PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN HIDRAN DAN SPRINKLER DI SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND APARTMENT TUGAS AKHIR - Perancangan sistem perpipaan hidran dan sprinkler di Sejahtera Family Hotel and Apartment - USD Repository

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN HIDRAN DAN
SPRINKLER DI SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND
APARTMENT
TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin

Disusun Oleh :
ANDREAS KURNIAWAN M.
NIM : 015214088

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007

THE DESIGN OF HYDRANT AND SPINKLER PIPING

SYSTEM IN SEJAHTERA FAMILY HOTEL AND
APARTMENT
FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirement
to Obtain the Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering

By :
ANDREAS KURNIAWAN M.
NIM : 015214088

MECHANICAL ENGINEERING STUDI PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT
SAINS AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN HIDRAN dan
SPRINKLER di SEJAHTERA FAMILY HOTEL and
APARTMENT

OLEH :

ANDREAS KURNIAWAN M.
NIM : 015214088

Telah disetujui :

Dosen Pembimbing I

Tanggal, 5 Oktober 2007

Budi Sugiharto S.T., M.T.

iii

HALAMAN PENGESAHAN UJIAN
TUGAS AKHIR

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN HIDRAN dan
SPRINKLER di SEJAHTERA FAMILY HOTEL and
APARTMENT
Dipersiapkan dan ditulis oleh :
ANDREAS KURNIAWAN M.
NIM : 0152104088

Telah dipertahankan di depan panitia penguji
Pada tanggal : 3 Oktober 2007
Dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan panitia penguji
Ketua

: Budi Setyahandana, S.T., M.T.

:

Sekretaris

: Ir. Rines Alapan, M.T.

:

Anggota

: Budi Sugiharto, S.T., M.T.

:

Yogyakarta, Oktober 2007
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
Dekan

Ir. Greg. Heliarko, S.J., S.S., B.ST., M.A., M.Sc

iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya tulis ini
tidak memuat karya orang lain atau bagian karya orang lain. kecuali yang telah
disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya sebuah karya
ilmiah.

Yogyakarta, 27 September 2007
Penulis

Andreas Kurniawan M.

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.

•

Bapak dan Ibu tercinta yang telah memberikan segalanya

padaku, baik material, spiritual dan financial dengan kasih
sayang
•
•

Kedua adik-adikku yang selalu membantuku.

Kekasihku yang selalu menemani, mendampingi,
menyemangati dengan penuh cinta

•

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 hidran dan sprinkler di Sejahtera Family
Hotel and Apartment bertujuan untuk pencegahan bahaya kebakaran dan
pemadaman api sedini mungkin.
Perancangan ini menggunakan Standar Nasional Indonesia (SNI) dengan
klasifikasi hunian bahaya kebakaran ringan.
Dari perhitungan diperoleh debit total 13,05 m3/menit, layanan 20% dari
layanan seluruh gedung dan head total 71,8 m. Pipa menggunakan bahan ASTM
A106 Grade B dengan ukuran 10” sch 20, 6” sch 40, 4” sch 10S dan 2,5” sch 10S.
Pompa yang digunakan buatan Torishima Pump MFG. Co. Ltd. Tipe 100-500
daya 30 kW.

viii

ABSTRACT
The design of hydrant and sprinkler piping system in Sejahtera Family
Hotel and Apartment aimed to prevent fire and extinguish fire as soon as possible.
This design uses Indonesian National Standard (INS) with classified
slight-dangerous-fire living.

From this calculation got total capacity is 13.05 m3/minute, service is 20%
of the whole building with total head 71,8 m. This pipe uses ASTM A106 grade B
materials with measure 10” sch 20, 6” sch 40S, 4” sch 10S and 2.5” sch 10S. Uses
pump produced by Torishima Pump MFG. Co. Ltd. type 100-500 with power 30
kW.

ix

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yesus Kristus karena
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan
judul Perancangan Sistem Perpipaan Hidran dan Sprinkler di Sejahtera Family
Hotel and Apartment sesuai dengan waktunya.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat akademis memperoleh
gelar sarjana di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sanata
Dharma, Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih banyak
kekurangan dan kesalahan, untuk itu demi kesempurnaan tugas akhir ini penulis
mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:
1.

Romo Ir. Greg Heliarko, SJ., B.S.T., M.A., M.Sc., selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Sanata Dharma

2.

Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
dan Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah
banyak membantu menyelesaikan tugas akhir.

3.

Seluruh Dosen penguji yang telah membantu penulis dalam tugas akhir.

4.

Bapak Ir. Rines Alapan M.T. selaku Dosen pembimbing akademik yang
selalu memberi semangat.

5.

Mas Ratno dan segenap pimpinan dan karyawan Sejahtera Family Hotel and
Apartment yang telah membantu dalam survei dan pengukuran gedung.

x

6.

Ayahku Drs. F.X. Maryono dan ibuku Dra. An. Indarwati yang sangat
kukasihi, teladan hidupku dan atas dukungan doanya dan terima kasih juga
buat adik-adikku: Beni dan Bayu atas segala dukungan dan semangatnya.

7.

Kekasihku Wiwin yang selalu mendampingi dan menemani serta
menyemangati hidupku.

8.

Sahabatku: Edo, Widhi, Wawan, Cokro, Bayu, Wisnu Jati, Wisnu, Fendy,
Cendra, Ari, Lilik, kalian semua yang selalu membuatku tersenyum ketika
didalam

kesusahan,

bersama

tertawa

dalam

kesenangan

sungguh

persahabatan yang sangat indah. Tanpa kalian aku bukan apa-apa sobat.
9.

Bpk. Let.Kol. (Purn) Drs. Sudarmadi beserta keluarga yang sudi
menampung saya ketika masa pengasingan di Palembang.

10.

Rekan-rekan di CV Dinamika Citra Visitama yang telah memberikan
pengalaman hidup yang berharga.

11.

Anggota, pengurus, karyawan dan staf Jogjakarta Taekwondo Center,
Taekwondo Atma Jaya, Taekwondo UKDW, Taekwondo Poltekkes,
Taekwondo Bahtera yang selalu memberikan perhatian dan kesempatan
mengabdi.

Semoga tugas akhir ini menberi manfaat bagi para pembaca.
Terima kasih, Tuhan Yesus memberkati.

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………………………………………………………… i
HALAMAN PENGESAHAN………………………………………………. iii
HALAMAN PENGESAHAN UJIAN……………………………………… iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA…………………………………….. v
HALAMAN PERSEMBAHAN…………………………………………….. vi
MOTTO………………………………………………………………………vii
INTISARI……………………………………………………………………..viii
ABSTRAK…………..………………………………………………………...ix
KATA PENGANTAR………………………………………………………. x
DAFTAR ISI………………………………………………………………… xii
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………... xv
DAFTAR TABEL………………………………………………………….... xvii
DAFTAR NOTASI / LAMBANG………………………………………….. xix
BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………….1
1.1. Pendahuluan……........……………………………………………1
1.2. Tujuan Perancangan ......………………………………………….6
1.3. Batasan Masalah .................................................…………………6
1.4. Sistematika Pembahasan .................................................................7
BAB II PERHITUNGAN KAPASITAS SPRINKLER dan
HIDRAN.....................................................................…………….. 9
2.1. Kondisi dan Keadaan Lokasi..........................................……….. 9

xii

2.2. Klasifikasi Sifat Hunian…………….………………………….. 12
2.2.1. Hunian Bahaya Kebakaran Ringan.......………………….12
2.2.2. Hunian Bahaya Kebakaran Sedang Kelompok I……..…..13
2.2.3. Hunian Bahaya Kebakaran Sedang Kelompok II………...13
2.2.4. Hunian Bahaya Kebakaran Sedang Kelompok III………..14
2.2.5. Hunian Bahaya Kebakaran Berat………………………....15
2.3. Perhitungan Tekanan......................………………………….....16
2.3.1. Perhitungan Tekanan pada Sprinkler.....……………....….17
2.3.2. Perhitungan Tekanan pada Hidran...................……..…….17
2.4. Debit Sprinkler……...…………………………………..……....18
2.5. Kecepatan Pancaran Sprinkler..………………………………...21
2.6. Luas Area Pelayanan Sprinkler………………………………...22
2.7. Perhitungan Kepadatan Pancaran………………………………25
2.8. Kelas Sistem Pipa Tegak……………………………………….31
2.9. Perhitungan Kecepatan Output Hidran………………………....32
2.10. Perhitungan Debit Hidran……………………………………..36
2.11. Perhitungan Lintasan Pancaran Hidran……………………….37
BAB III PERHITUNGAN PEMIPAAN…………………….........………44
3.1. Penempatan Sprinkler dan Hidran.....................………………..44
3.2. Penentuan Diameter dan Jenis Pipa.............................…………47
3.3. Perhitungan Mitter.......................................…………………....51
3.4. Penempatan Peralatan Pendukung...............................................55
3.5. Denah Instalasi Pemipaan Sprinkler dan Hidran.........................56

xiii

3.6. Perhitungan Span.........................................................................59
BAB IV PERHITUNGAN HEAD TOTAL dan
PEMILIHAN POMPA.……………………………....….............62
4.1. Perhitungan Head..........…………………………………...........62
4.1.1. Head Tekanan……………………........……………....….63
4.1.2. Head Kerugian Gesek…………………………………….64
4.1.3. Head Kerugian pada Belokan Pipa……………………….70
4.2. Pemilihan Pompa............ ...........……………………………….73
BAB V KESIMPULAN DAN PENUTUP...................................................76
5.1. Kesimpulan..................................................................................76
5.2. Penutup........................................................................................77
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.(a) Gambar Tampak Depan Sejahtera Family Hotel &
Apartment….................................................................................8
Gambar 1.1.(b) Gambar Tampak Samping Sejahtera Family Hotel &
Apartment.....................................................................................8
Gambar 2.1. Denah Lantai Basement...................................…………………....9
Gambar 2.2. Denah Lantai 1 .....................………………………………….....10
Gambar 2.3. Denah lantai 2, 3, 4 dan 5 ....................................……………......11
Gambar 2.4. Denah Lantai 6 …………………...................................................12
Gambar 2.5. Lintasan Pancaran Sprinkler…....................................…………...23
Gambar 2.6. Penampang Nozel ………………..................................................33
Gambar 2.7. Lintasan Pancaran Zat Cair ............................................................38
Gambar 3.1. Penempatan Sprinkler Lantai Basement ...........................….........45
Gambar 3.2. Penempatan Sprinkler Lantai 1................................................…...45
Gambar 3.3. Penempatan Sprinkler Lantai 2, 3, 4 dan 5 ....................................46
Gambar 3.4. Penempatan Sprinkler Lantai 6 .....................................................46
Gambar 3.5. Branch Connection Nomenclature ................................................52
Gambar 3.6. Instalasi Peralatan Pendukung Pada Sistem Pemipaan .................56
Gambar 3.7 Denah Pemipaan Lantai Basement ................................................57
Gambar 3.8 Denah Pemipaan Lantai 1 ..............................................................57
Gamber 3.9 Denah Pemipaan Lantai 2, 3, 4 dan 5 ............................................58
Gambar 3.10. Denah Pemipaan Lantai 6 ...........................................................58
Gambar 3.11. Denah Samping Instalasi Pemipaan ...........................................59

xv

Gambar 4.1 Kerugian Gesek Pada Pipa Lurus .................................................68
Gambar 4.2 Bagan Pemilihan Pompa Thorosima ............................................74

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jarak Pipa Paling Tinggi Dengan Pipa Cabang……………………..16
Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Tekanan Sprinkler Tiap Lantai …………………17
Tabel 2.3 Hasil Perhitungan Tekanan Hidran Tiap Lantai ……………………18
Tabel 2.4 Ukuran Nominal Lubang Kepala Sprinkler .......................................19
Tabel 2.5 Harga k Untuk Ukuran Lubang Sprinkler…………………………...20
Tabel 2.6 Hasil Perhitungan Debit Pancaran ………………………………….20
Tabel 2.7 Perhitungan Kecepatan Pancaran Sprinkler ………………………..22
Tabel 2.8 Jarak Ketinggian Sprinkler Dari Lantai …………………………....24
Tabel 2.9 Hasil Perhitungan Jarak Pancaran Sprinkler Tiap Lantai ……….....25
Tabel 2.10 Kepadatan Pancaran dan Luas Daerah Kerja Maksimum Sistem
Bahaya Kebakaran Berat………………………………………….28
Tabel 2.11 Hasil Perhitungan Jarak Antar Kepala Sprinkler Tiap lantai …….30
Tabel 2.12 Hasil Perhitungan Kecepatan Nozel Hidran Tiap Lantai ………...36
Tabel 2.13 Hasil Perhitungan Debit Nozel Hidran Tiap Lantai ……………..37
Tabel 2.14 jarak Nozel Dengan Langit-langit ……………………………….41
Tabel 2.15 Sudut Maksimum yang Bisa Dibentuk Untuk Mencapai Jarak
Pancaran Maksimal ……………………………………………...42
Tabel 2.16 Hasil Perhitungan Panjang Pancaran Hidran ……………………43
Tabel 3.1 Jarak Antar Sprinkler dengan Faktor Koreksi 0,75 ……………....44
Tabel 3.2 Kapasitas Total Sprinkler Tiap Zone ……………………………..47
Tabel 3.3 Harga Koefisien Y ………………………………………………..49

xvii

Tabel 3.4 Tekanan Terbesar yang Diterima Oleh Pipa ……………………..50
Tabel 3.5 Tebal Pipa Minimal ……………………………………………....50
Tabel 3.6 Syarat Tebal Dinding Minimum Untuk Tekanan Sampai
Dengan 300 psi (20,7 bar) ……………………………………....51
Tabel 3.7 Diameter Pipa yang Digunakan dan Spesifikasinya ……………..51
Tabel 3.8 Tekanan Terbesar yang Dialami Mitter ………………………….53
Tabel 3.9 Hasil Perhitungan Mitter ………………………………………...54
Tabel 3.10 Hasil Perhitungan Jarak Minimal Antar Span ………………….61
Tabel 4.1 Sifat-sifat Air Pada Tekanan Atmosfir …………………………..65
Tabel 4.2 Kondisi Pipa dan Harga C (Formula Hazen-William) …………..69
Tabel 4.3 Koefisien Kerugian Pada Belokan ……………………………….71
Tabel 4.4 Koefisien Kerugian Belokan Pipa Potongan Banyak ....................72
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan Head Total ........................................................73
Tabel 4.6 Spesifikasi Pompa ………………………………………………..74

xviii

DAFTAR SIMBOL / NOTASI

P

= Tekanan (kg/m2)

h

= ketinggian /jarak (meter)

Q

= kapasitas (m3/mnt)

v

= Kecepatan (m/s)

A

= luas penampang (m2)

P

= kepadatan pancaran (mm/mnt)

tm

= tebal minimal pipa

D0

= diameter luar pipa (inchi)

d

= diameter dalam (inchi)

Eq

= faktor kualitas

th

= tebal minimal pipa utama (inchi)

tb

= tebal minimal pipa cabang (inchi)

L

= jarak antar tumpuan/span (meter)

H

= head total (meter)

hp

= head tekanan (meter)

hf

= head rugi-rugi (meter)

xix

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. PENDAHULUAN
Musibah kebakaran adalah suatu kejadian yang tidak diharapkan dan
dapat terjadi dimana dan kapan saja baik disebabkan oleh kelalaian manusia
atau hal-hal lain. Musibah kebakaran sangat merugikan karena selain
bangunan dan harta benda, nyawa pun kerap melayang akibat peristiwa
tersebut. Kebakaran adalah suatu nyala api, baik kecil atau besar pada
tempat yang tidak kita hendaki, merugikan dan pada umumnya sukar
dikendalikan. Api terjadi karena persenyawaan dari (www.proyeksi.com) :
1. Sumber panas, seperti energi elektron (listrik statis atau dinamis),
sinar matahari, reaksi kimia dan perubahan kimia.
2. Benda mudah terbakar, seperti bahan-bahan kimia, bahan bakar,
kayu, plastik dan sebagainya.
3. Oksigen (tersedia di udara)

Apabila telah terjadi kebakaran, maka langkah yang harus dilakukan
adalah memisahkan oksigen dari benda yang terbakar. Pemadaman dengan
mengunakan APAR, karung goni yang basah dan pasir merupakan cara
untuk mengisolasi oksigen dalam api tersebut. Bila pada pemadaman
digunakan air sebagai media pemadaman maka terjadi reaksi pendinginan

1

Tugas Akhir Perpipaan

2

panas dan isolasi oksigen dari kebakaran tersebut. Kebakaran di Indonesia
dibagi menjadi 3 kelas yaitu :
1. Kelas A
Kebakaran yang disebabkan oleh benda-benda padat, misalnya
kertas, kayu, plastik, karet, busa dan lain-lainnya. Media
pemadaman kebakaran untuk kelas ini berupa: air, pasir, karung
goni yang dibasahi, dan Alat Pemadam Kebakaran (APAR) atau
racun api tepung kimia kering.
2. Kelas B
Kebakaran yang disebabkan oleh benda-benda mudah terbakar
berupa cairan, misalnya bensin, solar, minyak tanah, spirtus,
alkohol dan lain-lainnya. Media pemadaman kebakaran untuk kelas
ini berupa: pasir dan Alat Pemadam Kebakaran (APAR) atau racun
api tepung kimia kering. Dilarang memakai air untuk jenis ini
karena berat jenis air lebih berat dari pada berat jenis bahan di atas
sehingga bila kita menggunakan air maka kebakaran akan melebar
kemana-mana
3. Kelas C
Kebakaran yang disebabkan oleh listrik. Media pemadaman
kebakaran untuk kelas ini berupa: Alat Pemadam Kebakaran
(APAR) atau racun api tepung kimia kering. Matikan dulu sumber
listrik agar kita aman dalam memadamkan kebakaran

Tugas Akhir Perpipaan

3

Berbagai peralatan dan sistem dibuat agar peristiwa kebakaran tidak
terjadi atau dapat ditanggulangi secara cepat dan tidak menyebar ke daerah
yang lain. Peralatan pencegahan kebakaran adalah :
1. APAR / Fire Extinguishers / Racun Api
Peralatan ini merupakan peralatan reaksi cepat yang multi guna
karena dapat dipakai untuk jenis kebakaran A, B dan C. Peralatan
ini mempunyai berbagai ukuran berat, sehingga dapat ditempatkan
sesuai dengan besar-kecilnya resiko kebakaran yang mungkin
timbul dari daerah tersebut. Bahan yang terdapat dalam tabung
pemadam api tersebut berupa bahan kimia kering, foam / busa dan
CO2, untuk Halon tidak diperkenankan dipakai di Indonesia.
2. Hidran
Ada 3 jenis hidran, yaitu hidran gedung, hydran halaman dan
hydran kota, sesuai namanya hidran gedung ditempatkan dalam
gedung, untuk hidran halaman ditempatkan di halaman, sedangkan
hidran kota biasanya ditempatkan pada beberapa titik yang
memungkinkan Unit Pemadam Kebakaran suatu kota mengambil
cadangan air. Fungsi utama hidran adalah sebagai salah satu
sumber air apabila terjadi kebakaran. Komponen hidran terdiri dari
(SNI 03-1745-1989):
• Kotak hidran
• Slang Gulung

4

Tugas Akhir Perpipaan

• Pipa pemancar
• Pipa hidran

3. Detektor Asap / Smoke Detector
Peralatan

yang

memungkinkan

secara

otomatis

akan

memberitahukan kepada setiap orang apabila ada asap pada suatu
daerah maka alat ini akan berbunyi, khusus untuk pemakaian dalam
gedung.
4. Fire Alarm
Peralatan yang dipergunakan untuk memberitahukan kepada setiap
orang akan adanya bahaya kebakaran pada suatu tempat
5. Sprinkler
Peralatan yang dipergunakan khusus dalam gedung, yang akan
memancarkan air secara otomatis apabila terjadi pemanasan pada
suatu suhu tertentu pada daerah di mana ada sprinkler tersebut.
Air merupakan medium pemadam yang digunakan secara luas karena
murah dan relatif mudah dicari. Air adalah 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) :

5

Tugas Akhir Perpipaan

1. Cairan praktis tak kompresibel, sedangkan gas kompresibel.
2. Cairan mengisi volume tertentu dan mempunyai permukaanpermukaan

bebas

sedangkan

gas

dengan

massa

tertentu

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 hidran atau sprinkler 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

Tugas Akhir Perpipaan

6

Selain faktor tersebut dalam perancangan sistem perpipaan harus
memperhatikan aspek geografis dan geologis tanah atau dataran yang akan
digunakan.
1.2. TUJUAN PERANCANGAN
Tujuan Perancangan ini adalah mengetahui hasil rancangan sistem
hidran dan sprinkler Sejahtera Family Hotel and Apartment.

1.3. BATASAN MASALAH
Lokasi perancangan sistem perpipaan ini adalah di Sejahtera Family
Hotel and Apartment. Struktur, panjang, diameter dan jumlah pipa serta
lokasi sprinkler dan hidran dirancang sesuai bentuk arsitektur dari Sejahtera
Family Hotel and Apartment Tower 2 (Gambar 1.1). Sebagai pemadam
digunakan air tanah yang telah disaring dan ditempatkan pada reservoir
bawah. Dalam perancangan ini penulis hanya membatasi pada :
1. Sistem perpipaan hidran dan sprinkler
2. Perhitungan pompa dan perpipaan dari sumber air tanah sampai
bak penampungan bawah tidak dibahas.
3. Perancangan Pipa dan hidran merujuk pada SNI 03-1745-2000
mengenai “Tata Cara Perencanaan dan Pemasangan Sistem Pipa
Tegak dan Slang Untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran Pada
Bangunan Rumah dan Gedung”.
4. Dalam perancangan ini dipakai Sistem Pipa Tegak Kelas I (SNI
03-1745-2000 bab 5.1)

7

Tugas Akhir Perpipaan

5. Perancangan Sprinkler merujuk pada SNI 03-3989-2000 mengenai
“Tata Cara Perencanaan dan Pemasangan Sistem Sprinkler
Otomatik Untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran Pada Bangunan
gedung”.
6. Dalam perancangan ini sistem sprinkler yang digunakan sesuai
Klasifikasi Hunian Bahaya Kebakaran Ringan (SNI 03-3989-2000
bab 4.1.1.)
7. Instalasi Pompa merujuk pada SNI 03-6570-2001 mengenai
“Instalasi

Pompa

yang

Dipasang

Tetap

Untuk

Proteksi

Kebakaran”.
8. Penggunaan ukuran dan bahan bagian-bagian perpipaan menurut
standart yang terdapat dipasaran.
9. Pompa dan motor yang digunakan adalah produk buatan Torishima
Pump MFG. Co. Ltd. Takatsuki City, Osaka, Jepang.

1.4. SISTEMATIKA PEMBAHASAN
Pada bab selanjutnya akan diuraikan mengenai kondisi dan keadaan
gedung, kapasitas sprinkler dan hidran, jarak pancaran sprinkler dan hidran.
Perancangan dan perhitungan sistem perpipaan serta asumsi yang digunakan
serta bagan pemipaan akan diuraikan pada bab tiga. Perhitungan sebagai
dasar pemilihan pompa diuraikan pada bab empat. Pada bab lima akan
diberikan hasil perhitungan, kesimpulan dan saran-saran.

8

Tugas Akhir Perpipaan

(a)

(b)

Gambar 1.1(a) Gambar Tampak Depan Sejahtera Apartment & familiy Hotel
Gambar 1.1(b) Gambar Tampak Samping Sejahtera Apartment & familiy Hotel

BAB II
PERHITUNGAN KAPASITAS SPRINKLER DAN HIDRAN

2.1. KONDISI dan KEADAAN LOKASI
Sejahtera Family Hotel and Apartment Tower 2 mempunyai 7 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. Denah lantai dapat dilihat pada Gambar
2.1

Gambar 2.1 Denah Lantai Basement

9

10

Tugas Akhir Perpipaan

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

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

Gambar 2.3 Denah Lantai 2, 3, 4 dan 5

11

Tugas Akhir Perpipaan

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. Sistem
Hidran dan sprinkler yang digunakan adalah sistem basah yaitu jaringan
sistem pipa berisi air dengan tekanan tertentu secara terus menerus (SNI 033989-2000 bab 3.9.). Semua area lantai yang tertutup terkena percikan air
dari sprinkler kecuali ruangan tangga, lift, ruang panel listrik dan kamar
kakus (SNI 03-3989-2000 bab 4.3).

Tugas Akhir Perpipaan

12

2.2. KLASIFIKASI SIFAT HUNIAN
Klasifikasi sifat hunian adalah klasifikasi tingkat resiko bahaya
kebakaran yang diklasifikasikan berdasarkan struktur bahan bangunan,
banyaknya bahan yang disimpan di dalamnya, serta sifat kemudahan
terbakarnya, juga ditentukan oleh jumlah dan sifat penghuninya. Klasifikasi
sifat hunian dibedakan menjadi (SNI 03-3989-2000 bab 4.2) :

2.2.1. Hunian bahaya kebakaran ringan
Adalah hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar
rendah dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas rendah, sehingga
menjalarnya api lambat.
Yang termasuk hunian bahaya kebakaran ringan adalah seperti hunian:
•

Tempat Ibadat

•

Sarana Pendidikan

•

Perpustakaan

•

Museum

•

Perkantoran

•

Perumahan

•

Restoran (ruang makan)

•

Perhotelan

•

Rumah Sakit

•

Penjara

Tugas Akhir Perpipaan

13

2.2.2. Hunian bahaya kebakaran sedang kelompok I
Adalah hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar
sedang, penimbunan bahan yang mudah terbakar dengan tinggi tidak lebih
dari 2,5 meter dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas sedang,
sehingga menjalarnya api sedang.
Yang termasuk hunian kebakaran sedang kelompok I adalah seperti
hunian :
•

Parkir mobil dan ruang pamer

•

Pabrik minuman tidak termasuk bagian pembotolan.

•

Restoran daerah dapur.

•

Pabrik susu

•

Pabrik elekronika

•

Pabrik barang gelas

•

Pengalengan

2.2.3. Hunian bahaya kebakaran sedang kelompok II
Adalah hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar
sedang, penimbunan bahan yang mudah terbakar dengan tinggi tidak lebih
dari 4 meter dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas sedang,
sehingga menjalarnya api sedang.
Yang termasuk hunian bahaya kebakaran sedang kelompok II, adalah
seperti hunian :
•

Pabrik / perakitan kendaraan bermotor

Tugas Akhir Perpipaan

14

•

Pabrik tekstil

•

Pabrik kimia (bahan kimia dengan kemudahan terbakar
sedang)

•

Pabrik cerutu, rokok

•

Bengkel mobil.

•

Penggilingan produk biji-bijian.

•

Penyulingan

2.2.4. Hunian bahaya kebakaran sedang kelompok III
Adalah hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar
tinggi dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas tinggi, sehingga
menjalarnya api cepat.
Yang termasuk hunian bahaya kebakaran sedang kelompok III adalah
seperti hunian :
•

Pabrik karet dan barang karet (tidak termasuk karet busa ).

•

Pabrik radio dan TV.

•

Pabrik pesawat terbang kecuali hanggar.

•

Pabrik plastik dan barang plastik (tidak termasuk plastik busa)

•

Penggergajian kayu dan pengerjaan kayu

•

Pabrik kertas dan barang kertas.

•

Pabrik karung (kecuali proses persiapan serat).

•

Pabrik gula.

Tugas Akhir Perpipaan

2.2.5.

15

Hunian bahaya kebakaran berat

Macam hunian yang mempunyai jumlah dan kemudahan terbakar
tinggi dan apabila terjadi kebakaran melepaskan panas tinggi, penyimpanan
cairan yang mudah terbakar, sampah, serat, atau bahan lain yang apabila
terbakar apinya cepat menjadi besar dengan melepaskan panas tinggi
sehingga menjalarnya api cepat.
Yang termasuk hunian bahaya kebakaran berat adalah seperti hunian :
•

Pabrik kimia (bahan kimia dengan kemudahan terbakar tinggi)

•

Pengerjaan kayu yang penyelesaiannya menggunakan bahan
mudah terbakar

•

Pabrik kembang api

•

Pabrik karet busa atau plastik busa

•

Hanggar pesawat terbang.

•

Penyulingan minyak bumi

•

Pabrik bahan peledak

•

Pabrik karet buatan

•

Pemintalan benang atau kain

•

Pabrik cat

Berdasarkan klasifikasi diatas Sejahtera Family Hotel and Apartment
merupakan gedung dengan klasifikasi hunian bahaya ringan.

16

Tugas Akhir Perpipaan

2.3. PERHITUNGAN TEKANAN
Tower 2 Sejahtera Family Hotel and Apartment memiliki tinggi 31,5
m dan jarak vertikal antara titik pipa tertinggi dengan terendah adalah 25,2
m hal ini mengakibatkan terjadinya tekanan di titik paling bawah cukup
tinggi. Tekanan Sprinkler dan hidran pada tiap lantai diketahui dengan
rumus :
P = γ ⋅ h + P0

………………………………………………..(2.1)

Dengan :
P

= Tekanan akhir tiap lantai (kg/m2)

γ

= Berat Jenis (kg/m3)

h

= Kedalaman/jarak pipa paling tinggi dengan pipa cabang (m)

P0

= Tekanan minimum yang disarankan SNI (2,2 kg/cm2)
Kedalaman/jarak pipa paling tinggi dengan pipa cabang dapat dilihat

pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Jarak Pipa Teratas Dengan Pipa Cabang
SPRINKLER

HIDRAN

m

m

6

0

2,7

5

3,45

6,20

4

6,90

9,70

3

10,40

13,20

2

13,90

16,70

1

17,40

20,20

Basement

21,90

24,7

Lantai

17

Tugas Akhir Perpipaan

Tekanan minimum P0 yang disarankan oleh SNI 03-3989-2000 bab
5.2.1 adalah sebesar 2,2 kg/cm2.

2.3.1. Perhitungan Tekanan Pada Sprinkler
Perhitungan tekanan pada sprinkler dihitung dengan rumus (2.1).
Harga γ = 1000 kg/m3, P0 = 2,2 kg/cm2 = 22000 kg/m2, harga h dapat dilihat
pada Tabel 2.1.
Hasil perhitungan ditampilkan dalam Tabel 2.2
Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Tekanan Sprinkler Tiap Lantai
Kedalaman

Berat Jenis Air

Tekanan Minimal

Tekanan Akhir

Lantai

m

kg/m3

kg/m2

kg/m2

6

0

1000

22000

22000

5

3,45

1000

22000

55844,5

4

6,90

1000

22000

89689

3

10,40

1000

22000

124024

2

13,90

1000

22000

158359

1

17,40

1000

22000

192694

B

21,90

1000

22000

236839

2.3.2. Perhitungan Tekanan Pada Hidran
Perhitungan tekanan pada hidran dihitung dengan rumus (2.1). Harga
γ = 1000 kg/m2, P0 = 2,2 kg/cm2 = 22000 kg/m2, harga h dapat dilihat pada
Tabel 2.1.

18

Tugas Akhir Perpipaan

Hasil perhitungan tekanan hidran pada setiap lantainya dapat dilihat
pada Tabel 2.3. Untuk mempermudah perhitungan selanjutnya, ditampilkan
pula harga tekanan kg/cm2.

Tabel 2.3 Hasil Perhitungan Tekanan Hidran Tiap Lantai
Kedalaman

Berat Jenis

Tekanan Akhir

Tekanan Akhir

Lantai

m

kg/m3

kg/m2

kg/cm2

6

2,7

1000

48487

4,85

5

6,20

1000

82822

8,28

4

9,70

1000

117157

11,72

3

13,20

1000

151492

15,15

2

16,70

1000

185827

18,58

1

20,20

1000

220162

22,02

B

24,7

1000

264307

26,43

2.4. DEBIT SPRINKLER
Untuk menghitung kapasitas pancaran air kepala sprinkler, berlaku
rumus (SNI 03-3989-2000 Bab. 7.15.4) :
Q

= k ⋅ P ………………………………….……………(2.2)

Dengan
Q

= kapasitas pancaran tiap kepala sprinkler (l/mnt)

19

Tugas Akhir Perpipaan

k

= konstanta yang ditentukan oleh ukuran nominal lubang
sprinkler

P

= tekanan air di kepala sprinkler (kg/cm2)

Ukuran lubang sprinkler yang dibenarkan untuk masing-masing
sistem bahaya kebakaran ditunjukkan dengan Tabel 2.4. Klasifikasi bahaya
kebakaran menggunakan sistem bahaya kebakaran ringan :

Tabel 2.4 Ukuran Nominal Lubang Kepala Sprinkler (mm)
Ukuran nominal lubang kepala
No.

Klasifikasi bahaya kebakaran
springkler ( mm )

1

Sistem bahaya kebakaran ringan.

10

2

Sistem bahaya kebakaran sedang.

15

3

Sistem bahaya kebakaran berat

20

Sumber : SNI-03-3989-2000 Bab 7.15.4

Konstanta (k) untuk ketiga ukuran lubang kepala sprinkler tersebut
dapat dilihat pada Tabel 2.5.

20

Tugas Akhir Perpipaan

Tabel 2.5 Harga k Untuk Ukuran Lubang Sprinkler
Ukuran nominal lubang kepala springkler

Konstanta

No.
( mm ).

“k”

1

10

57 ± 5%

2

15

80 ± 5%

3

20

115 ± 5%

Sumber : SNI 03-3989-2000 Bab 7.15.4

Tekanan sprinkler tiap lantai dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Dengan persamaan (2.2) hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel
2.6. Untuk mempermudah perhitungan selanjutnya maka debit juga
dikonversi menjadi m3/mnt.

Tabel 2.6 Hasil Perhitungan Debit Pancaran
Debit Pancaran

Debit Pancaran (Q)
Debit pancaran (Q)

Lantai

(Q)
l/mnt

m3/mnt

l/s

6

84,54

1,41

0,08

5

135,49

2,26

0,13

4

171,95

2,87

0,17

3

202,33

3,37

0,2

2

228,71

3,81

0,23

1

252,35

4,21

0,25

B

279,82

4,66

0,28

21

Tugas Akhir Perpipaan

2.5. KECEPATAN PANCARAN SPRINKLER
Kecepatan pancaran sprinkler dapat dihitung dengan rumus :
v

=

Q
60 ⋅ A

……………………………………..(2.3)

Dengan :
v

= kecepatan sprinkler (m/s)

Q

= debit pancaran sprinkler (m3/mnt)

A

= luas lubang kepala sprinkler (m2)

Diameter kepala sprinkler yang digunakan adalah 10 mm (SNI 033989-2000 bab. 7.15.4) adalah :
A

= 1 ⋅π ⋅ D2
4
= 1 ⋅ π ⋅ 10 ⋅ 10 −3
4
= 7,85 ⋅ 10 −5 m 2

(

)

2

Dengan persamaan (2.3) hasil yang diperoleh untuk tipa lantainya
dapat dilihat pada Tabel 2.7.

22

Tugas Akhir Perpipaan

Tabel 2.7 Perhitungan Kecepatan Pancaran Sprinkler
Kecepatan Pancaran
Debit pancaran
Lantai

Sprinkler
m3/mnt

m/s

6

0,08

16,98

5

0,13

27,6

4

0,17

36,09

3

0,2

42,46

2

0,23

48,83

1

0,25

53,07

B

0,28

59,45

2.6. LUAS AREA PELAYANAN SPRINKLER
Untuk pemancarkan menggunakan prinsip air yang di tembakkan ke
plat diam. Dengan system ini maka air yang dipancarkan oleh kepala
sprinkler akan mengalir di atas plat dalam segala arah. Dalam arah tegak
lurus permukaan plat, kecepatan aliran menjadi nol dan momentum tegak
lurus pada plat akan dihancurkan. Pancaran maksimum didapat dengan
asumsi air mengalami lenting sempurna saat bertumbukan dengan plat.
Untuk menghitung jarak pancaran didekati dengan persamaan gerak
peluru. Gerak searah sumbu x (datar) menggunakan pendekatan glb (gerak
lurus beraturan) sedangkan gerkan yang searah sumbu y (tegak)
menggunakan pendekatan glbb (gerak lurus berubah beraturan).

23

Tugas Akhir Perpipaan

V

4,10"

A

C

B

Gambar 2.5 Lintasan Pancaran Sprinkler

Asumsi air yang terpancar maksimal dipancarkan secara horizontal.
Dalam kenyataannya air akan memancar dari titik 0 sampai jarak d (Gambar
2.5). ini disebabkan karena sifat air yang tidak solid (liquid) sehingga dalam
pancaran terjadi tumbukan antara partikel-partikel air yang besarnya
berbeda-beda.

Waktu yang diperlukan untuk menempuh AB sama dengan waktu
yang ditempuh AC Gambar 2.5 :
t = t AC = t AB =

2h
g

……………………………………….(2.4)

Jarak yang ditempuh dapat dihitung dengan mengalikan kecepatan
pancaran dengan waktu tempuh
d = v⋅

2h
g

………………………………………..(2.5)

24

Tugas Akhir Perpipaan

Dengan :
t

= waktu (s)

h

= ketinggian sprinkler dengan lantai (m)

g

= percepatan gravitasi (m/s2)

v

= kecepatan pancaran (m/s)

Ketinggian tiap lantai dapat dilihat pada tabel 2.8
Tabel 2.8 Tabel Jarak Ketinggian Sprinkler Dari Lantai
Jarak Sprinkler Dengan Lantai
Lantai
m
6

3,20

5

3,25

4

3,30

3

3,30

2

3,30

1

4,30

Basement

3,10

Jarak pancaran sprinkler tiap lantai dihitung dengan rumus (2.5)
dengan harga :
ρ

= 1000 kg/m3

g

= 9,81 m/s2

h

= dilihat pada tabel 2.8

25

Tugas Akhir Perpipaan

Dengan persamaan (2.5) hasil yang diperoleh untuk tiap lantainya
dapat dilihat pada Tabel 2.9.
Tabel 2.9 Hasil Perhitungan Jarak Pancaran Sprinkler Tiap
Lantai

Lantai

Jarak Sprinkler

Kecepatan

Dengan Lantai

Pancaran Sprinkler

Jarak Pancaran

m

m/s

m

6

3,20

16,98

13,71

5

3,25

27,6

22,47

4

3,30

36,09

29,6

3

3,30

42,46

34,83

2

3,30

48,83

40,05

1

4,30

53,07

49,69

Basement

3,10

59,45

47,26

2.7. PERHITUNGAN KEPADATAN PANCARAN
Kepadatan pancaran (p) adalah jumlah debit air (liter/menit) yang
dikeluarkan oleh 4 kepala springkler yang berdekatan dan terletak di empat
sudut bujur sangkar, persegi panjang atau jajaran genjang (kepala springkler
dipasang berselang-seling) dibagi oleh 4 x luas bujur sangkar, persegi
panjang atau jajaran genjang tersebut di atas (m2). Kepadatan pancaran
dinyatakan dalam mm/menit.

Tugas Akhir Perpipaan

26

Kepadatan pancaran yang direncanakaan dan daerah kerja maksimum
yang diperkirakan untuk ketiga klasifikasi tersebut diatas tercantum dibawah
ini :
a). Sistem bahaya kebakaran ringan.
Kepadatan pancaran yang direncanakan 2,25 mm/menit.
Daerah kerja maksimum yang diperkirakan : 84 m2.
Catatan :
Tambahan kepadatan sebesar 5 mm/menit diberikan untuk
daerah tertentu pada hunian bahaya kebakaran ringan, seperti :
ruang atap, ruang besmen, ruang ketel uap, dapur, ruang
binatu, ruang penyimpanan, ruang kerja bengkel dan lain-lain
dengan penentuan jarak kepala springkler yang lebih dekat.

b). Sistem bahaya kebakaran sedang.
Kepadatan pancaran yang direncanakan 5 mm/menit.
Daerah kerja maksimum yang diperkirakan 72 ~ 360 m2.
Catatan :
Sistem bahaya kebakaran sedang terdiri dari 3 (tiga) kelompok
berdasarkan daerah kerja maksimum yang diperkirakan, yaitu :
•

kelompok I dengan luas 72 m2,

•

kelompok II, dengan luas 144 m2,

•

kelompok III, dengan luas 216 m2.

Tugas Akhir Perpipaan

27

Apabila kemungkinan terjadi penyalaan serentak, misalnya yang
mungkin terjadi pada proses persiapan di pabrik tekstil, maka luas
maksimumnya 360 m2.

c). Sistem bahaya kebakaran berat
1). Bahaya proses
Kepadatan pancaran yang direncanakan 7,5 ~ 12,5
mm/men.
Daerah kerja maksimum yang diperkirakan 260 m2.

28

Tugas Akhir Perpipaan

Tabel 2.10 Kepadatan Pancaran dan Luas Daerah Kerja
Maksimum Sistem Bahaya Kebakaran Berat
Luas daerah kerja
Kepadatan yang
maksimum, yang
Klasifikasi Hunian

direncanakan
diperkirakan
(mm/men)
(m2)
Daerah perlindungan (sistem

Hanggar pesawat terbang

7,5
pancaran serentak).

Pabrik selulosa

12,5

260

Pabrik korek api

10,0

260
Lengkap dengan pancaran

Pabrik petasan

10,0
serentak untuk setiap gedung

Pabrik pembuatan busa dan karet,

10,0

260

Pabrik cat, zat pewarna dan

7,5

260

7,5

260

7,5

260

Pabrik karet subtitusi

7,5

260

Pabrik kayu, wool.

7,5

260

Penyulingan tir.

10

260

Vernis.
Pabrik pelapis lantai dan sebangsa
kertas minyak.
Pekerjaan dengan damar, terpentin
dan sulang minyak.

29

Tugas Akhir Perpipaan

Setelah kapasitas pancaran diketahui lalu dihitung jarak antar
sprinkler agar terpenuhi kepadatan pancaran (P) = 2,25 mm/menit sesuai
SNI 03-3839-2000 bab. 4.1.3.a. Kepadatan pancaran adalah jumlah debit air
(l/mnt) yang dikeluarkan oleh 4 kepala sprinkler yang berdekatan dan
terletak di empat sudut bujur sangkar, persegi panjang atau jajaran genjang
(kepala sprinkler dipasang selang-seling) dibagi oleh 4 kali luas bujur
sangkar, persegi panjang atau jajaran genjang tersebut di atas (m2) (SNI 033989-2000 Bab 3.2). Kepadatan pancaran dinyatakan dengan mm/menit.
Tambahan kepadatan sebesar 5 mm/menit diberikan untuk daerah
tertentu pada hunian bahaya kebakaran ringan, seperti : ruang atap, ruang
besmen, ruang ketel uap, dapur, ruang binatu, ruang penyimpanan, ruang
kerja bengkel dan lain-lain dengan penentuan jarak kepala springkler yang
lebih dekat. Kepadatan pancaran (p) di lantai Basement menggunakan nilai
7,25 mm/mnt.
Untuk menghitung kepadatan pancaran digunakan digunakan rumus :
kepadatan pancaran (p)

=

Q
s⋅a

……………………..(2.6)

s dan a adalah jarak antar sprinkler, diasumsikan s = a , maka

p

=

s

=

Q
s2

Q
P

……………………………………..(2.7)

……………………………………..(2.8)

30

Tugas Akhir Perpipaan

Dengan :
P

= kepadatan pancaran (mm/mnt)

s

= jarak antar sprinkler (m)

Q

= debit pancaran sprinkler tiap lantai (l/mnt)

Dengan persamaan 2.8 hasil yang diperoleh untuk tiap lantainya dapat
dilihat pada tabel 2.11.
Tabel 2.11 Hasil Perhitungan Jarak Antar Kepala Sprinkler Tiap
Lantai
Jarak Antar
Debit Pancaran (Q)
Lantai

Sprinkler (s)
l/mnt

m

6

84,54

6,13

5

135,49

7,76

4

171,95

8,74

3

202,33

9,48

2

228,71

10,08

1

252,35

10,59

Basement

279,82

6,21

Tugas Akhir Perpipaan

31

2.8. KELAS SISTEM PIPA TEGAK
Kelas Sistem pipa tegak dibedakan menjadi 3 yaitu
2.7.1. Sistem kelas I.
Sistem harus menyediakan sambungan slang ukuran 63,5
mm (2½ inci) untuk pasokan air yang digunakan oleh petugas
pemadam kebakaran dan mereka yang terlatih.

2.7.2. Sistem kelas II.
Sistem harus menyediakan kotak slang ukuran 38,1 mm
(1½ inci) untuk memasok air yang digunakan terutama oleh
penghuni bangunan atau oleh petugas pemadam kebakaran
selama tindakan awal.
Pengecualian :
Slang dengan ukuran minimum 25.4 mm ( 1 inci ) diizinkan
digunakan untuk kotak slang pada tingkat kebakaran ringan
dengan persetujuan dari instansi yang berwenang.

2.7.3. Sistem kelas III.
Sistem harus menyediakan kotak slang ukuran 38,1 mm
(1½ inci) untuk memasok air yang digunakan oleh penghuni
bangunan dan sambungan slang ukuran 63,5 mm (2½ inci) untuk
memasok air dengan volume lebih besar untuk digunakan oleh
petugas pemadam kebakaran atau mereka yang terlatih.

Tugas Akhir Perpipaan

32

Pengecualian No.1 :
Slang ukuran minimum 25,4 mm (1 inci) diperkenankan
digunakan untuk kotak slang pada pemakaian tingkat kebakaran
ringan dengan persetujuan dari instansi yang berwenang.
Pengecualian No. 2 :
Apabila seluruh bangunan diproteksi dengan sistem
springkler otomatis yang disetujui, kotak slang yang digunakan
oleh penghuni bangunan tidak dipersyaratkan . Hal tersebut
tergantung pada persetujuan instansi yang berwenang.

Dalam sistem ini digunakan sistem pipa tegak kelas II

2.9. PERHITUNGAN KECEPATAN OUTPUT HIDRAN
Jarak pancaran hidran dihasilkan dari tekanan yang terjadi pada tiap
lantai yang dialirkan dari sisstem pipa, selang lalu dipancarkan oleh nozel.
Selang yang digunakan berdiameter 2,5” (63,5 mm) sesuai dengan
ketentuan SNI 03-1745-2000 Bab5.3.2. Sedangkan untuk nozel diameter
input menyesuaikan selang 2,5” dengan lubang output 0,75” (19,05 mm).
Untuk mempermudah perhitungan kecepatan pancaran maka dalam
perhitungan nozel diarahkan datar, dengan kerugian gesekan dalam nozel
diabaikan (Gambar 2.6).

33

2,05"

0,69"

Tugas Akhir Perpipaan

2

D1

D1
1
2

=0

Gambar 2.6 Penampang Nozel

Dengan persamaan Bernuolli pada ujung-ujung nozel dengan
mengabaikan kehilangan tenaga didapat rumus :

z1 +

p1

γ

+

p
v2
v12
= z2 + 2 + 2
γ 2⋅ g
2⋅ g

…………………………(2.9)

Elevasi titik 1 dan 2 adalah sama (z1 = z2) dan tekanan di titik 2 adalah
atmosfer (

p

γ

+

p2

γ = 0 ), sehingga :

v12
v2
= 2
2g 2g

……………………………………………….(2.10)

Pada persamaan kontinuitas didapatkan rumus

A1 ⋅ v1 = A2 ⋅ v2

……………………………………………….(2.11)

A2 ⋅ v 2
A1

……………………………………………….(2.12)

v1 =

34

Tugas Akhir Perpipaan

Dari persamaan (2.12) disubsitusikan ke persamaan (2.11)

⎛ A2 ⋅ v 2 ⎞
A1 ⎟⎠
v 22
p ⎜⎝
+
=
γ
2g
2g
2

….………………………….(2.13)

A22 ⋅ v 22
v 22
+
=
γ A12 ⋅ 2 g 2 g

………………………….….(2.14)

v 22
A2 ⋅ v 2
− 22 2
2 g A1 ⋅ 2 g

…………………………….(2.15)

p

p

γ

=

Disamakan penyebutnya
p

γ

=

A12 ⋅ 2 g ⋅ v 22 − 2 g ⋅ A22 ⋅ v 22
2 g ⋅ (A12 ⋅ 2 g )

⎛ A 2 − A22 ⎞ 2
⎟ ⋅ v2
= ⎜⎜ 1
γ ⎝ 2 g ⋅ A12 ⎟⎠
p

…………………………….(2.16)

…………………………….(2.17)

Dimisalkan
k

A12 − A22
=
2 g ⋅ A12

……………………………..(2.18)

35

Tugas Akhir Perpipaan

Didapat rumus
v2

=

p
γ ⋅k

……………………………..(2.19)

Dengan :
v2

= kecepatan pancaran nozel (m/s)

p

= tekanan nozel (kg/m2)

γ

= berat jenis (kg/m3)

A1

= luas lubang masuk nozel (m2)

A2

= luas lubang keluaran nozel (m2)

Dengan diameter input (d2) 1,5” = 38,1 mm maka didapat luas lubang
nozel :
A1

= 1 ⋅ π ⋅ d 12
4
= 1
4 ⋅ π ⋅ 63,5 ⋅ 10 −3

(

)

2

= 3,165 ⋅ 10 −3 m 2

Dengan diameter output (d2) 0,75” = 19,05 mm maka didapat luas
lubang nozel :
A2

= 1 ⋅ π ⋅ d 22
4
= 1
4 ⋅ π ⋅ 19,05 ⋅ 10 −3

(

= 2,85 ⋅ 10 − 4 m 2

)

2

36

Tugas Akhir Perpipaan

Harga k dihitung dengan persamaan 2.18 :
A12 − A22
2 g ⋅ A12

k

=

k

(3,165 ⋅10 ) − (2,85 ⋅10 )
=
2 ⋅ 9,81 ⋅ (3,165 ⋅ 10 )
−3 2

−4 2

−3 2

= 5,056 ⋅ 10 − 2 m

s2

Dengan persamaan 2.19 didapat hasil perhitungan kecepatan pancaran
nozel tiap lantainya. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 2.12.
Tabel 2.12 Hasil Perhitungan Kecepatan Nozel Hidran Tiap lantai
Tekanan

γ

k

v2

kg/m2

kg/m3

m/s2

m/s

Lantai

6

48487

1000

0,0478

30,97

5

82822

1000

0,0478

40,47

4

117157

1000

0,0478

48,14

3

151492

1000

0,0478

54,74

2

185827

1000

0,0478

60,62

1

220162

1000

0,0478

65,99

B

264307

1000

0,0478

72,30

2.10. PERHITUNGAN DEBIT HIDRAN

Debit hidran diperoleh dari perkalian kecepatan pada lubang keluar
nozel dengan luas lubang keluar nozel
Q h = v 2 ⋅ A2

……………………………………….(2.20)

37

Tugas Akhir Perpipaan

Dengan :
Qh

= Debit nozel (m3/s)

v2

= kecepatan pancaran nozel (m/s)

A2

= luas lubang nozel (m2)

Dengan persamaan 2.20 didapat hasil perhitungan debit pancaran
nozel hidran tiap lantainya. Hasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 2.13.
Ditampilkan pula dengan satuan lain untuk mempermudah perhitungan
selanjutnya.
Tabel 2.13 Hasil Perhitungan Debit Nozel Hidran Tiap Lantai
V2

Debit

Lantai
m/s

m3/s

m3/mnt

6

30,97

0,008826

0,529549

5

40,47

0,011535

0,692095

4

48,14

0,013719

0,823147

3

54,74

0,0156

0,936026

2

60,62

0,017278

1,036687

1

65,99

0,018807

1,128403

B

72,30

0,020606

1,236367

2.11. PERHITUNGAN LINTASAN PANCARAN HIDRAN

Air yang keluar dari nozel akan memancar ke udara dengan lintasan
yang tergantung pada kecepatan pancaran. Lintasan tersebut merupakan
garis arus. Apabila gesekan dengan udara diabaikan maka dengan

38

Tugas Akhir Perpipaan

menggunakan persamaan bernuoli akan dapat ditentukan lintasan pancaran
zat cair. Oleh karena tekanan pada pancaran adalah tekanan atmosfer maka
tinggi tekanan pada setiap titik dalam lintasan adalah sama dengan tinggi
kecepatan ditambah tinggi elevasi. Garis tenaga akan berupa garis horizontal
pada jarak v2/2g di atas nozel, dengan v adalah kecepatan pancaran nozel.
Dipandang suatu pancaran air yang keluar dari nozel ke udara dengan
kecepatan v0 dan kemiringan θ terhadap garis horizontal seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.8. garis horizontal yang melalui nozel dianggap
sebagai garis referensi. Kecepatan pancaran pada nozel dapat diuraikan
menjadi komponen horisontal v0x dan vertikal v0y.

Gambar 2.8 Lintasan pancaran zat cair

Oleh karena itu tidak ada percepatan dalam arah x, maka kecepatan
horisontal vx di sepanjang lintasan adalah konstan. Komponen kecepatan
vertikal vy akan berkurang karena adanya pengaruh gravitasi dan menjadi

39

Tugas Akhir Perpipaan

nol pada titik lintasan tertinggi. Dari titik tertinggi lintasan akan berubah
arah dan kecepatan vertikal akan diperbesar karena adanya kecepatan
gravitasi.
Jarak horizontal yang dilalui oleh partikel pada waktu t setelah
memancar dari nozel adalah :
x

= v0 x ⋅ t

………………………………….……………(2.21)

Sedang jarak vertikal adalah :
y

= v0 y ⋅ t − 1 ⋅ g ⋅ t 2
2

….……………………………(2.22)

Komponen kecepatan vertikal vy pada waktu t adalah :
vy

= v0 y − g ⋅ t

……………………………….(2.23)

Kecepatan pancaran pada setiap titik dalam arah lintasan adalah
v

= v x2 + v y2

……………………………….(2.24)

Apabila nilai t dari persamaan (2.21) disubsitusikan ke dalam
persamaan (2.22) maka akan di dapat bentuk persamaan lintasan seperti
berikut ini :
y

=

v0 y

x−

v0 x

g
x2
2 ⋅ v02x

………………………………(2.25)

Persamaan tersebut merupakan bentuk parabola dengan puncak pada :

x

=

v0 y ⋅ vox
g

………………………………(2.26)

Dan
y

=

v 02 y
2⋅ g

………………………………(2.27)

40

Tugas Akhir Perpipaan

Jarak pancaran hidran (l) dapat dihitung dengan rumus :

l

= 2⋅

v0 y ⋅ vox

……………………………….(2.28)

g

Dengan :
l

= jarak pancaran hidra