Sistem Proteksi Bangunan terhadap
bahaya Petir
MATERI MINGGU KE-13
Pengertian
Petir sebuah cahaya terang benderang yang
dihasilkan oleh tenaga listrik alam, terjadi di antara
awan-awan atau awan ke tanah. Sering kali terjadi bila
cuaca mendung atau badai.
Proses
Fenomena alam ini dapat diartikan
sebagai proses
perpindahan elektron antar awan dan bumi melalui medium
udara.
Penyebab terjadinya petir adalah
perbedaan potensial antara awan dan
bumi.
Peraturan Standar Bangunan
Undang-undang No. 28 Tahun 2002 tentang Bangunan Gedung yang dalam Pasal 20 ayat (1) berbunyi: "Pengamanan terhadap bahaya petir melalui sistem penangkal petir sebagaimana dimaksud dalam Pasal 17 ayat (4) merupakan kemampuan bangunan gedung untuk melindungi semua bagian bangunan gedung, termasuk manusia di dalamnya terhadap sambaran petir. “ Peraturan Pemerintah No. 36 Tahun 2005 lebih menegaskan lagi dalam Pasal 35 ayat (1) Setiap bangunan gedung yang berdasarkan letak, sifat geografis, bentuk, ketinggian, dan penggunaannya
berisiko terkena sambaran petir harus dilengkapi dengan instalasi
penangkal petir.
Identifikasi Bahaya & Analisis Resiko
Arus dapat menyebabkan berhentinya kerja jantung.
Efek rangsangan dan panas akibat arus petir dapat melumpuhkan jaringan-jaringan / otot- otot
Bila energinya besar dapat menghanguskan tubuh
manusia.
Terhadap Manusia shock!!!
Identifikasi Bahaya & Analisis Resiko
Thermis, seperti terbakar pada bagian yang tersambar
Mekanis, seperti atap runtuh, bangunan retak dan lain-lain
Bahan bangunan yang paling parah bila terkena sambaran petir adalah yang bersifat kering, isolasi maupun semi- isolasi.
Terhadap Bangunan
Kerusakan karena besar dari arus petir (mencapai 200 kA / 100 – 400.000 Volt) dan kecuraman arus petir.
Sifat petir akan menyambar bangunan yang paling tinggi
Tingkat Perlindungan Sistem Proteksi Sambaran Petir
Tingkat perlindungan Normal,
yaitu untuk bangunan- bangunan yang bila terjadi kegagalan perlindungan tidak menyebabkan bahaya beruntun, sepertibangunan perumahan, gedung- gedung.
Tingkat Perlindungan Tinggi,
yaitu untuk bangunan-bangunan atauinstalasi yang lain jika terjadi kegagalan perlindungan dapat berbahaya bagi keselamatan jiwa, atau dapat menimbulkan bahaya ikutan yang lebih besar, seperti instalasi eksplosif mudah meledak, bangunan-bangunan dengan tingkat penggunaan tinggi dan banyak orang berada di dalamnya, instalasi komunikasi penting dan lain-lain.
Tingkat Perlindungan Sangat Tinggi,
yaitu untuk bangunan atauinstalasi yang jika terjadi kegagalan perlindungan dapat menyebabkan bahaya ikutan yang tidak terkendali seperti pusat instalasi nuklir.
Instalasi Penangkal Petir
Sistem dengan komponen-komponen dan peralatan-peralatan yang secara keseluruhan berfungsi untuk
menangkap petir dan menyalurkannya ke tanah.
Sistem tersebut harus dipasang
sedemikian rupa sehingga semua bagian dari bangunan beserta isinya atau
benda-benda yang dilindunginya
terhindar dari bahaya sambaran petir baik secara langsung atau tidak
langsung.
Komponen Penangkal Petir
– Penangkap petiradalah penghantar-penghantar di atas bangunan yang berupa elektroda logam yang dipasang tegak dan mendatar
– Penghantar Penyalur Utamaadalah penghantar dari logam dengan luas penampang serta bahan tertentu yang berfungsi untuk menyalurkan arus petir ke tanah.
– Penghantar pembantuyaitu semua penghantar lainnya yang dimanfaatkan sebagai pembantu penyalur arus petir, misalnya pipa air hujan dari logam, konstruksi logam dari bgian bangunan.
– Penghantar Hubungyaitu penghantar dari logam yang menghubungkan masing-masing penangkap petir atau dengan bagian-bagian logam di dalam atau di dalam bangunan.
– Terminal Hubung yaitu suatu dudukan dari logam yang berfungsi sebagai titik hubung bersama dari beberapa penghantar penyalur dan benda logam lain yang akan dibumikan.
– Sambungan Ukuryaitu sambungan listrik antara
penghantar penyalur dengan pengebumian dengan cara penyambungan yang dapat dilepas untuk pengukuran besar tahanan penghantar dan tahanan pengebumian.
– Pengebumian yaitu elektrode dari logam yang di tanam di dalam tanah yang berfungsi untuk menyebarkan arus petir ke tanah, dapat berupa elektroda pita, batang atau plat.
Perhitungan Instalasi Penangkal Petir
Besarnya kebutuhan suatu bangunan akan instalasi penangkal petir dapat diperhitungkan secara empiris berdasarkan indeks-indeks pada tabel berikut ini.
Dari Penjumlahan indeks-Indeks ini akan diperoleh
nilai perkiraan bahaya akibat sambaran petir.
Perhitungan Instalasi Penangkal Petir
No Fungsi Bangunan Indeks A
1 Bangunan yang jarang digunakan 0
2 Bangunan yang bersisi peralatan sehari-hari (rumah tinggal, ruko, industri
rumahtangga) 1
3 Bangunan yang isinya cukup penting dan berisi banyak orang, misalnya menara air,
pabrik, gedung pemerintahan 2
4 Bangunan untuk umum, misalnya bioskop, sekolah, tempat ibadah, monumen 3
5 Instalasi gas, BBM, dan rumah sakit 5
6 Bangunan yang mudah meledak atau berisi bahan peledak 15
No Bahan Konstruksi Bangunan Indeks B
1 Seluruh bangunan terbuat dari logam (mudah menyalurkan arus listrik) 0 2 Bangunan dengan konstruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atap logam 1 3 Bangunan dengan konstruksi beton bertulang atau rangka besi dengan atap bukan
logam, atau rangka kayu atap logam 2
4 Bangunan kayu dengan atap bukan logam 3
No Tinggi Bangunan (dalam meter) Indeks C
1 0 sampai dengan 6 0
2 > 6 sampai dengan 12 2
3 > 12 sampai dengan 17 3
4 > 17 sampai dengan 25 4
5 > 25 sampai dengan 35 5
6 > 35 sampai dengan 50 6
7 > 50 sampai dengan 70 7
8 > 70 sampai dengan 100 8
9 > 100 sampai dengan 140 9
10 > 140 sampai dengan 200 10
No Situasi Bangunan Indeks D
1 Pada tanah datar di semua ketinggian 0
2 Di kaki bukti sampai tiga per empat tinggi bukit atau di pegunungan
sampai 1000 meter 1
3 Di puncak gunung atau pegunungan lebih dari 1000 meter 2
No Hari Guntur Per tahun Indeks E
1 2 0
2 2 - 4 1
3 4 - 8 2
4 8 - 16 3
5 16 - 32 4
6 32 - 64 5
7 64 - 128 6
8 128 - 256 7
Perhitungan Instalasi Penangkal Petir
R=A+B+C+D+E Perkiraan Bahaya Instalasi Petir
< 11 Diabaikan Tidak Perlu
11 Kecil Tidak Perlu
12 Sedang Agak
Dianjurkan
13 Agak Besar Dianjurkan
14 Besar Sangat
Dianjurkan
> 14 Sangat Besar
Sangat Perlu/diharus
kan
Jenis Penangkal Petir
1. Sistem Radioaktif
Penangkal petir yang menggunakan zat radioaktif.
Daerah perlindungan berbentuk bola, sehingga memiliki cakupan perlindungan lebih besar dari pada sistem
konvensional.
Karena efek radioaktif yang ditimbulkan membahayakan kesehatan manusia, maka
sejak 1980an, penangkal petir jenis ini dilarang untuk
digunakan.
Jenis Penangkal Petir
2. Sistem Konvensional (sangkar faraday)
Penangkal petir yang menggunakan tombak-tombak tembaga sebagai spitz yang dilengkapi dengan 2 arde
• Setiap spitz mempunyai daerah perlindungan berbentuk kerucut dengan sudut 60° (seolah-olah melingkupi bangunan).
• Faktor yang menentukan jumlah spitz pada bangunan adalah bentang (lebar bangunan) dan ketinggian spitz.
• Petir yang mengenai spitz akan diteruskan sampai ke tanah
(grounding)
Jenis Penangkal Petir
3. Gelombang elektromagnetik
• Terdapat 2 tingkatan lingkup pengamanan
a. Building safety coverage
untuk bangunan utama b. Ground safety coverage
untuk bangunan pendukung
• Terdapat beberapa pilihan radius pengamanan sesuai dengan luas bangunan
• Spitz tidak harus ditempatkan
pada bangunan paling atas
Bahaya Sambaran Petir
• Kerusakan harta benda dan kematian umat manusia yang disebabkan oleh sambaran petir di negara kita relatif tinggi, mulai dari meninggalnya seorang petani yang sedang bekerja di sawah sampai terhentiny produksi sebuah kilang minyak penghasil devisa negara disebabkan oleh sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung yaitu melalui radiasi, konduksi atau induksi gelombang elektromagnetik petir.
• Semakin hari semakin besar jumlah kerusakan yang di timbulkan, karena semakin banyaknya pemakaian komponen elktronik oleh masyarakat luas dan industri. Seperti yang telah dijelaskan di atas bahwa letak negara Indonesia berada pada daerah tropis
Argentina 30 - 80
Brazil 40 - 200
Hong Kong 9 - 100 Indonesia 180 – 260 Malaysia 180 – 260 Singapore 160 – 200 Thailand 90 – 200
Hari guruh per tahun (IKL)
SYSTEM PROTEKSI SAMBARAN PETIR SEMPURNA HARUS TERDIRI ATAS 3 BAGIAN YAITU :
1. Proteksi External
Yang disebut Proteksi External adalah instalasi dan alat-alat di luar sebuah struktur untuk menangkap dan menghantar arus petir ke sistem pembumian atau berfungsi sebagai ujung tombak penangkap muatan listrik/arus petir di tempat tertinggi.Proteksi External yang baik terdiri atas:
* Finial Penangkap Petir atau Interseptor.
* Down Conductor.
Finial batang tegak biasa digunakan untuk bangunan atap runcing, menara telekomunikasi, dll.
Finial mendatar biasa digunakan pada bangunan atap datar dengan menggunakan penghantar yang dipasang mendatar, dengan menggunakan atap bangunan atau atap tanki suatu kilang minyak.
Finial Penangkap Petir (Interseptor)
Susunan finial penangkal petir dapat berupa : – Finial Batang Tegak
– Susunan Finial Mendatar
– Finial-finial lain dengan memanfaatkan benda logam yang terpasang di atas bangunan (atap logam,
menara logam, dll. )
Tingkat perlindungan yang diinginkan menentukan – Susunan dan jumlah finial,
– Dimensi dan jenis bahan finial – Konstruksi finial
Semua ini secara besaran arus petir ditentukan oleh tingginya Arus Puncak Petir (I) dan Muatan Arus Petir (Q).
Down Conductor
Arus sambaran petir yang mengenai finial harus secara cepat dialirkan ke tanah
dengan pengadaan sistem penyaluran arus petir melalui jalan terpendek. Dimensi atau luas penampang, jumlah dan rute
penghantar ditentukan oleh kuadrat arus impuls sesuai dengan tingkat perlindungan yang ditentukan serta tingginya arus puncak petir.
Bagian terpenting dalam instalasi sistem penangkal petir adalah sistem pembumiannya. Kesulitan pada sistem pembumian biasanya karena berbagai macam jenis tanah. Hal ini dapat diatasi dengan menghubungkan semua metal (Equipotensialisasi) dengan elektrode tunggal yang ke bumi
2. Proteksi Pembumian / Pentanahan
3. Proteksi Internal
Proteksi Internal berarti proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir. Terutama efek medan magnet dan
medan listrik pada instalasi metal atau sistem listrik.
Cara merencanakan penangkal petir konvensional/sangkar faraday
1. mengetahui denah/rencana atap (ukuran panjang, lebar &
kemiringannya) 2. Tentukan
