga pengukuran kecepatan merupakan fase yang sangat penting dalam

menganalisa suatu aliran fluida. Kecepatan dapat diperoleh dengan melakukan

pengukuran terhadap waktu yang dibutuhkan suatu partikel yang dikenali untuk

bergerak sepanjang jarak yang telah ditentukan.

Besarnya kecepatan aliran fluida pada suatu pipa mendekati nol pada

dinding pipa dan mencapai maksimum pada tengah-tengah pipa. Kecepatan

biasanya sudah cukup untuk menempatkan kekeliruan yang tidak serius dalam

masalah aliran fluida sehingga penggunaan kecepatan sesungguhnya adalah pada

penampang aliran. Bentuk kecepatan yang digunakan pada aliran fluida umumnya

menunjukkan kecepatan yang sebenarnya jika tidak ada keterangan lain yang

disebutkan.

(18)

γ

ρ

Gambar 2.2 Profil kecepatan aliran fluida pada saluran terbuka.

Besarnya kecepatan akan mempengaruhi besarnya fluida yang mengalir

dalam suatu pipa. Jumlah dari aliran fluida mungkin dinyatakan sebagai volume,

berat atau massa fluida dengan masing-masing laju aliran ditunjukkan sebagai laju

aliran volume (m

3

/s), laju aliran berat (N/s) dan laju aliran massa (kg/s).

Kapasitas aliran (Q) untuk fluida yang incompressible menurut [1], yaitu :

Q = A . v

Dimana : Q = laju aliran volume (m

3

/s)

A = luas penampang aliran (m

2

)

v = kecepatan aliran fluida (m/s)

Laju aliran berat fluida (W) menurut [2] dirumuskan sebagai :

W = . A . v

Dimana : W = laju aliran berat fluida (N/s)

= berat jenis fluida (N/m

3

)

Laju aliran fluida massa (M) menurut [3] dinyatakan sebagai :

M = . A . v

Dimana : M = laju aliran massa fluida (kg/s)

= massa jenis fluida (kg/m

3

)

2.2. Energi dan Head

Energi biasanya didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.

Kerja merupakan hasil pemanfaatan tenaga yang dimiliki secara langsung pada

suatu jarak tertentu. Energi dan kerja dinyatakan dalam satuan N.m (Joule). Setiap

fluida yang sedang bergerak selalu mempunyai energi. Dalam menganalisa

masalah aliran fluida yang harus dipertimbangkan adalah mengenai energi

potensial, energi kinetik dan energi tekanan.

Energi potensial menunjukkan energi yang dimiliki fluida dengan tempat

jatuhnya. Energi potensial (Ep) menurut [4] dirumuskan sebagai :

Ep = W . z

Dimana : W = berat fluida (N)

(19)

2

1

mv

γ

pW

Ef

=

γ

pW

g

Wv

Wz

E

=

+

⋅

+

2

1

γ

p

g

v

z

H

=

+

2

Energi kinetik menunjukkan energi yang dimiliki oleh fluida karena

pengaruh kecepatan yang dimilikinya. Energi kinetik menurut [5] dirumuskan

sebagai :

Ek =

Dimana : m = massa fluida (kg)

v = kecepatan aliran fluida (m/s

2

)

Energi tekanan disebut juga dengan energi aliran adalah jumlah kerja yang

dibutuhkan untuk memeksa elemen fluida bergerak menyilang pada jarak tertentu

dan berlawanan dengan tekanan fluida.

Besarnya energi tekanan (Ef) menurut [6] dirumuska sebagai :

Ef = p . A . L

Dimana : p = tekanan yang dialami oleh fluida (N/m

2

)

A = luas penampang aliran (m

2

)

L = panjang pipa (m)

Basarnya energi tekanan menurut [7] dapat juga dirumuskan sebagai berikut :

Dimana : = berat jenis fluida (N/m

3

)

Total energi yang terjadi merupakan penjumlahan dari ketiga macam

energi diatas, menurut [8] dirumuskan sebagai :

Persamaan ini dapat dimodifikasi untuk menyatakan total energi dengan head (H)

dengan membagi masing-masing variabel di sebelah kanan persamaan dengan W

( berat fluida), menurut [9] dirumuskan sebagai :

2.3 Persamaan Bernoulli

Hukum kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat diciptakan dan

tidak dapat dimusnahkan namun dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain.

Energi yang ditunjukkan dari persamaan energi total di atas, atau dikenal sebagai

(20)

2 2 2 2 1 2 1 1

2

g

z

v

p

z

g

v

p

+

=

+

γ

hl

z

g

v

p

z

g

v

p

+

=

+

2

2 2 2 1 2 1 1

2

γ

titik lain sepanjang aliran fluida tersebut. Hal ini berlaku selama tidak ada energi

yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari fluida.

Konsep ini dinyatakan ke dalam bentuk persamaan yang menurut [10]

disebut dengan persamaan Bernoulli, yaitu :

Dimana : p

1

dan p

2

= tekanan pada titik 1 dan 2

v

1

dan v

2

= kecepatan aliran pada titik 1 dan 2

z

1

dan z

2

= perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2

= berat jenis fluida

g = percepatan gravitasi = 9,8 m/s

2

Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan energi

antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida, namun biasanya beberapa head

losses terjadi diantara dua titik. Jika head losses tidak diperhitungkan maka akan

menjadi masalah dalam penerapannya di lapangan. Jika head losses dinotasikan

dengan “hl” maka persamaan Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan

baru, dimana menurut [11] dirumuskan sebagai :

(21)

µ

ρ

dV

R

_e

=

Persamaan Bernouli dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak

permasalahan tipe aliran, biasanya untuk fluida inkompressibel tanpa adanya

penambahan panas atau energi yang diambil dari fluida. Namun, persamaan ini

tidak dapat digunakan untuk menyelesaikan aliran fluida yang mengalami

penambahan energi untuk menggerakkan fluida oleh peralatan mekanik, misalnya

pompa, turbin dan peralatan lainnya.

2.4 Aliran Laminar dan Turbulen

Aliran fluida yang mengalir di dalam pipa dapat diklasifikasikan ke dalam

dua tipe aliran yaitu “laminar” dan “turbulen”. Aliran dikatakan laminar jika

partikel-partikel fluida yang bergerak mengikuti garis lurus yang sejajar pipa dan

bergerak dengan kecepatan sama. Aliran disebut turbulen jika tiap partikel fluida

bergerak mengikuti lintasan sembarang di sepanjang pipa dan hanya gerakan

rata-ratanya saja yang mengikuti sumbu pipa.

Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa koefisien gesekan untuk pipa

silindris merupakan fungsi dari bilangan Reynold (Re). Dalam menganalisa aliran

di dalam salurn tertutup, sangatlah penting untuk mengetahui tipe aliran yang

mengalir dalam pipa tersebut. Untuk itu harus dihitung besarnya bilangan Reynold

dengan mengetahui parameter-parameter yang diketahui besarnya. Besarnya

Reynold (Re) menurut [12] dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Dimana = Viskositas Dinamik (Pa.dtk)

d = diameter dalam pipa (m)

V = kecepatan aliran fluida (m/dtk)

= Rapat massa (Kg/m

3

)

(22)

g

v

d

L

f

hf

2

=

v

Vd

R

_e

=

Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan

viskositas kinematik (v) maka bilangan Reynold menurut [13] dapat juga

dinyatakan :

Dimana : d = diameter dalam pipa (m)

V = kecepatan aliran fluida (m/dtk)

= Viskositas kinematik (m

2

/dtk)

Re = Reynold Number

Menurut [14], aliran akan laminar jika bilangan Reynold kurang dari 2000

dan akan turbulen jika bilangan Reynold lebih besar dari 4000. Jika bilangan

Reynold terletak antara 2000 – 4000 maka disebut aliran transisi.

2.5 Kerugian Head (Head Losses)

A. Kerugian Head Mayor

Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal

ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau

perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil).

Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah

satu dari dua rumus berikut, yaitu :

1.

Persamaan Darcy – Weisbach, menurut [15] yaitu :

Dimana : hf = kerugian head karena gesekan (m)

f = faktor gesekan

d = diameter dalam pipa (m)

L = panjang pipa (m)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/dtk)

(23)

dimana faktor gesekan (f) dapat dicari dengan menggunakan diagram Moody

Gambar 2.4 Diagram Moody

Dimana nilai kekasaran untuk beberapa jenis pipa disajikan dalam tabel 2.1

Tabel 2.1 Nilai kekerasan dinding untuk berbagai pipa komersil

Bahan

Kekasaran

ft

m

Riveted Steel

0,003 – 0,03

0,0009 – 0,009

Concrete

0,001 – 0,01

0,0003 – 0,003

Wood Stave

0,0006 – 0,003

0,0002 – 0,009

Cast Iron

0,00085

0,00026

Galvanized Iron

0,0005

0,00015

Asphalted Cast Iron

0,0004

0,0001

Commercial Steel or Wrought Iron

0,00015

0,000046

Drawn Brass or Copper Tubing

0,000005

0,0000015

Glass and Plastic

“smooth”

(24)

L

d

C

Q

hf

₁_,₈₅ ₄_,₈₅

85 , 1

666

,

10

=













=

d

f

ε

7

,

3

log

0

,

2

1

25 , 0

Re

316

,

0

=

f













=

51

,

2

Re

log

0

,

2

1

f

(

Re

)

0

,

8

log

0

,

2

f

−

2.

Persamaan Hazen – Williams

Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam

pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum.

Bentuk umum persamaan Hazen – Williams menurut [16], yaitu :

Dimana : hf = kerugian gesekan dalam pipa (m)

Q = laju aliran dalam pipa (m

3

/dtk)

L = paanjang pipa (m)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams

(diperoleh dari Tabel 2.2)

d = diameter dalam pipa (m)

Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynold lebih besar dari 4000,

maka hubungan antara bilangan Reynold, faktor gesekan dan kekasaran relatif

menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa

didapatkan dari hasil eksperimen, antara lain :

1.

Untuk daerah complete roughness, rough pipes menurut [18], yaitu :

2.

Untuk pipa sangat halus seperti glass dan plastik, hubungan antara

bilangan Reynold dan faktor gesekan menurut [19] dirumuskan sebagai :

a.

Blasius : untuk Re = 3000 – 100.000

b.

Von Karman :

(25)

74

,

1

log

0

,

2

1

+

=

ε

d

f













+

−

=

f

d

f

Re

51

,

2

7

,

3

log

0

,

2

1

ε

g

v

K

he

2

=

Untuk Re sampai dengan 3.10

6

.

3.

Untuk pipa kasar, menurut [20], yaitu :

Von Karman :

Dimana harga f tidak tergantung pada bilangan Reynold.

4.

Untuk pipa antara kasar dan halus atau dikenal dengan daerah transisi,

menurut [21], yaitu :

Corelbrook – White :

B. Kerugian Head Minor

Selain kerugian yang disebabkan oleh gesekan, pada suatu jalur pipa juga

terjadi kerugian karena kelengkapan pipa seperti belekon, siku, sambungan, katup

dan sebagainya yang disebut dengan kerugian kecil (minor losses).

Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa menurut [22]

dirumuskan sebagai :

Dimana : he =Head losses minor

K = koefisien kerugian ( dari lampiran koefisien minor losses

peralatan pipa)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/dtk).

Menurut [23], untuk pipa yang panjang (L/d >>> 1000), minor losses

dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada

pipa yang pendek.

2.6 Persamaan Empiris Untuk Aliran Di Dalam Pipa

Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa permasalahan aliran

fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Bernoulli,

persamaan Darcy dan Diagram Moddy. Pengguanaan rumus empiris juga dapat

digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal ini digunakan

(26)

54 , 0 63 , 0

8492

,

0

CR

s

v

=

4

d

L

hl

2 1 3 2

0

,

1

s

R

n

=

υ

1.

Persamaan Hazen – Williams dengan menggunakan satuan Internasional

menurut [24], yaitu :

Dimana : v = kecepatan aliran (m/s)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams

R = jari-jari hidrolik

= untuk pipa bundar

s = slope dari gradien energi (head losses/ panjang pipa =

Tabel 2.2 Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams

Extremely smooth and straight pipes

140

New Steel or Cast Iron

130

Wood; Concrete

120

New Riveted Steel; vitrified

110

Old Cast Iron

100

Very Old and Corroded Cast Iron

80

(Sumber : Jack. B. Evett, Cheng Liu. Fundamentals of Fluids Mechanics. McGraw Hill,

New York. 1987, hal. 161.)

2.

Persamaan Manning dengan satuan Internasional, menurut [25] yaitu:

Dimana : n = koefisien kekasaran pipa Manning

Persamaan Hazen – Williams umumnya digunakan untuk menghitung

head loss dalam pipa yang sangat panjang seperti jalur pipa penyedia air minum.

Persamaan ini tidak dapat digunakan untuk liquid lain selain air dan digunakan

khusus untuk aliran yang bersifat turbulen. Persamaan Darcy – Weisbach secara

teoritis tepat digunakan untuk semua rezim aliran dan semua jenis liquid.

Persamaan Manning biasanya digunakan untuk aliran saluran terbuka (open

(27)

2.7 Pipa Yang Dihubungkan Seri.

Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka semua pipa

akan dialiri oleh aliran yang sama. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah

jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa yang dirumuskan

sebagai:

Q

0

= Q

1

= Q

2

= Q

3

Q

0

= A

1

V

1

= A

2

V

2

= A

3

V

3

∑ hl =

hl

1

+ hl

2

+ hl

3

Persoalan aliran yang menyangkut pipa seri sering dapat diselesaikan

dengan menggunakan pipa ekuivalen, yaitu dengan menggantikan pipa seri

dengan diameter yang berbeda-beda dengan satu pipa rkuivalen tunggal. Dalam

hal ini, pipa tunggal tersebut memiliki kerugian head yang sama dengan sistem

yang digantikannya untuk laju aliran yang spesifik.

(28)

...

2

2 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1

=









+

∑

=









+

∑

=









+

∑

g

v

K

d

L

f

g

v

K

d

L

f

g

v

K

d

L

f

_L _L _L

2 2 2 2 1 1 1 1 1 2

kL

d

L

f

kL

d

L

f

v

∑

+









∑

+









=

2.8 Pipa Yang Dihubungkan Paralel

Gambar 2.6 Pipa yang dihubungkan secara paralel

Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel, total laju aliran

sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi head pada

sebuah cabang sama dengan pada yang lain yang dirumuskan sebagai :

Q

0

= Q

1

+ Q

2

+ Q

3

Q

0

= A

1

V

1

+ A

2

V

2

+ A

3

V

3

hl

1

= hl

2

= hl

3

Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa persentase aliran yang melalui

setiap cabang adalah sama tanpa memperhitungkan kerugian head pada cabang

tersebut.

Rugi head pada setiap cabang boleh dianggap sepenuhnya terjadi akibat

gesekan atau akibat katup dan perlengkapan pipa, diekspresikan menurut panjang

pipa atau koefisien losses kali head kecepatan dalam pipa yang dirumuskan

sebagai :

(29)

2.9 Sistem Jaringan Pipa

Gambar 2.7 Jaringan pipa

Jaringan pipa pengangkut air kompleks dapat dianalisis dengan cepat

menggunakan persamaan Hazen – Williams atau rumus geseskan lain yang sesuai.

Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus

memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui prosedur

yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah adanya kenyataan bahwa kebanyakan

jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik menjadi

sukar untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran dan tekanan di

berbagai titik menjadi persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga

harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi.

Sebuah jaringan yang terdiri dari sejumlah pipa mungkin membentuk

sebuah loop, dimana pipa yang sama dipakai oleh dua loop yang berbeda, seperti

terlihat pada gambar di atas. Ada dua syarat yang harus diperhatikan agar aliran

dalam jaringan tersebut setimbang, yaitu :

1.

Aliran netto ke sebuah titik harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa laju

aliran ke sebuah titik pertemuan harus sama dengan laju aliran dari titk

(30)

∆

(

+

∆

) ( )

=

+

∆

( )

+

....

dQ

Q

df

Q

f

Q

f

hl

∑

0 1 0 0

85

,

1

hl

Q

hl

nQ

dQ

dhl

hl

Q

_X X

∑

−

=

∑

−

=

∑

−

=

∆

−

85

,

1

54

,

0

1

=

87 , 4 85 , 1

73

,

4

d

C

L

n

=

5 2

8

d

g

fL

n

π

=

2.

Head losses netto di seputar sebuah loop harus sama dengan nol. Jika

sebuah loop ditelusuri ke arah mana pun, sambil mengamati perubahan

akibat gesekan atau losses yang lain, kita harus mendapatkan aliran yang

setimbang ketika kembali ke kondisi semula ( head dan tekanan) pada

kondisi awal.

Prosedur untuk menentukan distribusi aliran dalam suatu jaringan meliputi

penentuan aliran pada setiap sehingga kontinuitas pada setiap pertemuan terpenuhi

(syarat 1). Selanjutnya head losses dari setiap loop dihitung dan jika tidak sama

dengan nol maka aliran yang telah ditetapkan harus dikoreksi kembali dengan

perkiraan dan metode iterasi yang disebut metode Hardy Cross.

Untuk sebuah loop tertentu dalam suatu jaringan misalkan Q adalah laju

aliran sesungguhnya atau laju aliran setimbang dan Q

0

adalah laju aliran yang

diandaikan sehingga Q = Q

0

+ Q. Dari persamaan Hazen – Williams hl = Nq

X

,

maka fungsi Q dapat dikembangkan dalam deret Taylor sebagai :

Jika hanya orde pertama yang digunakan, kemudian

∆

Q dihitung dengan f(Q) =,

maka :

Harga x adalah eksponen dalam persamaan Hazen – Williams pabila digunakan

untuk menghitung hl dan besarnya adalah dan n menyatakan suku-

suku yang terdapat dalam persamaan yang menggunakan satuan British, yaitu :

.

Cara lain yang dapat digunakan ialah dengan persamaan Darcy –

Weisbach dengan x = 2 dan . Hal lain yang perlu diperhatikan adalah

bahwa faktor gesekan selalu berubah untuk setiap iterasi.

Prosedur pengerjaannya sebagai berikut :

1.

Andaikan distribusi aliran yang paling wajar, baik besar maupun arahnya

(31)

0

/ Q

hl

n

hl

Q

∑

−

∑

=

∆

hl

∑

0

Q

hl

85 , 0 0 0

nxQ

Q

hl

∑

=









∑

Q

∆

mempunyai jumlah aljabar nol. Ini harus ditunjukkan dari diagram

jaringan pipa yang bersangkutan.

2.

Buat sebuah tabel untuk menganalisa setiap loop tertutup dalam jaringan

yang semi-independent.

3.

Hitung head losses pada setiap pipa.

4.

Untuk tiap loop, anggap bahwa laju aliran Q

0

dan head losses (hl) positif

untuk aliran yang searah jarum jam dan negatif untuk aliran yang

berlawanan arah jarum jam.

5.

Hitung jumlah aljabar head losses ( ) dalam setiap pipa.

6.

Hitung total head losses per satuan laju aliran untuk tiap pipa.

Tentukan jumlah besaran . Dari definisi tentang head

7.

losses dan arah aliran, setiap suku dalam penjumlahan ini harus bernilai

positif.

8.

Tentukan koreksi aliran dari tiap loop, menurut [26] dirumuskan sebagai

berikut :

Dimana :

∆

Q = koreksi laju aliran untuk loop

∑

hl = jumlah aljabar kerugian head untuk semua pipa dalam

Loop.

n = harga yang bergantung pada persamaan yang digunakan

untuk menghitung laju aliran.

n = 1,85 bila digunakan persamaan Hazen – Williams.

n = 2 bila digunakan persamaan Darcy dan Manning.

Koreksi diberikan untuk setiap pipa dalam loop. Sesuai dengan

kesepakatan, jika bernilai positif ditambahkan ke aliran yang searah

jarum jam dan dikurangkan jika berlawanan arah jarum jam. Untuk pipa

yang digunakan secara bersama dengan loop lain, maka koreksi aliran

(32)

hl

∑

0

Q

hl

∑

9.

Tuliskan aliran yang telah di koreksi pada diagram jaringan pipa seperti

pada langkah 1. untuk memeriksa koreksi pada langkah 7 perhatikan

kontinuitas pada setiap pertemuan pipa.

10.

Ulangi Langkah 1 sampai 8 hingga koreksi aliran = 0.

Prosedur di atas dapat digambarkan pada sebuah tabel berikut :

1

2

3

4

5

6

7

No. pipa

Panjang

Pipa (L)

Diameter

Pipa (d)

Laju

Aliran

(Qo)

Unit head

Losses (hf)

Head

Losses

(hl)

0

Q

hl

m

3

/s

m

s/m

2

Diketahui Diketahui Diketahui Ditaksir Diagram pipa hf

1

x L

1

2

2.10 Dasar Perencanaan Pompa

Dalam perancangan pompa untuk memindahkan fluida dari suatu tempat

ke tempat yang lain dengan head tertentu diperlukan beberapa syarat utama, yaitu

:

1.

Kapasitas

Kapasitas pompa adalah jumlah fluida yang dialirkan oleh pompa per

satuan waktu. Kapasitas pompa ini tergantung pada kebutuhan yang harus

dipenuhi sesuai dengan fungsi pompa yang direncanakan.

2.

Head pompa

Head pompa adalah ketinggian dimana kolom fluida harus naik untuk

memperoleh jumlah yang sama dengan yang dikandung oleh satuan bobot fluida

(33)

g

v

2

γ

p

L

H

Z

g

v

P

Hp

Z

g

v

P

+

=

+

2 2 2 2 1 2 1 1

2

γ

(

Z

)

H

L

g

v

P

Hp

=

−

+

−

+

₂

−

₁

+

2 1 2 2 1 2

2

γ

1 2

P

−

a.

Head potensial

Didasarkan pada ketinggian fluida di atas bidang banding (datum plane).

Jadi suatu kolom air setinggi Z mengandung sejumlah energi yang disebabkan

oleh posisinya atau disebut fluida mempunyai head sebesar Z kolom air.

b.

Head kecepatan

Head kecepatan atau head kinetik yaitu suatu ukuran energi kinetik yang

dikandung fluida yang disebabkan oleh kecepatannya dan dinyatakan dengan

persamaan .

c.

Head tekanan

Head tekanan adalah energi yang dikandung fluida akibat tekanannya dan

dinyatakan dengan .

Head total dari pompa diperoleh dengan menjumlahkan head yang disebut

di atas dengan kerugian-kerugian yang timbul dalam instalasi pompa (head mayor

dan head minor).

3.

Sifat zat cair

Sifat-sifat fluida kerja sangat penting untuk diketahui sebelum

perencanaan pompa. Pada perencanaan ini, temperatur air dianggap sama dengan

temperatur kamar.

Persamaan Bernoulli

Menurut [27], untuk mencari head pompa dapat digunakan persamaan

Bernoulli, yaitu :

atau :

(34)

g

v

2

2 1 2 2

−

adalah perbedaan head kecepatan

Z

2

– Z

1

adalah perbedaan head statis

H

L

adalah head losses total.

4.

Unit penggerak pompa

Pada perancangan ini direncanakan pompa yang mempunyai konstruksi

kokoh dan dapat menjamin tidak terjadinya kebocoran sama sekali. Hal ini

direncanakan dengan merancang sistem penggerak pompa dan bagian utama poros

sebagai satu unit kesatuan. Umumnya unit penggerak pompa yang biasanya

dipakai adalah motor bakar, motor listrik dan turbin uap.

2.11 Dasar Pemilihan Pompa

Dalam pemilihan jenis pompa yang digunakan untuk mendistribusikan

fluida kerja ini, perlu dipertimbangkan faktor teknis dan ekonomisnya. Pompa

yang digunakan dalam perencanaan ini adalah jenis pompa sentrifugal dengan

pertimbangan :

•

Kapasitas pompa besar.

•

Aliran fluida yang dipompakan kontinu.

•

Konstruksi kecil dan sederhana sehingga mudah dalam pemeliharaan dan

dapat digabungkan dengan unit penggerak pompa sebagai satu kesatuan.

•

Dapat beroperasi pada putaran tinggi dan dikopel langsung dengan motor

penggerak.

•

Getaran yang terjadi pada saat pengoperasiannya relative kecil.

•

Untuk melayani kebutuhan yang sama, harga awal dan perawatan lebih

murah dibanding jenis lain.

(35)

BAB III

PERENCANAAN PIPA PADA SISTEM JARINGAN PIPA

3.1 Jumlah Pemakaian Air

Dalam merencanakan suatu sistem jaringan pipa yang digunakan untuk

mendistribusikan air bersih pada perumahan, ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan yaitu kebutuhan air secara keseluruhan yang meliputi kebutuhan

perumahan itu sendiri dan fasilitas lainnya..

3.1.1 Kebutuhan air bersih pada perumahan

Adapun jumlah anggota keluarga setiap rumah berkisar antara 4 – 8 orang.

Dalam perencanaan ini diambil rata-rata setiap rumah berjumlah 4 orang yang

terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 2 anak . Dari hasil survei diperoleh jumlah rumah

yang terdapat pada kompleks perumahan PT. PERTAMINA = 340 rumah

sehingga jumlah penduduk yang terdapat pada perumahan adalah 340 x 4 orang =

1360 orang.

Tabel 3.1 Pemakaian air rata-rata menurut [28].

No Jenis gedung

Pemakaian

air

rata-rata

sehari

(liter)

Jangka waktu

pemakaian air

rata-rata sehari

(jam)

Perbandingan

luas lantai

efektif/total

(%)

Keterangan

1

Perumahan

mewah

250

8-10

42-45

Setiap

(36)

2

Rumah biasa

160-250

8-10

50-53

Setiap

Penghuni

3

Asrama

120

8

bujangan

4

Sekolah

80

6

58-60

5

Perkantoran

100

8

60-70

Setiap pegawai

6

Penginapan

250-300

10

Untuk setiap

tamu

7

Gedung

peribadatan

10

3

Berdasarkan

jumlah jemaah

Dengan standard kebutuhan air penduduk rata-rata sebesar 230 liter.orang

(untuk keperluan rumah tangga) maka kebutuhan air penduduk dapat dihitung

dengan cara :

Kebutuhan air penduduk = jumlah penduduk x kebutuhan air rata- rata per hari

= 1360 x 230 liter

= 312.800 liter

3.1.2 Kebutuhan air bersih untuk Perkantoran.

Pada kompleks perumahan ini terdapat beberapa buah kantor antara lain :

Kantor Induk.

Jumlah pegawai

= 179 orang

Pemakaian air rata-rata per hari per orang

= 100 liter

Kebutuhan air rata-rata per hari

= 179 x 100 liter

= 17.900 liter

Kantor Sipil.

Jumlah pegawai

= 8 orang

= 100 liter

Kebutuhan air rata-rata per hari

= 8 x 100 liter

(37)

Kantor Bank Mandiri.

Jumlah pegawai

= 5 orang

= 5 liter

= 5 x 100 liter

= 500 liter

Kantor Telekomunikansi dan Informasi.

Jumlah pegawai

= 12 orang

= 12 liter

= 12 x 100 liter

= 1.200 liter

Maka total pemakaian air untuk perkantoran di komplek perumahan ini

adalah 20.400 liter per hari

3.1.3 Kebutuhan air bersih untuk Dormitory(Mess).

Pada kompleks perumahan ini dibangun 1 buah dormitory atau mess untuk

karyawan yang belum menikah (bujangan).

Jumlah orang

= 150 orang

= 150 liter

= 150 x 150 liter

= 19.500 liter

3.1.4 Kebutuhan air bersih untuk sekolah.

Pada perumahan ini tersedia 4 buah sekolah yang terdiri dari TK, SD,

SMP dan MADRASAH. Dari data survei diperoleh jumlah siswa dan kebutuhan

air untuk keempat sekolah tersebut, yaitu :

1.

Sekolah TK

Jumlah siswa

= 100 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari per orang

= 50 liter

= 100 x 50 liter

(38)

Kebutuhan air untuk siswa ini ditambahkan lagi dengan kebutuhan

air untuk guru dan pegawai kantor.

Jumlah guru

= 11 orang.

= 100 liter

= 11 x 100 liter

= 1100 liter

Jadi total kebutuhan air untuk sekolah TK adalah 4200 liter

2.

Sekolah SD

Jumlah siswa

= 180 orang

= 50 liter

= 180 x 50 liter

= 9000 liter

air untuk guru dan pegawai kantor.

Jumlah guru

= 38 orang

= 100 liter

Kebutuhan air rata-rata per hari

= 38 x 100 liter

= 3.800 liter

Jadi total kebutuhan air untuk sekolah SD adalah 12.800 liter.

3.

Sekolah SMP

Jumlah siswa

= 120 orang

= 50 liter

= 120 x 50 liter

= 6.000 liter

air untuk guru dan pegawai kantor.

Jumlah guru

= 43 orang.

= 100 liter

= 43 x 100 liter

= 4.300 liter

(39)

4.

Sekolah MADRASAH.

Jumlah siswa

= 150 orang

= 50 liter

= 150 x 50 liter

= 7.500 liter

air untuk guru dan pegawai kantor.

Jumlah guru

= 31 orang

= 100 liter

= 31 x 100 liter

= 3.100 liter

Jadi total kebutuhan air untuk sekolah MADRASAH adalah 10.600 liter.

Diperoleh jumlah kebutuhan air total untuk keempat sekolah tersebut

adalah 37.900 liter per hari

3.1.5 Kebutuhan air bersih untuk rumah ibadah.

1.

Mesjid

Jumlah rata-rata jemaah per hari

= 100 orang

Jumlah gedung

= 1 buah

= 10 liter

= 100 x 1 x 10 liter

= 1000 liter

2.

Gereja

Jumlah rata-rata umat

= 100 orang

Jumlah gedung

= 1 buah

= 10 liter

= 100 x 1 x 10 liter

(40)

3.1.6 Kebutuhan air bersih untuk Rumah Sakit.

Sebagai tempat pertolongan pertama dan sarana informasi kesehatan

khususnya untuk pasien yang berobat jalan pada perumahan, dibangun sebuah

Rumah Sakit Umum.

Jumlah tempat tidur pasien

= 40 tempat tidur.

Kebutuhan air rata-rata per hari per pasien = 500 liter

Kebutuhan air rata-rata per hari

= 40 x 500 liter

= 20.000 liter

Kebutuhan air ini masih harus ditambahkan lagi dengan kebutuhan air

untuk pegawai/staf rumah sakit, pasien luar dan keluarga pasien.

•

Kebutuhan air untuk pegawai/staf rumah sakit.

Jumlah pegawai

= 96 orang.

= 100 liter

= 96 x 100 liter

= 9.600 liter

•

Kebutuhan air untuk keluarga pasien.

Disini diambil rata-rata jumlah keluarga pasien adalah 2

orang/pasien rawat inap dimana jumlah pasien rawat inap diambil dari

jumlah tempat tidur pasien.

Jumlah orang

= 80 orang.

= 100 liter

= 80 x 100 liter

= 8.000 liter

Maka total kebutuhan air untuk rumah sakit adalah 37.600 liter per hari

3.1.7 Kebutuhan Air Untuk Wisma.

Pada Komplek Perumahan ini terdapat 1 buah wisma yang digunakan

untuk penginapan para tamu yang datang dari luar. Wisma tersebut memiliki 15

(41)

Jumlah orang

= 15 orang.

= 150 liter

= 15 x 150 liter

= 2.250 liter

3.1.9 Kebutuhan air bersih untuk fasilitas lainnya.

Kebutuhan air bersih untuk fasilitas lainnya seperti gedung serba guna,

lapangan olah raga, dan taman bermain membutuhkan air sekitar 1,5 % dari

sirkulasi air bersih yang ada, maka kebutuhan air adalah :

= 0,015 (312.800 + 20.400 + 19.500 + 37.900 +1000 + 1000 + 37.600 +

2.250) liter

= 0,015 x 432.450 liter

= 6486,75 liter

Sehingga keperluan air bersih pada kompleks perumahan PT.

PERTAMINA (PERSERO) menjadi :

= 6486,75 liter + 432.450 liter

= 438.936,75 liter

untuk mengatasi kebocoran yang terjadi selama pendistribusian, maka

kapasitas kapasitas total tersebut harus ditambahkan sebesar 10 – 20 %..

Dalam perencanaan ini diambil faktor sebesar 10 %, sehingga kapasitas

total air bersih pada kompleks perumahan PT. PERTAMINA (PERSERO) adalah

= 10 % (438.936,75 liter) + 438.936,75 liter

= 4389,3675 liter + 438.936,75 liter

= 443.326,1175 liter.

Jadi total kapasitas yang harus dialirkan ke perumahan dalam 24 jam

adalah sebesar 443.326,1175 liter per hari = 443,326175 m3 per hari

3.2 Estimasi pemakaian beban puncak.

Dari hasil survey diperoleh data-data sebagai berikut :

Tabel 3.2 Pressure Gauge yang terbaca selama 24 jam

(42)

05.00 - 08.00

0.5

08.00 - 11.00

0.2

11.00 - 14.00

0.2

14.00 - 17.00

0.2

17.00 - 20.00

0.7

20.00 - 24.00

0.2

24.00 - 05.00

0.14

Dari data diatas dapat ditentukan bahwa beban puncak (peak hour) terjadi pada

pukul 05.00 - 08.00 wib dan 17.00 - 20.00 wib.

Persentase pemakaian air selama 24 jam dapat dihitung sebagai berikut

Tabel 3.3 Estimasi pemakaian per hari

Tabel 3.4 Pemakaian pada periode I ( 05.00-08.00 ) wib

Fasilitas

Persentase

pemakaian

air

(%)

Kapasitas

pemakaian

air

(Liter/hari)

Kapasitas

pemakaian

air

(Liter/3 jam)

Kapasitas

Pemakaian

air

(L/jam)

Rumah

40

312800

125120

41706,666

Kantor

0

20400

0,000

Mess

40

19500

7800

2600

Sekolah

0

37900

0,000

Mesjid

15

1000

150

50

Gereja

40

1000

400

133,333

Rumah Sakit

30

37600

11280

3760

Fasilitas

Periode Pemakaian air(%)

05.00-08.00 08.00-11.00

11.00-14.00

14.00-17.00

17.00-20.00

20.00-23.00

23.00 - 02.00

Rumah

40

5

40

3

2

Kantor

0

30

40

30

0

Mess

40

5

40

3

2

Sekolah

0

30

40

30

0

Mesjid

15

0

15

55

0

Gereja

40

30

0

30