Sistem Air Bersih Gedung_Kuliah 2 Tek. Pml.ged.&Perk

8/9/2019 Sistem Air Bersih Gedung_Kuliah 2 Tek. Pml.ged.&Perk

http://slidepdf.com/reader/full/sistem-air-bersih-gedungkuliah-2-tek-pmlgedperk 1/30

Sistem Air Bersih GedungKULIAH 2 TEKNIK PEMELIHARAAN GEDUNG PERKANTORAN

PS S1 TEKNIK SIPIL-FAKULTAS TEKNIK-

UNIVERSITAS SANGGA BUANA YPKP BANDUNG



DEMAND AIR BERSIH GEDUNG

Untuk menghitung perkiraan demand (kebutuhan) air bersih gedung, perlu diketahuiterlebih dahulu:

• Luas gedung• Jenis gedung

• Fungsi gedung

• Jumlah penghuni

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

Ketersediaan air di dalam gedung perlu dilihat dari dua sisi, yaitu:

• Debit

• Volume

Debit adalah aliran air per satuan waktu (dinamik), dan volume adalah jumlah air dalamsatuan 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-rataper hari (liter)

Jangka waktupemakaian airrata-rata sehari(jam)

Perbandinganluas lantaiefektif/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 liter

Menengah 180 ltr

Bujangan 120 ltr

4 Asrama 120 8 bujangan

5 Rumah sakit Mewah>1000

Menengah 500-1000

Umum 350-500

8-10 45-48 (setiap tempat tidurpasien)

Pasien luar : 8 ltr

Staf/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:100liter

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







Keterangan

10 Gedung kantor 100 8 60-70 Setiap pegawai

11 Toko serba adadepartement store

3 7 55-60 Untuk kakus blmtermasuk restoran

12 Pabrik/industri Buruh pria: 60

wanita: 100

8 Per orang, setiapgiliran (kalau kerjalebih dari 8 jam/hari)

13 Stasiun/terminal 3 15 Setiap penumpang(yang tiba maupunberangkat

14 Restoram 30 5 Untuk penghuni 160

ltr15 Restoran umum 15 7 Untuk penghuni: 160

ltr; pelayan: 100 ltr;70% dari jml tamuperlu 15 ltr/org untukkakus, cuci tangan

dsb.







Keterangan

16 Gedung pertunjukan 30 5 53-55 Kalau digunakan

siang dan malam,pemakaian airdihitung perpenonton, jampemakaian air dalamtabel adalah untuk

satu kali pertunjukan17 Gedung bioskop 10 3 Idem

18 Toko pengecer 40 6 Pedangan besar: 30liter/tamu, 10liter/satf, atau 5 literper hari setiap m2luas lantai

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

liter20 Gedung peribadatan 10 2 Didasarkan jumlah

jemaah per hari







Keterangan

21 Perpustakaan 25 6 Untuk setiappembaca yang

tinggal

22 Bar 30 6 Setiap tamu

23 Perkumpulan sosial 30 Setiap tamu

24 Kelab malam 120-350 Setiap tempat duduk

25 Gedungperkumpulan

150-200 Setiap tamu

26 Laboratorium 100-200 8 setiap staf



DASAR PERHITUNGAN

• PENAKSIRAN BERDASARKAN JUMLAH PEMAKAI/PENGHUNIdidasarkan pada pemakaian air rata-rata sehari dari setiap penghuni, dan perkiraan

jumlah penghuni.

jika diketahui jenis gedung dan jumlah penghuninya, jumlah kebutuhan air dihitungberdasarkan ‘standar’ pemakaian air per orang per hari jenis gedung tersebut.

kalau jumlah penghuni tidak dapat diketahui, ditaksir berdasarkan luas lantai danmenetapkan kepadatan hunian per luas lantai, luas lantai yang dimaksud adalah luaslantai efektif, berkisar antara 55%-80% dari luas seluruhnya, kepadatan hunianmisalnya ditetapkan 5 sampai 10 m2 per orang.

pemakaian air rata-rata dihitung berdasarkan jumlah pemakaian air seluruhgedung dalam se hari, dibagi 24 jam

pada waktu-waktu tertentu pemakaia air akan melebihi pemakaian air rata-rata, yangtertinggi dinamakan pemakaian air jam-puncak

laju 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/T

Qh= 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 = (c 1 )(Qh)

c 1 konstanta bergantung lokasi, berkisar antara 1,5 sampai 2,0

• PEMAKAIAN AIR PADA MENIT-PUNCAK Qm-max = (c 2 ) (Qh/60)

c 2 konstanta berkisar antara 3,0 sampai 4,0



CONTOH PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR GEDUNG

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

Jawab :

Perkiraan jumlah penghuni = 0,6 x 15000/5 = 1800 orang

Dari tabel standar pemakaian air untuk jenis gedung: kantor adalah 100 liter per orangper hari, jadi kebutuhan seluruh gedung per hari = 1800 x 100 = 180.000 liter per hariatau 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, maka

Qh = 72/8 = 27 m3/jam

Dengan menetapkan c1 =2 dan c2 =3, maka:

Qh-max = 2 x 27 = 54 m3/jam

Qm-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 airterhadap 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 yangdisebut rumus HAZEN-WILLIAMS

)2 / )( / )((2

gvd lh λ =





Koefisien kecepatan untuk berbagai jenis pipa

C Jenis Pipa

140 Pipa baru : kuningan, tembaga, timah hitam, besi tuang, baja (dilas atau ditarik), bajaatau 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 total

Ha = rata-rata head dari pipa, ft (m)AWWA = American Water Work Association

7 / 13

215.0 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ =

a

a

aiH

S fbQ D



KERUGIAN GESEK YANG DIIZINKAN

• Kerugian gesek yang diizinkan dapat dihitung dengan rumus (untuk pipa dengan lajualiran tertinggi, lantai tertinggi):

Menurut “HASS 206-1976, Plumbing Code” :

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

Dimana :

R = kerugian gesek yang diizinkan (mm/m)

H = Head statik pada alat plambing (m)

H 1 = Head standar pada alat plambing (m), lihat tabel

K = Koefisien sistem pipa

L = 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, denganpancaran 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:

R n = Kerugian gesek diizinkan pada lantai ke-n

R n-1 = kerugian gesek pada lantai ke (n-1)

R n-2 = kerugian gesek pada lantai ke (n-2)H n = head statik pada alat plambing pada lantai ke (n)

H 1n = head statik standar alat plambing pada lantai ke (n)

K = koefisien sistim pipa

Ln = 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)

l n = panjang lurus pipa-pipa cabang pada lantai ke n

1000)(

)...(( 1

'

222

'

111 ×+

−−−+−= −−−−−−

nn

nnnnnnnn

nl LK

H L L R L L R H R



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 dibuatuntuk melayani kebutuhan air sehari saja.

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

Q d =Q s T

• Untuk tangki air yang hanya digunakan menampung air minum, ukuran tangkinya adalah :

V R = Q d – Q s T

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

tangkinya adalah:

V R = Q d –Q s T + V F

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 PERHITUNGANKAPASITAS TANGKI AIR BAWAH

• Sebagai contoh misalnya pada gedung yang sama (luas 15000 m2) terdapat menarapendingin yang melayani mesin refrijerasi dengan kapasitas 200 ton-refrijerasi, dimana 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 yangdiperlukan 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 72m3 /hari , sehingga seluruh kebutuhan air menjadi:

Q d = 216 + 23,04 = 239.04 m3 /hari

diasumsikan kapasitas pipa dinas (Q s ) dianggap 2/3 dari rata-rata per jam, yaitu 27m3 /jam,, durasi/lama pemakaian air (T ) per hari rata-rata 8 jam, volume tangki airbawah 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 kebutuhanpuncak pada saat muka air terendah dalam tangki atas, perlu diperhitungkan jumlah air yangdapat dimasukan dalam waktu 10 sampai 15 menit oleh pompa-angkat (dari tangki bawah ketangki atap)

• Kapasitas tangki atas dinyatakan oleh rumus:

V E = (Q p -Q mas )T p –Q pu x T pu

Dimana:

V E = kapasitas efektif tangki atas (liter)

Q p

= kebutuhan puncak (liter/menit)

Q max = kebutuhan air jam puncak

Q pu = kapasitas pompa pengisi (liter/menit)

T p = jangka waktu kebutuhan puncak (menit)

T pu = Jangka waktu kerja pompa pengisi (menit)

kapasitas pompa diusahakan sebesar Q pu = Q max

air yang diambil dari tangki atas melalui pipa pembagi utama dianggap sebesar Q p

makin dekat Q pu dengan Q p makin kecil ukuran tangki atas

dari rumus diatas dapat dilihat bahwa kalau Q pu = Q p , maka volume tangki adalah :

V E = Q pu x T pu



KERUGIAN GESEK PADA PIPA BAJA KARBON



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

JIKA KEBUTUHAN DEBIT/ LAJU ALIRAN DAPAT DIKETAHUI)

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



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

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



KAPASITAS POMPA PENGISI TANGKI• Tinggi angkat pompa

tinggi angkat pompa dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

dimana:

H = tinggi angkat total (m)

H S = tinggi hisap (m)

H d = Tinggi tekan (m)H a = Tinggi potensial (m)

H fsd = kerugian gesek dalam pipa hisap dan pipa tekan (m)

V 2 /2g= tekanan kecepatan pada lubang keluar pipa (m)

gv H H H

gv H H H H

fsd a

fsd d S

2 /

2 /

2

2

++=

+=+=



DAYA YANG DIBUTUHKAN POMPA

• Daya hidraulik (dalam kilowatt) dinyatakan dengan

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

liter kgspesifik berat

menit m pompakapasitasQ

mtotalangkat tinggi H

ana

H Q N h

/

/

)(

:dim

))()()(163,0(

3

==

=

=

γ

γ

pompaefisiensi

ana

N N

p

ph p

=

=

η

η

dim

) / (

D O O GG O



DAYA MOTOR PENGGERAK POMPA

Daya motor penggerak pompa Nm harus lebih besar dari daya

poros pompa; kelebihannya bergantung pada jenis motor danhubungan poros pompa dengan poros motor

Dimana

A = faktor yang bergantung jenis motor

0,1 sampai 0,2 untuk motor listrik

0,2 untuk motor bakar besar

0,25 untuk motor bakar kecil

,k = efisiensi hubungan poros, dengan nilai:

1 untuk poros yang dikopel langsung

))(1( k p pm A N N η η ⋅+=



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 dengankebutuhan jam puncak, Qmax = 900 liter/menit

• Misalkan dibuat perkiraan harga-harga berikut:

Ha = 50 m --- = tinggi atap gedung + tinggi inlet ke tangki dari atap gedung

Hfsd = 20% dari Ha

v2 /2g = 2 m

dengan demikian dapat dihitung:

H = 50 + 0,2 (50) +2 = 62 m

Qmax = 900 liter/menit = 0,9 m3 /menitkalau efisiensi pompa 50%, hubungan poros langsung, penggerak motor listrik , maka daya motordapat 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



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 jampemakaian air jam puncak dengan pemakaian 8 jam

- pemakaian air menit puncak

- volume tangki air bawah

- volume tangki air atas

- kapasitas dan daya pompa

Sistem Air Bersih Gedung_Kuliah 2 Tek. Pml.ged.&Perk

Documents