REKOMENDASI HYDRANT PADA PT PG CANDI BARU, SIDOARJO Dasar Hukum:
Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 26 tahun 2008 tentang Persyaratan Teknis Sistem Proteksi Kebakaran Pada Bangunan Gedung Dan Lingkungan SNI 03-1745-2000 tentangTata cara perencanaan dan pemasangan sistem
pipa tegak dan slang untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan rumah dan gedung
Rekomendasi:
Menurut Peraturan Menteri Pekerjaan Umum No. 26 tahun 2008 tentang Persyaratan Teknis Sistem Proteksi Kebakaran Pada Bangunan Gedung Dan Lingkungan, pabri gula termasuk dalam kelas bangunan Kelas 8, yaitu bangunan gedung Laboratorium/Industri/Pabrik. Bangunan gedung laboratorium dan bangunan gedung yang dipergunakan untuk tempat pemrosesan suatu produk, perakitan, perubahan, perbaikan, pengepakan, finishing, atau pembersihan barang-barang produksi dalam rangka perdagangan atau penjualan.
Hydrant:
Perhitungan Pilar Hydrant
Tabel 1. Peletakan hydrant berdasarkan luas lantai, klasifikasi bangunan dan jumlah lantai bangunan.
Berdasarkan tabel diatas, dengan kondisi pabrik adalah kompartemen dengan partisi dan kelas bangunan 8 maka jumlah pilar hydrant:
∑
pilar hudrant=luas bangunan1000m2
= 4000m
2
= 4 unit
Maka, untuk satu gedung membutuhkan 4 unit pilar hydrant. Laju Aliran Air
Pabrik Gula Candi termasuk dalam sistem kelas I berdasarkan SNI 03-1745-2000, maka laju aliran minimum dari pipa tegak terjauh harus sebesar 1893 liter/menit atau 500 gpm. Laju aliran minimum untuk pipa tegak tambahan harus sebesar 946 liter/menit (250 gpm) untuk setiap pipa tegak yang jumlahnya tidak melampaui 4731 liter/menit. Dari pernyataan diatas maka laju aliran dengan adanya
penambahan pipa tegak maka :
Q = 1893 liter / menit + 946 liter / menit = 2839 liter / menit
= 0,048 m3/s Ukuran nozel
Ukuran diameter nozel = 3/2 inchi
Diameter dalam = 40,894 mm = 0,0409 m Luas lubang nozel ( A0) = πD2/ 4
= 3,14 ( 0,0409 m)2/4 = 0,0014 m2
4.1.1 Kapasitas Air
Berdasarkan Instruksi Menteri Tenaga Kerja No:Ins. 11/M/BW/1997 pilar hidran yang dioperasikan 3 buah yaitu pilar hidran terjauh dari pompa air, terdekat dari pompa air, dan titik pertengahan. Dalam hal ini, kapasitas air juga terbagi menjadi tiga aliran dengan kapasitas air yang berbeda-beda pada tiap pilar hidran nya karena pengaruh kerugian head pada perpipaan. Jadi kapasitas air yang keluar setiap pilar hidran :
Asumsi bahwa kapasitas air ketiga-tiganya sama pada nozel, dimana kecepatan angin diabaikan. Sehingga untuk pengujian 3 pilar maka didapatkan kapasitas aliran sebesar :
Qout = (0,048 m3/s) / 3 = 0,016 m3/ s
Kecepatan aliran nozel (Vo) = Q/A
= 0,048 m3/s / 0,0014 m2 = 34,29 m / s
Jarak jangkauan terjauh XtXt = Vo2sin 2Θ/ g Xt = (34,29 m / s )2sin 2 ( 45 0) / 9,8 m/s2
Xt = 1175,81 x 1 / 9,8 Xt = 119,98 m
Ymax pada sudut 450 Ymax= Vo2sin 2Θ/ 2g
Ymax = (34,29 m / s )2sin 2( 45 0) / 2 x 9,8 m/s2 Ymax = 1175,81 x 0,5 / 19,6
Ymax = 29,99 m ≈30 m
4.1.2 Perencanaan Volume air hidran dan bak peampung
a. Berdasarkan SNI 03-1745-2000, laju aliran minimun untuk sistem pipa tegak hidraulik terjauh sebesar 1893 liter/menit
b. Berdasarkan NFPA 14 - 2000 pasokan minimum yang harus tersedia untuk kebutuhan sistem sekurang-kurangnya untuk 30 menit
Kapasitas air yang dibutuhkan Q = 2839 liter/menit Waktu pasokan minimum = 30 menit
Volume total air hidran = 0,048 m3 /s x 1800 s = 86,4 m3
c. Berdasarkan SNI 03-1745-2000, diameter minimal dalam ini ditinjau dari jarak total pipa dan total akumulasi aliaran sebesar 1893 liter/menit dan jarak total pipa terjauh dari keluaran > 30,5 m yaitu 6 inci atau 152,4 mm
d. Berdasarkan SNI 03 – 6370 - 2001 jarak dasar bak kekatup isap minimal 10 kali diameter pipa.
Maka jarak dasar bak penampung ke katup isap = 152,4 mm x 10 = 1,524 m
Direncanakan panjang pipa isap yang tercelup sebesar 6 m dengan free board 1 m
Direncanakan panjang bak penampung 3,4 m dengan lebar bak penampung 3 m, maka volume bak penampung adalah
Volume bak penampung = p x l x t
= 3,4 m x 3m x ( 1,524 + 7 + 1 )m = 86,96 m3
4.1.3 Perpipaan Hidran
Pipa yang digunakan dalam pemasangan instalasi hidran adalah pipa baja karbon karena pipa ini cocok ditanam dalam beton dan banyak digunakan karena mudah dipasang.
1. Pipa isap (suction) dengan jenis material baja karbon dan ukuran 8”: a. Diameter luar pipa 219,075 mm = 0,202717 m
b. Diameter dalam pipa 212,717 mm = 0,202717 m c. Tebal pipa 8,179 mm = 0,008179 m
d. Panjang pipa isap 15 m 2. Perhitungan pipa isap ( suction)
a. Luas pipa diameter dalam ( A ) A = π 4 D 2 = 3,14x0,2027m2 4 = 0,032 m2 b. Kecepatan aliran ( V ) V = Q / A = ( 0,048 m3/ s ) / ( 0,032 m2) = 1,488 m / s c. Bilangan Reynolds ( Re ) Re = µD x V
dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 1 dengan suhu 30 maka 0,801x10-6
Re = 1,4880,000000801x0,2027
= 3,765 x 105
Re > 4000, aliran bersifat turbulen
d. Kerugian gesekan dalam pipa ( Major losses)
Jenis pipa yang digunakan adalah pipa baja karbon. Berdasarkan Lampiran 1 bahwa nilai e untuk baja karbon = 0,00015 dimana diameter pipa berukuran 8” maka nilai relative roughness(e/D) sebesar 0,0002.
Berdasarkan Lampiran 2 dapat diketahui bahwa nilai friction factor ( f ) sebesar 0,012 dengan nilai e/D sebesar 0,0002 dan nilai Re = 3,765 x 105
Kerugian gesekan pada pipa isap adalah : Hf = f x L x V
2
=
0,012x 15m x(
1,488m s)
2 2x0,2027m x9,8m s2= 0,100 m
e. Kerugian pada perubahan geometri ( Minor losses) Kerugian head di katup
Berdasarkan Lampiran 2 nilai koefisien kerugian dari berbagai katup dengan diameter sebesar 8” yang mana katup pada pipa isap ini menggunakan katup saringan maka nilai fv = 0,10
Hf = fv x
= 0,10 x = 0,011 m
Kerugian pada belokan pipa
Belokan pada isap adalah belokan lengkung sebesar 900 maka nilai f : F = 0,131+1,847( 3,5( )0,5 = 0,131+1,847( 3,5( )0,5 = 1,978 Hf = fv x = 1,978 x = 0,223 m
Pada pipa isap terdapat 4 belokan maka kerugian pada belokan pipa adalah : Hf = 4 x 0,223 m
= 0,894 m Total Head Isap (H)
H = Head major + Head minor = 0,100 m + (0,011 m +0,894 m )
= 1,005 m
3. Pipa utama pengeluaran ( discharge) dengan material baja karbon dan ukuran 6”: Diameter luar pipa 168,275 mm = 0,168275 m
Diameter dalam pipa 154,051 mm = 0,154051 m Tebal pipa 7,112 mm = 0.007112 m
Panjang pipa terjauh = 149.15 m a. Luas pipa diameter dalam ( A )
A = π 4 D 2 = 3,14x0,1540 51m2 4 = 0,019 m2 b. Kecepatan aliran ( V ) V = Q / A = ( 0,048 m3/ s ) / (0,019 m2) = 2,557 m / s c. Bilangan Reynolds ( Re ) Re = (D x V)/µ
dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 1 dengan suhu 30 maka µ = 0,801x10-6
Re = 2,557m/s x0,1540 51m
2
0,000000801
= 4,995 x 105 Re > 4000, aliran bersifat turbulen
d. Kerugian pada perubahan geometri ( Minor losses) Kerugian head di katup
Berdasarkan Lampiran 2 nilai koefisien kerugian dari berbagai katup dengan diameter pipa berukuran 6” yang mana katup pada pipa pengeluaran ini menggunakan gate valvemaka nilai f = 0,12
Hf = f x L x V2 2x D x G
=
0,015x 149,15m x(2,557) 2 2x0,2027m x9,8m/s2 = 0.368185 mBerdasarkan Lampiran 3 nilai koefisien kerugian dari berbagai katup dengan diameter pipa berukuran 6” yang mana katup pada pipa pengeluaran ini menggunakan gate valvemaka nilai f = 0,12
Hf = fv x
= 0,12 x = 0,041 m
Kerugian pada belokan pipa
Belokan pada pipa pengeluaran adalah belokan lengkung sebesar 900 maka nilai f: F = 0,131+1,847( 3,5( )0,5 = 0,131+1,847( 3,5( )0,5 = 1,978 Hf = fv x = 1,978 x = 0,670 m
Pada pipa isap terdapat 4 belokan maka kerugian pada belokan pipa adalah:
Hf = 4 x 0,670 m = 2,68 m Total Head Isap (H)
H = Head major + Head minor
= 0.368185 m + (0,041 m +2,68 m ) = 3,089 m
4. Fitting Tee
Diameter dalam pipa 154,051 mm = 0,154051 m Tebal pipa 7,112 mm = 0.007112 m Panjang pipa terjauh = 149,15 m Perhitungan kerugian gesekan pada fitting tee
a. Luas pipa diameter dalam ( A ) A = π 4 D 2 = 3,14x0,1540 51m 2 4 = 0,019 m2 b. Kapasitas aliran ( Q )
Kapasitas aliran adalah setengah dari kapasitas aliran discharge ( Q1 ) karena aliran terbagi menjadi 2 aliran.
Q1 = Q/2 = 0,048 m3/s /2 = 0,024 m3/s c. Kecepatan aliran ( V ) V = Q / A = ( 0,024 m3/ s ) / (0,019 m2) = 1,288 m / s d. Bilangan Reynolds ( Re ) Re = (D x V)/µ
dimana nilai µ berdasarkan Lampiran 1 dengan suhu 30 maka µ = 0,801x10-6
Re = 1,288m/s x0,1540 51m2
0,000000801
= 2,447 x 105 Re > 4000, aliran bersifat turbulen
e. Kerugian gesekan dalam pipa ( Major losses)
Jenis pipa yang digunakan adalah pipa baja karbon. Berdasarkan Lampiran 1 bahwa nilai e untuk baja karbon = 0,00015 dimana
diameter pipa berukuran 6” inchi nilai relative roughness (e/D) sebesar 0,0003.
Berdasarkan Lampiran 3dapat diketahui bahwa nilai friction factor( f ) sebesar 0,015 dengan nilai e/D sebesar 0,0003 dan nilai Re = 2,447 x 105
Hf = fv x
= 0,015 x = 0,001 m
Pada instalasi hidran ada 16 fitting tee maka : Hf = 16 x 0,001 m
= 0,020 m
Jadi head total pipa discharge adalah H = head pipa dischargeutama + head fitting
= 4,341 m + 0,020 m = 4,361 m
5. Pilar hidran dengan material baja karbon dan ukuran 2,5” Diameter luar pilar hidran 73 mm = 0,073 m
Diameter dalam pilar hidran 62,713 mm = 0,062173m Tebal pilar hidran 5,16 mm = 0,00516 m
Tinggi pilar hidran = 1 m
6. Nozel hidran dengan menggunakan ukuran 3/2 inchi Diameter ujung nozel = 3/2 inchi
Diameter luar = 48,260 mm Diameter dalam = 40,894 mm Tebal = 3,825 mm
Panjang nozel = 0,4 m
7. Perhitungan head kerugian kecepatan pengeluaran ( nozel ) a. Luas pipa diameter dalam ( A )
A = π4 D2 = m 0,040894¿ ¿ ¿2 3,14x¿ ¿ = 0,001 m2 b. Kecepatan aliran ( V ) V = Q / A = ( 0,048 m3/ s ) / (0,001 m2)
= 36,564 m / s
c. Head kerugian kecepatan pengeluaran ( nozel)
V d2 2g
=
36,564m s x(0,040894m) 2 2x9,8m/s2= 0,300 m
8. Slang hidran dengan menggunakan Kombinasi dari nozel
1½ inci dengan slang 1½” panjang 100 ft per nozel, 2½ inci TY, dan slang 2½ inci panjang 50 ft. Berdasarkan Lampiran 3 maka rugi tekanan dengan no. perhitungan 3 diketahui bahwa head pada slang sebesar 149 psi dimana 1 psi adalah 6894,76 kg/ ms2 maka
149 psi = 1027319,24 kg/ ms2 Hf = p / (ρx g ) = 1027319,24 kg/ ms2 / (995,7kg/m3x 9,8 m/s2) = 105,281 m 9. Head tekanan (∆hp ) Tekanan isap (p1)
p1 = ρx g x ( -h ) (h bernilai negative karena ketinggian isap) = 995,7kg/m3 x 9,8 m/s2 x (-6 m)
= - 58547,16 kg/ms2
Tekanan hidran maksimum ( p2) adalah tekanan absolut sebesar 7 bar, tekanan pada instalasi pipa sebesar
p2 = 7bar – tekanan udara = 7bar – 1 atm (1 atm = 1.013 bar) p2 = 7bar – 1,032 bar p2 = 5,968 bar (1 bar = 1,020 x 104 kg/ m2) 5,987 bar = 5,987 x 1,020x104kg/ ms2 5.987 bar = 62264,8 kg/ ms2 ∆hp = p2−p1 ρxg = 62264,8kg/ms2−(−58547,16 kg ms2) ρxg
= 12,617 m
10. Head statis ( Ha)
Head perbedaan tinggi antara muka air sisi luar / nozel ( Z2) dengan sisi isap ( Z1)
Ha = ( Z2– Z1) = (6 m – (-1 m) ) = 7 m
11. Headtotal pada instalasi perpipaan hidran H = ha + ∆hp + h1 + V d
2
2g
= 7 m + 12,617 m + (165,256 m) + (0,300 m) = 183,173 m
4.2Pompa air hidran
Penentuan motor pompa menggunakan 3000 rpm dengan jenis pompa berporos tegak. 1. Daya Poros dan Efisiensi Pompa
a. Daya air( PW )MAX
PW = 0,163 x γ x Q x H
= 0,163 x 995,7 kg/m3 x 9,8 m/s2x 0,048 m3/s x 183,173 m = 13948,434 kg.m2/ s3
= 13,984 kW (dimana 1 kW = 1,341 hp) = 18,753 hp
b. Daya poros ( P )MAX n = 3000 rpm
Berdasarkan Lampiran 4 efisiensi standar pompa sentrifugal ( ηp) = 70 % P = PW/ ηp
= 18,753 hp / 70 % = 26,790 hp
Rekomendasi:
1. Jarak Antar Bangunan Gedung.
Untuk melakukan proteksi terhadap meluasnya kebakaran, harus disediakan jalur akses mobil pemadam kebakaran dan ditentukan jarak minimum antar bangunan gedung dengan memperhatikan
Jarak minimum antar bangunan gedung tersebut tidak dimaksudkan untuk menentukan garis sempadan bangunan gedung.
2. Akses petugas pemadam kebakaran
a. Akses Kendaraan Pemadam Kebakaran.
Akses kendaraan pemadam kebakaran harus disediakan dan dipelihara sesuai persyaratan teknis ini.
Cetak biru akses jalan untuk kendaraan pemadam kebakaran sebaiknya disampaikan kepada Instansi pemadam kebakaran untuk dikaji dan diberi persetujuan sebelum dilakukan konstruksinya.
b. Akses ke Bangunan Gedung atau Lingkungan Bangunan Gedung Sambungan Siamese.
Otoritas berwenang setempat (OBS) memiliki kewenangan untuk mengharuskan pemilik/ pengelola bangunan gedung menyediakan sambungan siamese yang dipasang di lokasi dimana akses ke atau di dalam bangunan gedung atau lingkungan bangunan gedung menjadi sulit karena alasan keamanan.
Akses ke Bagian Pintu Masuk atau Pintu Lokasi Pembangunan Gedung. OBS memiliki kewenangan untuk mengharuskan pemilik bangunan gedung menyediakan akses untuk pemadam kebakaran lewat bagian pintu masuk atau pintu lokasi pembangunan gedung dengan pemakaian
peralatan atau sistem yang disetujui.
Pemeliharaan Akses. Pemilik atau penghuni bangunan gedung dengan adanya akses sebagaimana diesebut dalam butir 2.3.2.1 dan butir 2.3.2.2 harus memberitahu OBS manakala akses tersebut diubah sedemikian rupa sehingga bisa menghambat akses pemadam kebakaran ke lokasi bangunan gedung.
c. Jalan Akses Pemadam Kebakaran. Akses yang dipersyaratkan:
Jalan akses pemadam kebakaran yang telah disetujui harus disediakan pada setiap fasilitas, bangunan gedung, atau bagian bangunan gedung setelah selesai dibangun atau direlokasi.
Jalan akses pemadam kebakaran meliputi jalan kendaraan, jalan untuk pemadam kebakaran, jalan ke tempat parkir, atau kombinasi jalan-jalan tersebut.
Apabila tidak ada garasi untuk rumah tinggal untuk satu atau dua keluarga, atau garasi pribadi, tempat parkir, gudang/bangsal, bangunan gedung pertanian atau bangunan gedung gandeng atau bangunan gedung seluas (37 m2 ) 400 ft2 atau kurang, maka ketentuan sebagaimana
tersebut dalam butir 2.3.2.1 dan butir 2.3.2.2 diizinkan untuk dimodifikasi oleh OBS.
Apabila jalan akses pemadam kebakaran tidak dapat dibangun karena alasan lokasi, topografi, jalur air, ukuran-ukuran yang tidak dapat dinegosiasi, atau kondisi-kondisi semacam itu, maka pihak yang
berwenang bisa mensyaratkan adanya fitur proteksi kebakaran tambahan. Jalur Akses Lebih dari Satu. Jalur akses pemadam kebakaran lebih dari
satu bisa disediakan apabila ditentukan oleh OBS dengan pertimbangan bahwa jalan akses tunggal kurang bisa diandalkan karena kemacetan lalu lintas, kondisi ketinggian, kondisi iklim, dan faktor-faktor lainnya yang bisa menghalangi akses tersebut
3. Penandaan Jalur
1. Pada ke-4 sudut area lapis perkerasan untuk mobil pemadam harus diberi tanda. 2. Penandaan sudut-sudut pada permukaan lapis perkerasan harus dari warna yang kontras dengan warna permukaan tanah atau lapisan penutup permukaan tanah. 3. Area jalur masuk pada kedua sisinya harus ditandai dengan bahan yang kontras dan
bersifat reflektif sehingga jalur masuk dan lapis perkerasan dapat terlihat pada malam hari. Penandaan tersebut diberi jarak antara tidak melebihi 3 m satu sama lain dan harus diberikan pada kedua sisi jalur. Tulisan “JALUR PEMADAM KEBAKARAN – JANGAN DIHALANGI” harus dibuat dengan tinggi huruf tidak kurang dari 50 mm. 4. Hydrant Halaman
Rencana dan spesifikasi sistem hidran halaman harus disampaikan ke instansi pemadam kebakaran untuk dikaji dan diberi persetujuan sebelum dilakukan konstruksinya.
Tiap bagian dari jalur untuk akses mobil pemadam di lahan bangunan gedung harus dalam jarak bebas hambatan 50 m dari hidran kota. Bila hidran kota tidak tersedia, maka harus disediakan hidran halaman (lihat gambar 2.3.5.2).
Dalam situasi di mana diperlukan lebih dari satu hidran halaman, maka hidran-hidran tersebut harus diletakkan sepanjang jalur akses mobil pemadam sedemikian hingga tiap bagian dari jalur tersebut berada dealam jarak radius 50 m dari hidran.
Pasokan air untuk hidran halaman harus sekurang-kurangnya 38 liter/detik pada tekanan 3,5 bar, serta mampu mengalirkan air minimmal selama 30 menit.
5. Pasokan Air
Suatu pasokan air yang disetujui dan mampu memasok aliran air yang diperlukan untuk proteksi kebakaran harus disediakan guna menjangkau seluruh lingkungan dimana fasilitas, bangunan gedung atau bagian bangunan gedung di konstruksi atau akan disahkan secara formal.
Apabila tidak ada sistem distribusi air yang handal, maka diperbolehkan untuk memasang atau menyediakan reservoir, tangki bertekanan, tangki elevasi, atau berlangganan air dari pemadam kebakaran atau sistem lainnya yang disetujui. Jumlah dan jenis hidran halaman dan sambungannya ke sumber air lainnya
yang disetujui harus mampu memasok air untuk pemadaman kebakaran dan harus disediakan di lokasi-lokasi yang disetujui.
Hidran halaman dan sambungannya ke pasokan air lainnya yang disetujui harus dapat dijangkau oleh pemadam kebakaran.
Sistem pasokan air individu, harus diuji dan dipelihara sesuai ketentuan baku atau standar yang berlaku.
Apabila dipersyaratkan oleh OBS, hidran halaman yang rawan terkena kerusakan akibat kendaraan, harus dilindungi, kecuali apabila terletak dalam lokasi jalan umum.
Komponen instalasi hydrant dan perlengkapannya adalah: 1. Sumber air
2. Sistem pompa 3. Sistem pemipaan
4. Kotak hydrant, lengkap dengan slang, kopling penyambung, nozzle dan sisir untuk tempat slang
5. Pillar hydrant dan kunci (khusus hydrant halaman)
Hydrant pada PT PG Candi Baru Sidoarjo adalah jenis hydrant halaman Jumlah pilar hydrant:
o Luas Pabrik
Sistem persediaan air: PDAM/ bak reservoir
Hydrant halaman dilengkapi/pillar hydrant yang mempunyai satu atau dua kopling pengeluaran dengan diameter 2,5 inch.
Tekanan maksimum pada titik terberat adalah 7 kg/cm2 dan tekanan pada titik terlemah adalah 4,5 kg/cm2
Diameter slang hydrant halaman 2,5 inch atau 6,5 cm
Pilar hydrant harus dipasang pada jarak tidak kurang dari 6 meter dari tepi bangunan Pada system hydrant halaman harus ada sambungan kembar siam (seamese
connection)
Sebaiknya perlengkapan untuk hydrant diletakkan dalam box hydrant yang berada di dekat pillar hydrant
Saran:
System sambungan (coupling) yang dipakai adalah jenis MACHINO dengan interlock system (standar Jepang). Pada hydrant tersebut terpasang sambungan kembar (seamese
Box hydrant:
Setiap fire box berisi peralatan sebagai berikut:
1. 2 roll selang pemadam api dengan diameter 2,5 inch 2. 1 buah jet/spray nozzle diameter 2,5 inch
3. I buah kunci hydrant/ kunci valve
Hydrant box tersebut dilengkapi dengan tulisan “Bila terjadi kebakaran pecahkan kaca ini” sehingga setiap orang yang berada di area tersebut dapat mengetahui bahwa di tempat tersebut tersedia selang kebakaran yang disambungkan pada pillar hydrant.
