PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH DI SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND APARTMENT

  

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR

BERSIH DI SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND

APARTMENT

TUGAS AKHIR Diajukan Untuk memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Diajukan Oleh : Edwardus Arham Jonathan NIM : 015214085 Kepada : PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2007

  

THE DESIGNING OF WATER PIPING SYSTEM

ON SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND

APARTMENT

FINAL PROJECT

  Presented as Partial Fulfillment of the Regurements to Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering

  By :

  Edwardus Arham Jonathan Student Number : 015214085

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2007

  ii

  

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH DI

SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND APARTMENT

OLEH :

EDWARDUS ARHAM JONATHAN

  

NIM : 015214085

Telah disetujui :

Dosen Pembimbing I

  Budi Sugiharto S.T., M.T. Tanggal, Oktober 2007 iii

  

HALAMAN PENGESAHAN UJIAN

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH DI SEJAHTERA

FAMILY HOTEL AND APARTMENT

  Yang dipersiapkan dan disusun oleh :

  

Edwardus Arham Jonathan

NIM : 015214085

  Telah dipertahankan di hadapan dewan penguji Pada tanggal 06 Oktober 2007

  

Susunan Dewan Penguji :

Ketua

  I Gusti Ketut Puja, ST, MT _______________

  Sekretaris

  Wibowo Kusbandono, ST, MT, _______________

  Anggota

  Budi Sugiharto, S.T, M.T. _______________

  

Yogyakarta, Oktober 2007

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta

  

Dekan

Ir. Greg. Heliarko, SJ., SS., B.ST., MA., M.Sc.

  iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 6 Oktober 2007 Edwardus Arham Jonathan v

HALAMAN PERSEMBAHAN

  Tugas akhir ini saya persembahkan kepada:

• Tuhan Yesus Kristus yang selalu mendampingi dan menjadi pegangan hidupku. Terima kasih Tuhan telah memberiku terang dan jalan.
• Papi dan Mami yang telah memberikan segalanya padaku, baik material, spiritual dan

  financial dengan kasih sayang

• Cece, koko dan adikku yang selalu menyemangatiku
• Sahabat dan teman-temanku yang selalu memberiku semangat dan motivasi, terima kasih telah memberikan perhatian dan bantuan.

  vi

  MOTTO

• • Jenius adalah 1% inspirasi dan 99% kerja keras. Tidak ada

  yang menggantikan Kerja Keras.

• • Sukses adalah hak saya, kesuksesan milik anda, milik saya

  dan milik siapa saja yang benar-benar menyadari, menginginkan dan memperjuangkan dengan sepenuh hati.

  vii

  

INTISARI

  Perancangan sistem perpipaan air bersih di Sejahtera Family Hotel and Apartment bertujuan merancang sistem perpipaan agar didapat kapasitas aliran yang seragam pada setiap keran.

  Pada perancangan ini menggunakan pipa dengan bahan ASTM A 54 grade B dengan ukuran pipa yang digunakan adalah pipa 3 inch dan pipa 3/4 inch schedule 5. Hasil yang diperoleh dengan kapasitas tangki atas 34200 liter, dengan

  3

  kapasitas pompa 0,0238 m / menit dan daya 2,2 kW, pompa yang digunakan buatan Torishima Pump MFG. Co. Ltd . tipe 40-315. viii

  

ABSTRACT

  The aimed design of water piping system on Sejahtera Family Hotel and Apartment was the same capasity at the throttle in every room. At this design uses materil ASTM A 54 grade B, with pipe nominal diameter 3 inch and 3/4 inch schedule 5. From this calculation got reservoir capacity is 34200 liters, flow capacity

  3

  0.0238 m / minute, with power 2.2 kW, uses pump prodused by Torishima Pump MFG. Co. Ltd type 40-315. ix

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai perancangan sistem perpipaan air bersih di Sejahtera Hotel Family and Apartment

  Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas segala bantuan, saran dan fasilitas, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan, kepada : Tuhan Yang Maha Esa, yang telah menciptakan bumi beserta isinya untuk 1. dapat dipelajari agar dapat lebih memahami keagungan-Nya. Romo Ir. Greg. Heliarko, SJ., SS., B.ST., MM., M.Sc., selaku Dekan Fakultas 2.

  Teknik Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak Rines Alapan, M.T, selaku dosen Pembimbing akademik.

  Bapak Budi Sugiharto, S.T, M.T. selaku dosen pembimbing utama Tugas 4.

  Akhir. Segenap Dosen, Karyawan, dan seluruh Civitas Akademika Universitas 5.

  Sanata Dharma Yogyakarta.

  6. Bapak Tony Arham Rachmat Jonathan S.E, dan Ibu Willhelmina B Liahwan, yang telah memberi dukungan baik material maupun spiritual dan untuk x kakakku Rosilawati, Christianus, Alamsyah, Novitawati dan adikku Yulita atas dukungan selama saya menempuh pendidikan ini.

  7. Bude Yati, mas Eko, mbak Eka, mas Hari, mbak Weni, mas Gun, mbak Krisna, mas Yuli, mbak Tuti, yang telah memberi naungan dan semangat dalam menyelesaikan skripsi ini.

  8. Sehabatku Andreas, Wawan, Widhi, Sahono , Warisman, Ari, Andi, Fendi, Bayu, Wisnu jatisetiawan, Wisnu sanjaya, Rani, Iin, Iin Wonosari, Amy, dan semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Usaha yang penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, tetapi penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis mohon maaf atas segala kekurangan dan kesalahan yang terdapat dalam penyusunan naskah Tugas Akhir ini. Saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak sangat penulis harapkan demi perbaikan di kemudian hari.

  Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

  Penulis, Edwardus Arham Jonathan xi

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL....................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN........................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN UJIAN........................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA......................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN..................................................................... vi

MOTTO........................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR.................................................................................... viii

DAFTAR ISI................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL........................................................................................... xiv

DAFTAR NOTASI / LAMBANG................................................................. xv

  

INTISARI........................................................................................................ xvi

  

BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1

Pendahuluan……........……………………………………………1 1.1.

  1.2. Tujuan Perancangan ......……………………………………….... 3 Batasan Masalah .................................................……………...… 3 1.3.

  1.4. Sistematika Pembahasan ............................................................... 4

  

BAB II PERHITUNGAN PERANCANGAN............................................... 5

  2.1.Kondisi dan Keadaan Lokasi.......................................................... 5 xii

  2.2. Volume Air yang dibutuhkan…………….…………………....... 7

  2.3. Perhitungan Tekanan......................…………………….........….. 9

  2.3.1. Tekanan Tangki................................................................ 9 Tekanan Pipa 3 inch.......................................................... 10 2.3.2. Tekanan Pipa 3/4 inch....................................................... 11 2.3.3.

  2.4.Penentuan Diameter Jenis pipa dan Schedule................................. 11

  2.5.Perhitungan Kecepatan....................................................................13

  2.6.Perhitungan Debit pada Pipa 3/4 in.................................................14

  2.7.Throttle............................................................................................ 15

  2.8.Kapasitas Pompa............................................................................. 16

  2.8.1. Head Gesek pada Pipa Lurus.......................................... 17

  2.8.2. Head Kerugian pada satu Belokan 90 ˚............................ 18

  2.8.3 Head Kerugian pada Katup Isap dengan Saringan.......... 20

  2.8.4 Head Kecepatan Keluar................................................... 21

  2.8.5. Head Total Pompa...........................................................21

  

BAB III SISTEM PERPIPAAN DAN PERALATAN PENDUKUNG….. 28

  3.1. Sistem Pemasngan Pipa dibawah Tanah.................…………….. 28

  3.2. Jarak Penahan Pipa........................................................………… 30

  

BAB IV KESIMPULAN DAN PENUTUP................................................... 35

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  xiii

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1.1(a),(b) Gedung tampak depan dan samping........................................... 4

Gambar 2.2 Denah lantai basemen........................................................................... 5Gambar 2.2 Denah lantai 1....................................................................................... 6Gambar 2.3 Denah lantai 2, 3, 4, 5........................................................................... 6Gambar 2.4 Denah lantai 6....................................................................................... 7Gambar 2.5 Sket perancangan tangki atas................................................................ 8Gambar 2.6 Takanan yang dinyatakan dalam tinggi zat cair.................................... 9Gambar 2.7 Jalur pipa .............................................................................................. 16Gambar 2.8 Koefisien gesek pada belokan............................................................... 18

  Gambar 2.9Head total pompa................................................................................... 23

Gambar 3.1 Tinggi permukaan pipa sampai permukaan tanah................................. 26Gambar 3.2 Beberapa jenis penahan........................................................................ 29Gambar 3.3 Dinding yang digunakan sebagai penahan........................................... 30 xiv

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Hasil perhitungan volume air yang dibutuhkan....................................... 8Tabel 2.2 Hasil perhitungan tekanan yang terjadi pada pipa 3 inch........................ 11Tabel 2.1 Hasil perhitungan tekanan yang terjadi pada pipa 3/4 inch..................... 11Tabel 2.1 Tabel harga koefisien Y........................................................................... 13Tabel 2.4 Hasil perhitungan tekanan maksimal pada pipa...................................... 13Tabel 2.5 Hasil perhitungan ukuran tebal minimal................................................. 13Tabel 2.6 Hasil perhitungan kecepatan pada pipa 3 inch........................................ 15Tabel 2.7 Hasil perhitungan kecepatan pada pipa 3 /4 inch.................................... 15Tabel 2.8 Hasil perhitungan debit pada pipa 3 inch................................................. 17Tabel 2.9 Hasil perhitungan debit pada pipa 3 /4 inch............................................. 17Tabel 2.10 Hasil perhitungan luasan throttle yang terbuka...................................... 15Tabel 2.3 Kondisi pipa dan harga C......................................................................... 20Tabel 2.4 koefisien kerugian dari berbagai katup...................................................... 23Tabel 2.5 Torisima pump......................................................................................... 25Tabel 2.6 Torisima pump......................................................................................... 26Tabel 3.1 Hasil perhitungan jumlah penahan disetiap lantai................................... 31Tabel 3.2 Suggested pipe support spacing............................................................... 32 xv

  DAFTAR SIMBOL / NOTASI

  P = Tekanan (kg/m

  2

  ) h = ketinggian energi /jarak (meter) Q = kapasitas (m

  3

  /mnt) v = Kecepatan (m/s) A = luas penampang (m

  

2

  ) t

  m

  = tebal minimal pipa D o = diameter luar pipa (inchi) d = diameter dalam (inchi) E q = faktor kualitas L = jarak antar tumpuan/span (meter) π =

  3.14 h f = head rugi-rugi (meter) xvi

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air merupakan kebutuhan manusia yang sangat penting, banyak upaya

  dilakukan untuk memenuhi kebutuhan ini, baik dengan mengambil dari mata air, atau menimba air dari sumur, untuk saat ini kegiatan mengambil air dengan cara yang seperti itu sangatlah tidak memungkinkan, dikarenakan kegiatan kita yang semakin lama semakin banyak, untuk itu diperlukan cara yang efektif agar bisa memenuhi kebutuhan kita akan air, salah satu cara yang paling efektif dalam pengambilan air dari sumbernya adalah dengan menggunakan sistem perpipaan, dengan sistem perpipaan selain kita bisa mengambil air dari sumbernya kita juga bisa mendistribusikan air ketempat yang kita kehendaki.

  Sistem perpipaan sekarang ini, tidak hanya mendistribusikan air saja, tetapi juga bahan-bahan lain, terutama yang berbentuk fluida. Fluida adalah zat- zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan wadah atau tempatnya. Bila berada dalam kesetimbangan, fluida tidak dapat menahan gaya tangensial atau gaya geser. Semua fluida memiliki suatu derajat kompresibilitas dan memberikan tahanan kecil terhadap perubahan bentuk. Fluida dapat digolongkan ke dalam cairan atau gas. Perbedaan antara fluida cair dan gas adalah (Ranald V. Giles, 1986, 1) :

  1. Fluida cair merupakan fluida tak kompresibel, sedangkan gas merupakan fluida kompresibel.

  2. Fluida cair mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaan- permukaan bebas sedangkan gas mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah tempatnya. Cabang mekanika terapan yang berkenaan dengan tingkah-laku fluida dalam keadaan diam dan bergerak adalah Mekanika Fluida dan Hidraulika.

  Air tidak akan keluar dari keran sesuai dengan harapan jika tidak didukung oleh sistem perpipaan yang memadai. Beberapa unsur fluida penting dalam sistem perpipaan adalah : berat, kekentalan dan kerapatan fluida, tetapi apabila ada kompresibilitas yang cukup besar maka prinsip-prinsip termodinamika harus diperhatikan.(Ranald V. Giles, 1986,1). Selain faktor- faktor tersebut diatas sistem perpipaan juga harus memperhatikan gaya statis dan dinamis yang dialami oleh pipa. Gaya statis yang terjadi pada pipa adalah (Sam kannappan, 1985, 4) :

  1. Berat pipa (berat kosong dan berat isi)

  2. Ekpansi termal dan effek kontraksi

  3. Efek support, anchor dan terminal movements Sedangkan gaya dinamis yang dialami pipa adalah :

  1. Gaya impak (Impact forces)

  2. Faktor angin (Wind loads)

  3. Faktor gempa (Seismic loads)

  4. Getaran (Vibration)

  5. Discharge loads Selain faktor tersebut dalam perancangan sistem perpipaan harus memperhatikan aspek geografis dan geologis tanah atau dataran yang akan digunakan.

  1.2. Tujuan Perancangan

  Perhitungan sistem perpipaan air bersih untuk menggetahui debit dan tekanan yang bekerja dalam pipa hingga didapat schedule yang lebih ekonomis, serta alat pendukung yang ada di Sejahtera Family Hotel and Apartment.

  1.3. Batasan Masalah

  Lokasi perancangan sistem perpipaan ini adalah di Sejahtera Family

  

Hotel and Apartment . Skema perpipaan, panjang pipa disesuaikan dengan bentuk

arsitektur dari Sejahtera Family Hotel and Apartment Tower 2 (Gambar 1.1)..

  Dalam perancangan ini dibatasi pada : 1. Perancangan sistem pendistribusian air dingin.

  2. Sistem perpipaan Hidran tidak dibahas dalam perancangan ini.

  3. Faktor gempa dan faktor angin tidak diperhitungkan karena pembahasan hanya debit dan tekanan pada sistem perpipaan.

  4. Faktor korosi difluida reservoir atas (tangki atas) diabaikan

1.4. SISTEMATIKA PEMBAHASAN

  Pada bab selanjutnya akan diuraikan mengenai kondisi dan keadaan gedung, debit yang perlukan untuk memenuhi kebutuhan air bersih untuk tiap kamar, perncanaan tangki yang sesuai dengan kebutuan air di Sejahtera

  Family Hotel and Apartment . Perancangan dan perhitungan sistem

  perpipaan, sebagai dasar pemilihan pompa serta asumsi yang digunakan serta bagan diuraikan pada akan diuraikan pada bab tiga. Pada bab empat merupakan kesimpulan dan saran-saran.

  (b) (a)

  Gambar 1.1(a) Gambar Tampak Depan Sejahtera Familiy Hotel and Apartment Gambar 1.1(b) Gambar Tampak Samping Sejahtera Familiy Hotel and Apartment

BAB II PERHITUNGAN PERANCANGAN

2.1 KONDISI dan KEADAAN LOKASI Sejahtera Apartment and Family Hotel Tower 2 mempunyai 6 lantai.

  Kamar-kamar yang disewakan di Tower 2 dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :

• Two-bedroom suite
• Three-bedroom suite
• Penthouse Penamaan lantai menggunakan sistem british. Lantai Basement digunakan untuk parkir motor karyawan, kantor engineer, kantor cleaning servis,

  

pantri , dan Fitness Center, pada lantai base disrtibusi air bersih tidak dialirkan

  dari reservoir atas tetapi distribusi air ikut dalam perpipaan dari kolam renang, pada denah pipa ditunjukan dengan warna biru. Denah basemant dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Denah Lantai Basement Lantai 1 digunakan untuk resepsionist, 2 kamar two-bedroom suite, 4 kamar three-bedroom suite, denah ruang dapat dilihat pada Gambar 2.2

  U

Gambar 2.2 Denah Lantai 1

  Lantai 2 sampai lantai 5 digunakan untuk 4 kamar two-bedroom suite, dan 4 kamar three-bedroom suite. denah lantai dapat dilihat pada Gambar 2.3

  Lantai 6 digunakan untuk 4 kamar Penthouse. Denah lantai dapat dilihat pada Gambar 2.4

Gambar 2.4 Denah Lantai 6

  Rongga lift diapit oleh rongga yang digunakan untuk memasang pipa air bersih dan kelistrikan. Sedangkan untuk sistem hidran, pipa air kotor dan hujan, serta pembuangan sampah terletak di samping tangga darurat.

2.2 Volume air yang dibutuhkan

  Dari skema gedung di Sejahtera Family Hotel and Apartment diatas perancangan volume yang diperlukan dapat hitung, perhitungan berdasarkan

  3

  asumsi kebutuhan air untuk satu orang adalah 150 liter atau 0,15 m , untuk lebih rincinya dapat dilihat pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Hasil perhitungan volume air yang dibutuhkan menurut type kamar

  0.6

  4

  0.15

  0.6

  2.4

  4 three bed room

  6

  4

  0.15

  0.9

  3.6 6 0.00006944 two bed room

  4

  4

  0.15

  2.4

  3.6 6 0.00006944 two bed room

  5 three bed room

  6

  4

  0.15

  0.9

  3.6 6 0.00006944

  6 penthouse 9

  4

  0.15 1.35 5.4 5.4 0.00006250 total

  34.2 0.00039583

  Dari tabel hasil perhitungan diatas didapat kebutuhkan air di Sejahtera Family Hotel and Apartment sebesar 34200 liter atau 34,2 m

  3

  , jika masa aktif pemakaian adalah 6 jam, maka ukuran tangki yang digunakan adalah tangki dengan diameter 2 meter dengan tinggi 1.6 m

Gambar 2.5 Sket peranacangan tangki atas

  4

  0.9

  Lantai Type isi (orang) Jumlah Kamar Volume / orang (m

³

)

Volume 1 kamar (m ³ ) volume setiap kamar menurut type Volume lantai (m ³ ) Q setiap lantai (m ³ /s) two bed room

  0.6

  4

  2

  0.15

  0.6

  1.2

  1 three bed room

  6

  4

  0.15

  0.9

  3.6 4.8 0.00005556 two bed room

  4

  4

  0.15

  2.4

  0.15

  2 three bed room

  6

  4

  0.15

  0.9

  3.6 6 0.00006944 two bed room

  4

  4

  0.15

  0.6

  2.4

  3 three bed room

  6

  4

  1,6 m 2 m

2.3 Tekanan pada Tangki

  Zat cair yang melalui sebuah lubang Zat cair yang mengalir melalui lubang dari suatu tangki, pusat lubang berada pada jarak h dari permukaan air. h

Gambar 2.6 Tekanan dinyatakan dalam tinggi zat cair

  Tekanan zat cair pada suatu titik yang sama (elevansi yang sama) dengan kedalam h dapat dihitung dengan Persamaan 2.9 (Bambang Triatmodjo, hal 39).

  

×

  P = γ h + Pa………………………………2.2 Biasanya untuk mengukur tekanan digunakan tekanan atmosfir sebagai refrensi, sehingga pada Persamaan diatas Pa adalah nol (dipakai pada tangki yang berhubungan dengan udara luar),

  γ × P tangki = h …………………………..….……2.3

  2 Dengan : P : tekanan (kg / m )

  3

  γ : berat jenis zat cair 1000 (kg / m ) h : tinggi zat cair dari permukaan tangki sampai lubang (m) dari persamaan diatas tekanan yang terjadi pada tangki dapat dihitung

  P = 1000 × 1.4

  tangki

  3

  = 1400 kg / m

  2.3.1 Tekanan yang terjadi pada Pipa 3 inch

  Tekanan yang terjadi pada pipa 3 inch bisa dikatakan ini adalah tekanan yang terjadi pada tabung yang tersambung dengan tangki oleh karena itu tekanan Pa seperti yang telah ditulis pada persamaan diatas harus diperhitungkan dimana Pa merupakan tekanan yang terjadi pada tangki, dengan rumus yang sama sepeti Persamaan 2.2 maka tekanan yang tejadi pada pipa dapat dihitung

  P = γ × + P

  

3 inch h tangki

  Perhitungan tekanan yang terjadi pada pipa 3 inch diperlihatkan pada tabel perhitungan tekanan pipa 3 inch

Tabel 2.2 Perhitungan takanaan yang terjadi pada pipa 3 inch h P 3 inch γ lantai

  3 2 psi

(kg/m ) (m) (kg/m )

6 1000 2 2000 2.844

  

5 1000 5.6 5600 7.9632

4 1000 9 9000 12.798

  1000 12.5 12500 17.775

  3

2 1000 16 16000 22.752

1 1000 19.5 19500 27.729

  2.3.2 Tekanan yang terjadi pada Pipa 3/4 inch

  Tekanan yang terjadi pada pipa 3/4 inch bisa dikatakan ini adalah tekanan yang terjadi pada tabung yang tersambung dengan tangki oleh karena itu tekanan Pa seperti yang telah ditulis pada persamaan diatas harus diperhitungkan dimana Pa merupakan tekanan yang terjadi pada tangki dan pada tabung, dengan rumus yang sama sepeti Persamaan 2.2 maka tekanan yang tejadi pada pipa dapat dihitung

  P 3/4 inch = γ × + P tangki +P 3 inch

  h Perhitungan tekanan yang terjadi pada pipa 3/4 inch diperlihatkan pada tabel hasil perhitungan tekanan pipa 3/4 inch

Tabel 2.3 Hasil perhitungan tekanan yang terjadi pada pipa 3/4 h P 3/4 inch γ lantai

  3 2 psi (kg/m ) (m) (kg/m ) 6 1000 4.88 4880 6.9394 5 1000 8.48 8480 12.059 4 1000 11.88 11880 16.893

  1000 15.38 15380 21.87

  3 2 1000 18.88 18880 26.847 1 1000 22.38 22380 31.824

  Pada hasil perhitungan tekan pada pipa 3/4 inch diasumsikan tinggi h rata-rata adalah 2.88 m

2.4 Penentuan Diameter dan Jenis pipa dan Schedule

  Material yang digunakan untuk setiap ukuran biasanya menggunakan material yang sama, pada pipa yang digunakan untuk pendistribusian kesetiap lantai menggunakan pipa 3 inch dan pipa yang digunakan untuk pendistribusian kesetiap kamar digunakan pipa 3/4 inch.

  Ketebalan minimal pipa (t m ) yang digunakan dapat dihitung dengan rumus 2.4 (Sam Kannappan, P.E. hal 25) :

  P D

  ⋅

• t = A ...........................................2.4 ^m

  2 ⋅ S ⋅ E P ⋅ Y

• d Y = jika t ...........................................2.5

  ( q )

  ≥ d/6

• d D

  Dengan : t = Tabal minimal pipa yang diijinkan (inchi)

  m

  P = Tekanan internal (psig) D = Diameter luar pipa (inchi)

  S =

  Stress

  yang terjadi akibat panas / hot stress (psi) A = Tebal pipa akibat adanya pengerjaan panas, korosi, erosi dan akibat manufaktur (diasumsikan A = 0.001969 inch) Y = koefisien properti material dan temperatur desain. Untuk t<d/6, harga Y diberikan pada Tabel 2.1 atau dihitung dengan rumus (2.5). Untuk temperatur sampai dengan 900 °F, dapat menggunakan asumsi Y = 0,4 d = diameter dalam = D -2t E

  q

  = Faktor Kualitas

Tabel 2.1 Harga Koefisien Y (Sam Kanappan, P.E. hal 23)

  Tekanan maksimal yang terjadi pada pipa baik untuk pipa 3 inch maupun pipa 3/4 inch dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Hasil perhitungan tekanan maksimal pada pipa Pipa γ (kg/m

  3 )

h

(m)

  Tekanan maksimal pada pipa (kg/m

  2 ) psi

  3 1000 18.1 19500 27.729 3/4 1000 2.88 22380 31.824

  Dari persamaan (2.4) dan dengan harga : Y = 0,4 S = S h = Tekanan yang terjadi pada temperatur perancangan 900 °F

  = 20000 psi (Tabel A3 pipe strees analysis) E = 1 (untuk seamless pipe)

  q

Tabel 2.5 Hasil perhitungan ukuran tebal minimal

  P maksimak Do A ₂ S Eq tm (psi) (inch) (inch ) 25.74 3.5 20000 1 0.001969 0.00218775 29.84 1.05 20000 1 0.001969 0.00203463

  Dari hasil yang ada di Tabel 2.5 perhitungan ketebalan minimal dapat ditentukan schedule yang cocok untuk pipa pipa 3 inch dipilih schedule 5 s dari

  

schedule ini didapat diameter luar pipa (Do) 3.5 inch atau 0,0889 m dan diameter

  dalam (d in ) 3.334 inch atau 0.0847 m dan untuk pipa 3/4 inch dapat dipakai schedule 5 s dari schedule ini didapat diameter luar pipa (Do) 1,05 inch atau 0,0267 m dan diameter dalam (d in ) 0,92 inch atau 0,0234 m dengan jenis carbon

  

steel Sch 5 A53 grade B (Tabel propretis and weights of pipe, hal 212, 226

  ditampilkan pada lampiran 1). Dari data tebel propretis and weights of pipe juga didapat tebal minimal pipa (t m ), diameter dalam pipa (d o )

2.5 Perhitungan Kecepatan

  Fluida yang mengalir dari tangki melalui sebuah lubang dengan luas A, dimana jarak antara pusat lubang dan permukaan air merupakan h dengan permukaan fluida ditangki kecepatan yang menggalir dapat dihitung dengan Persamaan 2.6 (Bambang Triatmodjo, hal 186). v = 2 × g × h ……………………………….2.6

  2

  dengan : g : percepatan gravitasi (m/d ) h : tinggi pusat lubang tangki sampai permukaan air (m) Dan untuk kecepatan pada pipa 3/4 inch dapat dilihat pada Tabel 2.6, dimana tinggi pipa diambil tinggi rata-rata 2,88 m.

Tabel 2.6 Hasil perhitungan kecepatan pada pipa 3/4 inch disetiap lantai

  2

g (m/d ) h (m) v (m/s)

  6 9.81

  4.88

  9.78 5 9.81

  8.48

  12.90 4 9.81 11.88 15.27 3 9.81 15.38 17.37 2 9.81 18.88 19.25 1 9.81 22.38

  20.95

2.6 Debit yang dikeluarkan Tangki

  Jumlah fluida yang mengalir melalui penampang lintang aliran tiap satuan waktu disebut debit dan diberi notasi Q. Debit aliran biasanya diukur dalam volume zat cair tiap satuan waktu, sehingga satuannya meter kubik per detik atau satuan lainnya liter per detik.

  Untuk debit yang dikeluarkan dari lubang pada tangki dimana tangki mempunyai kedalaman h biasanya disebut tinggi energi atau head, kedalaman head diukur dari permukan air sampai titik sumbu lubang pada pipa. Pada praktek tinggi energi bisa konstan atau berubah jika ada aliran yang keluar, pada Gambar 2.6 dapat dilihat cara menentukan tinggi energi, dengan Persamaan 2.3 (Bambang Triatmodjo, hal 135).

  Q = A×v………………………......…..2.3

  

3

Dengan Q = debit aliran (m /s)

  2 A = luas penampang pipa (3/4 inch A = 0,00043 m ) v = kecepatan (m/s)

2.6.1 Debit yang dikeluarkan Pipa 3/4 inch

  Sedangkan untuk pipa 3/4 inch hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 2.7.

Tabel 2.7 Hasil perhitungan debit pipa 3/4 disetiap kamar

  ₂ v (m/s) A (m ) Q

  9.78 0.00028 0.0028

  6

  5 12.90 0.00028 0.0037 15.27 0.00028 0.0044

  4 17.37 0.00028 0.0049

  3 19.25 0.00028 0.0055

  2 20.95 0.00028 0.0060

  1

2.7 Throttle (katup)

  Dari perhitungan debit diatas dapat kita lihat debit yang dihasilkan untuk setiap lantai tampak berbeda dengan debit yang kita inginkan yaitu sebesar 1.2 ×

• 4

  3

  10 m /s, untuk itu diperlukan throttle yang digunakan sebagai penggatur debit, agar debit yang dihasilkan dapat memenuhi kebutuhan air disetiap kamar pada perancangan ini dipakai katup bola dengan bahan besi cor yang memiliki kelas 10

  2

  kg / cm

Tabel 2.8 Perhitungan luasan throttle yang terbuka Jumlah Q A % kamar

  6 4 0.011150 0.00178

  38.70 5 8 0.029397 0.00280 60.97 4 8 0.034794 0.00262 56.92 3 8 0.039589 0.00253 54.96 2 8 0.043863 0.00248 53.82 1 6 0.035817 0.00183

  39.81

2.8 Kapasitas Pompa.

  Pompa yang akan digunakan untuk menyedian air bersih untuk penghuni hotel bedasarkan kebutuhan air bersih yang harus dipenuhi untuk memenuhi tangki yang ada diatas gedung untuk itu perlu diperhitungkan head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa, pada aliran air yang dipompa dari reservoir bawah ke reservoir atas perlu diperhitungkan head total pompa, head total pompa ditentukan dari kerugian-kerugian yang terjadi pada pipa seperti yang dapat dilihat pada perhitungan dibawah ini.

  Dengan : - Selisih permukaan isap dan keluar 28,01 m.

• Panjang pipa dari reservoir bawah sampai reservoir atas 68,72 m.

  3

• Debit yang dibutuhkan 0,000396 m / s

Gambar 2.7 Jalur pipa dari reservoir bawah sampai reservoir atas

2.8.1 Head kerugian gesek pada pipa lurus

  Sehingga :

  hf = 0,00724 m

  hf

  =

  × ×

  10 _{85 . 4 85 . 1} ^{85 . 1} ×

  68.72 130 0847 . 0.000396 666 .

  Kerugian yang terjadi pada pipa lurus yang dikarena gesekan dapat hitung dengan menggunakan Persamaan 2.3 (Sularso & Haruo Tohara, 2000, hal 31).

  L D C Q hf ×

Tabel 2.3 Kondisi pipa dan harga C (formula Hazen-William) (Sularso & Haruo Tohara, 2000, hal 78).

  C = 130 (untuk besi tua pada tabel 2.2). D = 0,0847 m. L = 68,72 m.

  3 /s.

  Dengan Q = 0,000396 m

  10 ……………………….2.10

  = _{85 . 4 85 . 1} ^{85 . 1} 666 .

  × ×

  Jenis pipa C Pipa besi cor baru 130 Pipa besi cor tua 100 Pipa baja baru 120-130 Pipa baja lama 80-130 Pipa dengan lapisan semen 130-140 Pipa dengan lapisan arang baru 140

  o

2.8.2 Head kerugian pada satu belokan 90

  Pada perancangan ini menggunakan belokan lengkung menggunakan rumus fuller dimana f (koefisien kerugian gesek) didapat dari Persamaan 2.4 (Sularso & Haruo Tohara, 2000, hal 31).

  3 . ^{5 . 5}

  θ

  D ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ f . 131 184 ……..........2.11

  = × × + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟

  2 R

  90 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

  Dengan D = Diameter dalam pipa (m) R = jari-jari sumbu belokan (m) Ө = sudut belokan (derajat)

  = koefisien kerugian

  f

  hubungan diatas digambarkan dalam diagaram seperti pada gambar 2.4

  Dengan D/R = 1 dan θ = 90

  ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

  = hf = 0.000063 m

  2 07032 . 249 . ²

  9

  ( ) 8 .

  = kerugian head (m)

  f

  Dengan v = kecepatan rata-rata dalam pipa (m/s) f = koefisien kerugian g = percepatan gravitasi h

  2 ² = ……………………………………2.12

  g v f hf

  = 0,249 Dan

  ⎝ ⎛ × + = f

  ⎝ ⎛ ° ×

  o

₂

  1 . 184 131 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜

  2

  90

  90

  =0,07032 m/s Maka : ^{5 . 5 . 3}

  × π

  4 000396 .

  ( ) ² 0847 .

  π =

  × =

  Q v

  4 D

  Untuk 8 buah belokan : = 0,0005 m

2.8.3 Head kerugian pada katup isap dengan saringan

  Kerugian yang terjadi pada katup mempunyai koefisien kerugian yang berbeda tergantung jenis katup yang dipakai harga koefisien didapat dari Tabel 2.4, dari dapat dihitung dengan Persamaan 2.6 (Sularso & Haruo Tohara, 2000, hal 32). ₂

  v hf = f

  2 g

Tabel 2.4 Koefisien kerugian dari berbagai katup (Sularso & Haruo Tohara, 2000, hal 39)

  Diameter 1350 1500 1800 1650 2000

  (mm) 800 900 1000 1200 100 150 200 250 300 400 500 600 700

  Jenis katup 0.14 0.12 0.10 0.09 0.07 = 0

  Katup sorong 0.6-0.16 ( bervariasai menurut kontruksi dan diameternya ) Katup kupu-kupu 0.09-0.026 ( bervariasai menurut diameternya ) Katup putar Katup cegah

  1.2 1.15 1.1 1.0 0.98 0.96 0.94 0.92 0.9 0.88 jenis ayun Katup cegah tutup 1.2 1.15 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 cepat jenis tekanan Katup cegah jenis

  1.14 1.39 1.34 1.3 1.2 angkat bebas Katup cegah tutup

  7.3 6.6 5.9 5.3 4.6 cepat janis pegas ^{0.09-0.026 ( bervariasai menurut}

• Katup kepak
• _diameternya

  ) Katup isap 1.97 1.91 1.84 1.78 1.72

  (dengan saringan)

  Dengan harga f yang diperoleh dari Tabel 2.3 diambil diameter yang mendekati 0.0762 m. ₂ , 07032

  Sehingga : hf = 1 . 97 ×

  2 9 .

  8

  ( ) hf = 0,000497 m

  2.8.4 Head kecepatan keluar

  Dapat dihitung dengan Persamaan 2.5 (Sularso & Haruo Tohara, 2000, hal 32).

  hf = g v

  2 ² ………..…………………………….2.13

  =

  ( ) 8 .

  9

  2 07032 . ²

  hf = 0,00025 m

  2.8.5 Head total pompa

  Installasi yang akan dilayani pompa : 1.

  Selisih permukaan isap dan keluar 28,01 m.

  2. Tekanan yang bekerja adalah tekanan atmosfir (9,81).

  3. Panjang pipa dari reservoir bawah sampai reservoir atas 68,72 m.

  4. Jumlah belokan 8 buah.

  5. Pada ujung pipa isap dipasang saringan Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa, seperti diperlihatkan dalam Gambar 2.2 head total dapat ditentukan dengan Persamaan 2.6 : ha v v hp hp

  1 _{2 2} H = ha + + h (Vd -Vs ) (m).……….2.14

• 2g Dengan : h : Head statis pompa (m).

  p l

  ∆h

  a

  head ini adalah perbedaan air muka sisi keluar dan air muka sisi isap.

  p : Perbedaan head tekanan yang bekerja pada

  ∆h permukaan air (m). Δ h = h − h _{p p p 2 1} h f : Berbagai kerugian head dipipa, pompa, belokan, sambungan, dll (m). Vd : Kecepatan aliran rata-rata di sisi keluar (dischange), m/det.

  Vs : Kecepatan aliran rata-rata di sisi isap (suction), m/det. maka = 28,01 + 0 + 0,00724 + 0,0005 + 0,000497 + 0,00025

  = 28,012 m Dari sini diambil head total 30 m untuk mengatasi rugi-rugi head diluar

  3 perhitungan dan dengan debit 0,0238 m /menit.

Tabel 2.5 Torishima pump.

  Berdasarkan Tabel 2.5 Torishima pump didapat jenis pompa dengan sizes 40-315 dengan daya 2,2 kW.

Tabel 2.6 Torishima pump

BAB III SISTEM PERPIPAAN DAN PERALATAN PENDUKUNG 3.1. Sistem pemasangan pipa didalam tanah Pada sistem perpipaan baik untuk perhotelan, industri ataupun

  pengilangan sering terjadi suatu keadaan yang memaksa perancang untuk merancang sistem perpipaan yang beresiko, seperti pada keadaan yang terjadi pada sistem perpipaan di Sejahtera Apartment and Family Hotel dimana pipa dipasang didalam tanah, yang beresiko bila terjadi kerusakan pada pipa, dan untuk itu pada SNI 03 – 6481 – 2000 hal 59, telah menentukan standar yang bisa dipakai dalam pemasangan pipa penyediaan air minum.

  1) Penempatan pipa yang dilarang.

• Pipa penyediaan air minum tidak boleh ditempatkan dalam ruang tangga, sumur, alat pengangkat, di bawah lift, di bawah lift atau ditempat yang mengganggu seperti jendela atau pintu.

  2) Perlindungan terhadap korosi luar.

• Pipa penyediaan air minum yang melewati atau ditempatkan di bawah sisa pembakaran, dibawah tungku atau bahan korosi lainnya harus diberi lapisan luar, dibungkus atau dilindungi dengan cara lain terhadap korosi luar.

  3) Galian, tumpuan dan urugan pipa di bawah tanah.

• Galian, tumpuan dan urugan pipa di bawah tanah harus dilaksanakan dengan cara sebagai berikut :
• Galian untuk pemasangan pipa di bawah tanah harus berupa parit terbuka. Seluruh panjang pipa harus tertumpu pada dasar mantap.
• Galian harus diurug dengan tanah, pasir atau kerikil ayakan yang bersih dan tidak tercampur dengan batu besar, sisa pembakaran atau bahan lain yang dapat merusak atau mengakibatkan pecahnya pipa atau mengakibatkan korosi dan dipadatkan sampai sekurang-kurangnya 30 cm di atas puncak pipa atau disesuaikan dengan beban diatasnya. Pemadatan atau pengerasan harus baik tanpa mengakibatkan kerusakan pada pipa. Pengurugan selanjutnya dilakukan sampai muka tanah asal dan dipadatkan dengan baik.

  30 cm

Gambar 3.1 Permukaan tanah sampai tinggi permukaan pipa

3.2. Jarak penahan pipa (Span)

  Berdasar pada batas tegangan ..(3.3) ₄ .

  4 E = modulus elastisitas 27900 psi

  ∆ = defleksi yang maksimum diizinkan inch I = momen inersia 3.02 inch

  berdasarkan suhu, 20000 psi w = barat pipa 10.78 lb/ft untuk pipa 3 inch, pipa 3/4 inch berat pipa 1.361 lb/ft

  3 S h = tekanan regang pipa yang diizinkan

  ⋅ ⋅ Δ = Berdasar pada batas defleksi ..(3.4) Hasil persamaan (3.3) dan (3.4) dipilih hasil yang paling kecil. dengan : Z = modulus section of pipe 1.72 inch

  I E L

  5 . 13 w

  Perhitungan span tergantung dari asumsi dari ujung pipa. Dapat diasumsikan ujung pipa dijepit anchor atau dapat bergerak searah dengan sumbu pipa.Untuk pipa yang dijepit anchor dapat digunakan persamaan :

  w S Z L ^h

  w S Z L ^h

  Untuk pipa yang di tumpu dan dapat bergerak searah sumbu pipa dapat digunakan rumus :

  13 Berdasar pada batas defleksi ...(3.2) Hasil persamaan (3.1) dan (3.2) dipilih hasil yang paling kecil.

  = 5 ,

  I E L ⋅ ⋅ ⋅ Δ

  w

  Berdasar pada batas tegangan ..(3.1)

  ⋅ ⋅ = 4 ,