28457270 Sistem Air Bersih Gedung Kuliah 2 Tek Pml Ged Amp Perk

Sistem Air Bersih GedungKULIAH 2 TEKNIK PEMELIHARAAN GEDUNG PERKANTORAN

PS S1 TEKNIK SIPIL-FAKULTAS TEKNIK-

UNIVERSITAS SANGGA BUANA YPKP BANDUNG

DEMAND AIR BERSIH GEDUNGUntuk menghitung perkiraan demand (kebutuhan) air bersih gedung, perlu diketahui

terlebih dahulu:• Luas gedung• Jenis gedung• Fungsi gedung• Jumlah penghuni

Jumlah air yang harus selalu tersedia di dalam sistem air bersih gedung pada prinsipnya dapat ditentukan berdasarkan jumlah penghuni gedung dikalikan rata-rata kebutuhan air per orang per hari.

Ketersediaan air di dalam gedung perlu dilihat dari dua sisi, yaitu:• Debit• VolumeDebit adalah aliran air per satuan waktu (dinamik), dan volume adalah jumlah air dalam

satuan kubik (statik). Volume berkaitan dengan kapasitas reservoar atau tangki.

RATA-RATA KEBUTUHAN AIR PER ORANG PER HARI(SUMBER :Soufyan Moh. Noerbambang & Takeo Morimura, 2005)

No Jenis Gedung Pemakaian air rata-rata per hari (liter)

Jangka waktu pemakaian air rata-rata sehari (jam)

Perbandingan luas lantai efektif/total (%)

Keterangan

1 Perumahan mewah 250 8-10 42-45 Setiap penghuni

2 Rumah biasa 160-250 8-10 50-53 Setiap penghuni

3 Apartemen 200-250 8-10 45-50 Mewah 250 literMenengah 180 ltrBujangan 120 ltr

4 Asrama 120 8 bujangan

5 Rumah sakit Mewah>1000Menengah 500-1000Umum 350-500

8-10 45-48 (setiap tempat tidur pasien)Pasien luar : 8 ltrStaf/pegawai :120 ltrKelg.pasien: 160 ltr

6 Sekolah Dasar 40 5 58-60 Guru : 100 liter

7 SLTP 50 6 58-60 Guru : 100 liter

8 SLTA dan Perg. Tinggi

80 6 Guru/Dosen:100 liter

9 Rumah-toko 100-120 8 Penghuninya: 160 ltr





Keterangan

10 Gedung kantor 100 8 60-70 Setiap pegawai

11 Toko serba ada departement store

3 7 55-60 Untuk kakus blm termasuk restoran

12 Pabrik/industri Buruh pria: 60wanita: 100

8 Per orang, setiap giliran (kalau kerja lebih dari 8 jam/hari)

13 Stasiun/terminal 3 15 Setiap penumpang (yang tiba maupun berangkat

14 Restoram 30 5 Untuk penghuni 160 ltr

15 Restoran umum 15 7 Untuk penghuni: 160 ltr; pelayan: 100 ltr; 70% dari jml tamu perlu 15 ltr/org untuk kakus, cuci tangan dsb.





Keterangan

16 Gedung pertunjukan 30 5 53-55 Kalau digunakan siang dan malam, pemakaian air dihitung per penonton, jam pemakaian air dalam tabel adalah untuk satu kali pertunjukan

17 Gedung bioskop 10 3 Idem

18 Toko pengecer 40 6 Pedangan besar: 30 liter/tamu, 10 liter/satf, atau 5 liter per hari setiap m2 luas lantai

19 Hotel/penginapan 250-300 10 Untuk setiap tamu, untuk staf 120-150 liter; penginapan 200 liter

20 Gedung peribadatan 10 2 Didasarkan jumlah jemaah per hari





Keterangan

21 Perpustakaan 25 6 Untuk setiap pembaca yang tinggal

22 Bar 30 6 Setiap tamu

23 Perkumpulan sosial 30 Setiap tamu

24 Kelab malam 120-350 Setiap tempat duduk

25 Gedung perkumpulan

150-200 Setiap tamu

26 Laboratorium 100-200 8 setiap staf

DASAR PERHITUNGAN• PENAKSIRAN BERDASARKAN JUMLAH PEMAKAI/PENGHUNI

didasarkan pada pemakaian air rata-rata sehari dari setiap penghuni, dan perkiraan jumlah penghuni.jika diketahui jenis gedung dan jumlah penghuninya, jumlah kebutuhan air dihitung berdasarkan ‘standar’ pemakaian air per orang per hari jenis gedung tersebut.kalau jumlah penghuni tidak dapat diketahui, ditaksir berdasarkan luas lantai dan menetapkan kepadatan hunian per luas lantai, luas lantai yang dimaksud adalah luas lantai efektif, berkisar antara 55%-80% dari luas seluruhnya, kepadatan hunian misalnya ditetapkan 5 sampai 10 m2 per orang. pemakaian air rata-rata dihitung berdasarkan jumlah pemakaian air seluruh gedung dalam se hari, dibagi 24 jampada waktu-waktu tertentu pemakaia air akan melebihi pemakaian air rata-rata, yang tertinggi dinamakan pemakaian air jam-puncaklaju aliran air pada jam puncak digunakan untuk menentukan diameter pipa utama(dari tangki atap) atau pipa dinas, dan kapasitas pompa penyadap air

RUMUS DEBIT PEMAKAIAN AIR DALAM GEDUNG

• PEMAKAIAN AIR RATA-RATA

Qh = Qd/TQh= pemakaian air rata-rata (m3/jam)Qd= pemakaian air rata-rata sehari (m3)T= jangka waktu pemakaian (jam)

PEMAKAIAN AIR PADA JAM-PUNCAK

Qh-max = (c1)(Qh)c1 konstanta bergantung lokasi, berkisar antara 1,5 sampai 2,0

• PEMAKAIAN AIR PADA MENIT-PUNCAKQm-max = (c2) (Qh/60)c2 konstanta berkisar antara 3,0 sampai 4,0

CONTOH PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR GEDUNG

Diketahui suatu gedung kantor dengan luas 15000 m2, hitung jumlah kebutuhan air bersihnya?

Jawab :Perkiraan jumlah penghuni = 0,6 x 15000/5 = 1800 orangDari tabel standar pemakaian air untuk jenis gedung: kantor adalah 100 liter per orang

per hari, jadi kebutuhan seluruh gedung per hari = 1800 x 100 = 180.000 liter per hari atau 180 m3/hari

Diperkirakan diperlukan penambahan untuk mengatasi kebocoran, pancuran air, tambahan air untuk ketel pemanas grdung, mesin pendingin gedung, penyiraman taman, dll, sebesar 20 %’

Qd= 1,2 x 180 = 216 m3/hari

Dianggap durasi pemakaian 8 jam, makaQh = 72/8 = 27 m3/jam

Dengan menetapkan c1 =2 dan c2 =3, maka:Qh-max = 2 x 27 = 54 m3/jamQm-max = 3 x 27/60 = 1,35 m3/menit

RUMUS ‘DARCY-WEISBACH’UNTUK MENENTUKAN KERUGIAN GESEK

• Kerugian gesek (friction loss) menimbulkan tekanan terhadap aliran akibat adanya gesekan air terhadap dinding pipa, dapat dinyatakan dengan rumus DARCY-WEISBACH sebagai berikut:

h = kerugian gesek pipa lurus (m) koefisien gesekanl = panjang pipa lurus (m)d = diameter dalam (m)v = kecepatan rata-rata aliran air ( m/detik)g = percepatan gravitasi = 980 (m/det/det)

Kerugian gesek untuk setiap satuan panjang pipa (h/l) disebut gradien hidrolik, dinyatakan dengan “i”; dan jika aliran air dinyatakan dengan “Q”, maka secara experimental diperoleh hubungan yang disebut rumus HAZEN-WILLIAMS

)2/)(/)(( 2 gvdlh λ=

RUMUS HAZEN-WILLIAMS UNTUK MENENTUKAN LAJU ALIRAN PIPA

• Rumus HAZEN_WILLIAMS:

Q = laju aliran air (liter/menit),c =koefisien kecepatan aliran (lihat tabel),d = diameter dalam pipa (m), l = gradien hidraulik (m/m)

)10000)()()()(67,1( 54,063,2 idcQ =

Koefisien kecepatan untuk berbagai jenis pipa

C Jenis Pipa

140 Pipa baru : kuningan, tembaga, timah hitam, besi tuang, baja (dilas atau ditarik), baja atau besi dilapis semen.Pipa asbes-semen (selalu “licin” dan sangat lurus)

130 Pipa baja baru (lurus tanpa perlengkapan, dilas atau ditarik), pipa besi tuang baru (biasanya angka ini yang dipakai), pipa tua: kuningan, tembaga, timah hitam.Pipa PVC keras

110 Pipa dengan lapisan semen yang sudah tua, pipa keramik yang masih baik

100 Pipa besi tuang atau pipa baja yang sudah tua

PENENTUAN UKURAN PIPA

• Ditentukan berdasarkan laju aliran puncak• Dipertimbangkan batas kerugian gesek atau gradien hidraulik yang diizinkan• Dipertimbangkan batas kecepatan tertinggi, biasanya 2m/detik atau kurang

• UKURAN DIAMETER EKONOMIS PIPA DISTRIBUSI (AWWA)

Dimana:D = diameter pipa, ft(m), f = faktor gesek Darcy-Weisbach, b = nilai daya, $/hp per tahun ($/kW per tahun)Qa = debit rata-rata, ft3/detik (m3/detik)S = unit tekanan izin dalam pipa , lb/in2 (MPa),a = harga pipa di lokasi, $/m (Rp/kg), i = ongkos tetap tahunan jalur pipa ( dinyatakan sebagai fraksi/bagian dari biaya modal totalHa = rata-rata head dari pipa, ft (m)

AWWA = American Water Work Association

7/13

215.0 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

a

a

aiHSfbQ

D

KERUGIAN GESEK YANG DIIZINKAN• Kerugian gesek yang diizinkan dapat dihitung dengan rumus (untuk pipa dengan laju

aliran tertinggi, lantai tertinggi):Menurut “HASS 206-1976, Plumbing Code” :

R = (1000) (H-H1)(K)(L+1)

Dimana :R = kerugian gesek yang diizinkan (mm/m)H = Head statik pada alat plambing (m)H1 = Head standar pada alat plambing (m), lihat tabelK = Koefisien sistem pipaL = panjang pipa lurus, pipa utama (m)l = panjang pipa lurus, pipa cabang (m)

TABEL HEAD STANDAR ALAT PLAMBING

Nama Alat Plambing Tekanan yang dibutuhkan (kg/cm2)

Tekanan standar (kg/cm2)

Katup gelontor kloset 0,7

Katup gelontor peturasan 0,4

Keran yang menutup sendiri, otomatis

0,7

Pancuran mandi, dengan pancaran halus/tajam

0,7 1,0

Pancuran mandi (biasa) 0,35

Keran biasa 0,3

Pemanas air langsung, dengan bahan bakar gas

0,25-0,7

KERUGIAN GESEK UNTUK LANTAI ke-n

Dimana:Rn = Kerugian gesek diizinkan pada lantai ke-nRn-1 = kerugian gesek pada lantai ke (n-1)Rn-2 = kerugian gesek pada lantai ke (n-2)Hn = head statik pada alat plambing pada lantai ke (n)H1n = head statik standar alat plambing pada lantai ke (n)K = koefisien sistim pipaLn = panjang lurus pipa utama pada lantai ke (n)Ln-1 = panjang lurus pipa utama dari lantai ke (n-2) sampai lantai ke (n-1)Ln-2 = panjang lurus pipa utama dari lantai ke (n-2) sampai lantai ke (n-2)ln = panjang lurus pipa-pipa cabang pada lantai ke n

1000)(

)...(( 1'

222'

111 ×+

−−−+−= −−−−−−

nn

nnnnnnnnn lLK

HLLRLLRHR

KAPASITAS TANGKI AIR BAWAH• Volume air yang terlalu besar dibandingkan dengan pemakaian air akan menyebabkan

“pergantian” air dalam tangki terlalu lambat. Untuk mencegah hal itu biasanya tangki air dibuat untuk melayani kebutuhan air sehari saja.

• Rumus-rumus di bawah ini memberikan hubungan antara kapasitas tangki air bawah dengan kapasitas dinas:

Qd =QsT

• Untuk tangki air yang hanya digunakan menampung air minum, ukuran tangkinya adalah :VR = Qd – QsT

• Sedang kalau tangki tersebut juga berfungsi menyimpan air untuk pemadam kebakaran, ukuran tangkinya adalah:

VR = Qd –QsT + VF

Keterangan:Qd = jumlah kebutuhan air per hari (m3/hari)Qs = kapasitas pipa dinas (m3/jam)T = Rata-rata pemakaian per hari (jam/hari)VR = volume tangki air minum (m3)VF = cadangan air untuk pemadam kebakaran (m3)

CONTOH PERHITUNGAN KAPASITAS TANGKI AIR BAWAH

• Sebagai contoh misalnya pada gedung yang sama (luas 15000 m2) terdapat menara pendingin yang melayani mesin refrijerasi dengan kapasitas 200 ton-refrijerasi, di mana air yang di sirkulasikan sekitar 12 liter/menit. Mesin bekerja rata-rata 8 jam per hari, kehilangan air dalam menara 2% dari air yang disirkulasikan, maka air yang diperlukan menara pendingin:

12 x 200 x 0,02 x 60 x 8 (liter per hari) = 23040 liter/hari = 23,04 m3/hari

dalam contoh perhitungan terdahulu telah didapat kebutuhan air gedung adalah 72 m3/hari , sehingga seluruh kebutuhan air menjadi:

Qd = 216 + 23,04 = 239.04 m3/haridiasumsikan kapasitas pipa dinas (Qs) dianggap 2/3 dari rata-rata per jam, yaitu 27 m3/jam,, durasi/lama pemakaian air (T) per hari rata-rata 8 jam, volume tangki air bawah adalah :

VR = 239,04-(27x 2/3 x 8) = 239,04- 144 = 95,05 m3

Jadi tangki air bawah dengan volume kira-kira 96 m3 cukup untuk contoh gedung ini.

KAPASITAS TANGKI AIR ATAS (TANGKI ATAP)• Tangki atas dimaksudkan untuk menampung kebutuhan puncak, disediakan dengan kapasitas

cukup untuk jangka waktu puncak selama 30 menit. Untuk mengantisipasi kejadian kebutuhan puncak pada saat muka air terendah dalam tangki atas, perlu diperhitungkan jumlah air yang dapat dimasukan dalam waktu 10 sampai 15 menit oleh pompa-angkat (dari tangki bawah ke tangki atap)

• Kapasitas tangki atas dinyatakan oleh rumus:VE = (Qp-Qmas)Tp –Qpu x Tpu

Dimana:VE = kapasitas efektif tangki atas (liter)Qp = kebutuhan puncak (liter/menit)Qmax = kebutuhan air jam puncakQpu = kapasitas pompa pengisi (liter/menit)Tp = jangka waktu kebutuhan puncak (menit)Tpu = Jangka waktu kerja pompa pengisi (menit)

kapasitas pompa diusahakan sebesar Qpu = Qmaxair yang diambil dari tangki atas melalui pipa pembagi utama dianggap sebesar Qpmakin dekat Qpu dengan Qp makin kecil ukuran tangki atasdari rumus diatas dapat dilihat bahwa kalau Qpu = Qp, maka volume tangki adalah :

VE = Qpu x Tpu

CONTOH PERHITUNGAN KAPASITAS TANGKI AIR ATAS (TANGKI ATAP)

• Melanjutkan contoh terdahulu diatas (untuk gedung 15.00 m2), telah dihitung Qp =1,35 m3/menit = 1350 liter/menit, Qmax =(2/3)(1350)= 900 iter/menit; Qpu= Qmax kalau Tp = 30 menit dan Tpu = 10 menit, volume tangki atas adalah:

VE = (1350-900) x 30 + 600 x 10 = 19500 liter

pipa keluar tangki atas harus dapat mengalirkan air dengan laju 1350 liter/menitberdasarkan angka laju aliran ini dapat ditentukan diameter pipa berdasarkan kerugian gesek menurut masing-masing jenis bahan pipa yang akan dipakai, dan telah ada nomogram/grafik yang dapat dipakai.

jika akan digunakan pipa baja dengan kecepatan antara 1,5 sampai 2 m/detik, maka dari nomogram didapat diameter pipa antara 225 sampai 250 mm

KERUGIAN GESEK PADA PIPA BAJA KARBON(NOMOGRAM INI DAPAT DIGUNAKAN UNTUK MENENTUKAN DIAMETER PIPA JIKA

KEBUTUHAN DEBIT/ LAJU ALIRAN DAPAT DIKETAHUI)

• SUMBER : SOUFYAN MOH. NOURBAMBANG dan TAKEO MORIMURA (2005)

KERUGIAN GESEK PADA PIPA PVC KAKU(NOMOGRAM INI DAPAT DIGUNAKAN UNTUK MENENTUKAN DIAMETER PIPA

JIKA KEBUTUHAN DEBIT/ LAJU ALIRAN DAPAT DIKETAHUI)• SUMBER : SOUFYAN MOH. NOURBAMBANG dan TAKEO MORIMURA (2005)

KERUGIAN GESEK PADA PIPA BAJA DILAPISI PVC KAKU (DI DALAM)(NOMOGRAM INI DAPAT DIGUNAKAN UNTUK MENENTUKAN DIAMETER PIPA


KERUGIAN GESEK PADA PIPA TEMBAGA(NOMOGRAM INI DAPAT DIGUNAKAN UNTUK MENENTUKAN DIAMETER PIPA


KAPASITAS POMPA PENGISI TANGKI• Tinggi angkat pompa

tinggi angkat pompa dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

dimana:H = tinggi angkat total (m)HS = tinggi hisap (m)Hd = Tinggi tekan (m)Ha = Tinggi potensial (m)Hfsd = kerugian gesek dalam pipa hisap dan pipa tekan (m)V2/2g= tekanan kecepatan pada lubang keluar pipa (m)

gvHHH

gvHHHH

fsda

fsddS

2/

2/2

2

++=

+=+=

DAYA YANG DIBUTUHKAN POMPA• Daya hidraulik (dalam kilowatt) dinyatakan dengan

• Daya poros pompa (disebut juga brake horsepower atau shaft horsepower) adalah daya hidraulik dibagi dengan efisiensi pompa :

literkgspesifikberatmenitmpompakapasitasQ

mtotalangkattinggiHana

HQNh

//

)(:dim

))()()(163,0(

3

==

=

=

γ

γ

pompaefisiensiana

NN

p

php

=

=

η

η

dim

)/(

DAYA MOTOR PENGGERAK POMPADaya motor penggerak pompa Nm harus lebih besar dari daya poros pompa; kelebihannya bergantung pada jenis motor dan hubungan poros pompa dengan poros motor

DimanaA = faktor yang bergantung jenis motor

0,1 sampai 0,2 untuk motor listrik0,2 untuk motor bakar besar0,25 untuk motor bakar kecil

,k = efisiensi hubungan poros, dengan nilai:1 untuk poros yang dikopel langsung

))(1( kppm ANN ηη ⋅+=

CONTOH PERHITUNGAN KAPASITAS POMPA• Melanjutkan contoh-contoh perhitungan sebelumnya diatas, diambil anggapan kebutuhan air

puncak dilayani oleh tangki atas., dan kapasitas pompa pengisi tangki atas sama dengan kebutuhan jam puncak, Qmax = 900 liter/menit

• Misalkan dibuat perkiraan harga-harga berikut:Ha = 50 m --- = tinggi atap gedung + tinggi inlet ke tangki dari atap gedungHfsd = 20% dari Ha

v2/2g = 2 m

dengan demikian dapat dihitung:H = 50 + 0,2 (50) +2 = 62 mQmax = 900 liter/menit = 0,9 m3/menitkalau efisiensi pompa 50%, hubungan poros langsung, penggerak motor listrik , maka daya motor dapat dihitung sbb:

Nm = 0,163 x 0,9 x 62 x (1+0,1)/(0,5)=18,4 kW

Skema sistem suply air bersih gedung dengan tangki atap(sumber : soufyan Moh. Nurbambang dan Takeo Morimura, 2005)

Soal Tugas• Jika gedung luasnya 7500 m2

hitung:- kebutuhan air gedung- laju aliran air rata-rata per 24 jam- pemakaian air jam puncak dengan pemakaian 8 jam- pemakaian air menit puncak- volume tangki air bawah- volume tangki air atas- kapasitas dan daya pompa

28457270 Sistem Air Bersih Gedung Kuliah 2 Tek Pml Ged Amp Perk

Documents