perhitungan dimensi pipa air bersih

Perencanaan Sistem Plambing Gedung Apartemen 16 Lantai

Perhitungan Dimensi Pipa Air Bersih

Terdapat 2 perhitungan untuk dimensi pipa air bersih, yaitu berdasarkan kerugian

gesek dan berdasarkan perhitungan headloss menggunakan rumus anak dan istri.

Perhitungan Berdasarkan Kerugian Gesek

Akibat dari adanya gesekan air terhadap dinding pipa, maka timbul tekanan terhadap

aliran yang biasanya disebut kerugian gesek. Kerugian gesek ini berdasarkan diagram-

diagram aliran untuk beberapa jenis pipa, seperti baja karbon, PVC, dan tembaga. Dalam

perencanaan plambing ini pipa yang digunakan adalah pipa jenis baja karbon dengan CHW =

100.

Kerugian tekanan akibat gesekan dalam perlengkapan seperti cabang, belokan,

reducer, dan sebagainya, biasanya dinyatakan dengan panjang ekivalen artinya kerugian

gesek dalam perlengkapan itu sama dengan suatu panjang pipa lurus dengan diameter pipa

yang sama dengan diameter pipa perlengkapan itu.

Ukuran pipa ditentukan berdasarkan laju aliran puncak sebagaimana dijelaskan.

Biasanya ukuran pipa dibuat sama setelah mencapai diameter terkecil yang diinginkan.

Selain itu, perlu juga dipertimbangkan batas kerugian gesek atau ystemt hidrolik yang

diizinkan. Demikian juga batas kecepatan antara 0,3-2 m/det. Perhitungan kerugian gesek

minimum dari tipe ruang saniter yang dihitung berdasarkan setiap ystem yang ada pada

ruang saniter tersebut. Dalam perencanaan ini, perhitungan gesek dilakukan pada ystem-

sistem ruang saniter yang telah ditentukan. Ruang saniter yang digunakan adalah kamar –

kamar yang berada pada posisi paling pojok dari setiap gedung. Adapun rumus yang

digunakan dalam perhitungan kerugian gesek ini adalah sebagai berikut :

Dimana :

R = kerugian gesek yang diijinkan (mm/m)

H = head static pada alat plambing (m)

Hs = head standar pada alat plambing (m)

K = koefisien pipa (2-3)

L = panjang pipa lurus pipa utama (m)

l = panjang pipa lurus pipa cabang (m)

Adapun langkah-langkah perhitungan kerugian geseknya dilakukan sebagai berikut :

R = 1000 x (

H−Hs ¿K ( L+ l) ¿

¿¿)


1. Membagi setiap ruang saniter menjadi beberapa sistem yang memungkinkan kemudahan

dalam perhitungan.

2. Menentukan jalur-jalur pada setiap sistemnya.

3. Menentukan UAP yang ditanggung oleh tiap alat plambing pada setiap sistem. Untuk

tabel UAP dapat dilihat pada tabel 2.4 unit alat plambing untuk penyediaan air dingin

pada halaman 13.

4. Menentukan laju aliran dari jalur pada tiap sistem berdasarkan jumlah UAP yang

ditanggung pada jalur itu dengan menggunakan kurva UAP yang dapat dilihat pada

gambar 2.1

5. Menghitung R (kerugian gesek) pada setiap sistem sebagai batas maksimum kerugian

gesek yang terjadi pada tiap jalur untuk setiap sistemnya, lalu R itu diplotkan pada

gambar kurva kerugian gesek untuk pipa baja karbon (CHW = 100), dalam menghitung

R sistem digunakan l alat plambing yang terjauh dari sistem itu. Untuk grafik R

(kerugian gesek) pipa baja karbon dapat dilihat pada Gambar 2.3 Kerugian gesek dalam

pipa baja karbon

6. Setelah memplotkan kerugian gesek pada grafik kerugian gesek, kemudian dilihat laju

aliran yang ada pada jalur tersebut, kemudian laju aliran ini dilplotkan pada grafik

kerugian gesek pipa baja karbon. Setelah itu dilihat diameter pipa yang memotong laju

aliran tersebut. Diameter pipa yang diambil adalah diameter pipa yang kerugian gesek

jalurnya lebih kecil daripada kerugian gesek pada sistem.

7. Dari diameter, laju aliran, dan kerugian gesek yang diperoleh untuk tiap jalurnya pada

kurva itu juga dapat diperoleh kecepatan aliran yang terjadi pada tiap pipa untuk jalur

yang berbeda (ratio V).

8. Menentukan panjang (l) yang dilewati oleh pipa dengan diameter yang berbeda pada tiap

jalurnya (hanya panjang pipa utama).

9. Menentukan panjang ekivalen pipa dari tiap alat plambing di setiap jalurnya. Panjang

ekivalen berdasarkan aksesoris yang ada pada jalur tersebut, untuk lebih jelasnya

mengenai panjang ekivalen tiap aksesoris dapat dilihat pada Tabel 2.5 Panjang ekivalen

untuk katup dan perlengkapan lainnya

10. Menjumlahkan l dengan l’ untuk tiap jalurnya lalu pada tiap sistemnya dijumlahkan.

11. Pada tiap jalur dari tiap sistem (l + l’) dikalikan dengn kerugian gesek yang terjadi pada

jalur itu juga, lalu untuk tiap jalur pada tiap system dijumlahkan.


12. Jumlah daripada (l + l’) untuk tiap sistem dikalikan dengan kerugian gesek system (R

sistem/ R batas maksimum). Kemudian hasil ini dibandingkan dengan jumlah dari (l + l’)

dikali dengan kerugian gesek di tiap jalurnya, diusahakan Rsistem x ∑(l + l’) tidak jauh

berbeda jaraknya (selisihnya) dengan jumlah dari (l + l’) yang telah dikalikan dengan

kerugian gesek pada tiap jalur dari tiap sistemnya.

13. Apabila selisih antara keduanya terlalu besar, maka perlu dilakukan

pengecilan/pembesaran pada diameter jalur yang R (kerugian gesek)nya mempunyai

selisih yang besar (terlalu jauh) dengan R system (R batas maksimum system), sehingga

dapat diperoleh selisih yang tidak jauh berbeda

14. Setelah didapatkan diameter pada tiap jalur untuk tiap sistemnya yang masih berupa mm

maka diubah dalam bentuk inchi.


Gambar 4.4 Isometri Air Bersih Gedung A


Gambar 4.5 Isometri Air Bersih Gedung B


Gambar 4.6 Isometri Air Bersih Gedung C


Adapun contoh perhitungannnya adalah seperti yang dibawah ini :

☼ Kamar No 65 Lantai 16 Gedung A (system 1)

Diketahui :

(L + l) = 0,4 + 0,2 + 0,1 + 0,2 + 0,15 + 0,3 + 0,45 + 0,7 + 0,5 + 0,3 + 0,3 + 1,9

= 5,4 m(data dapat dilihat berdasarkan isometri air bersih). Untuk lebih

mudahnya dalam mencari (L + l) maka lebih baik dicari dahulu panjang

(l) dari tiap jalur karena ∑ l tiap jalur sama dengan (L + l).

H = (3 + 4 + 2,5 – 2) = 7,5 m (tinggi lantai ke-16 dengan dasar roof tank

dikurangi tinggi shower sebagai alat plambing tertinggi)

Hs = (0,7 x 10 = 7) (head statik standar) untuk shower

K = 2,5

Sehingga didapatkan :

R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(7,5 )−72,5 x 5,4 )

R = 25,71 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 1,8 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,75 + 5,6 + 0,3 + 0,15 + 2,2 + 0,9 + 0,3 m

= 12,45 m (data dapat dilihat berdasarkan isometri air bersih). Untuk lebih


(l) dari tiap jalur karena ∑l tiap jalur sama dengan (L + l).

H = (3 + 4 + 2,5 – 0,6) = 8,9 m (tinggi lantai ke-16 dengan dasar roof tank

dikurangi tinggi faucet sebagai alat plambing terjauh)

Hs = 3 (head static standar) untuk faucet dengan head statis tertinggi

K = 2,5



R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(8,9)−32,5 x 12 , 45 )

R = 76,19 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 0,4 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,3 + 0,45 + 0,7 + 3 + 1,9 m






Hs = 7 (head static standar) untuk shower dengan head statis tertinggi.

K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(7,5)−72,5 x 9 ,10 )

R = 77,11 mm/m

☼ Kamar No 63 Lantai 16 Gedung A (system 2 )

Diketahui :

(L + l) = 1,8 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,75 + 5,6 + 0,3 + 0,15 + 2,2 + 0,9 + 0,3 + 3 +

1,9 m








K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(8,9)−32,5 x 17 ,35 )

R = 105,49 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 0,4 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,3 + 0,45 + 0,7 + 0,5 + 1,9 + 51,9 m







K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(7,5)−72,5 x 56 , 6 )


R = 16,93 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 1,8 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,75 + 5,6 + 0,3 + 0,15 + 2,2 + 0,9 + 0,3 + 1,9 +

51,9 m







K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(8,9 )−32,5 x 66 , 25 )

R = 77,11 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 0,4 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,3 + 0,45 + 0,7 + 0,5 + 1,9 + 38,5 m








K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(7,5)−72,5 x 43 , 2 )

R = 22,96 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 1,8 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,75 + 5,6 + 0,3 + 0,15 + 2,2 + 0,9 + 0,3 + 1,9 +

38,5 m







K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(8,9)−32,5 x 52 ,85 )

R = 77,21 mm/m

☼ Kamar No 11 Lantai 16 Gedung B (system 1 )

Diketahui :


(L + l) = 0,4 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,3 + 0,45 + 0,17 + 0,24 + 0,6 + 0,6 + 18,2 +

2,1 m







K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(7,5)−72,5 x 23 ,51 )

R = 47,66 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 1,8 + 0,2 + 0,1 + 0,17 + 0,8 + 4,9 + 1,2 + 3 + 1,3 + 18,2 + 2,1







K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)


R = 1000 x (

(8,9)−32,5 x 33 ,77 )

R = 77,21 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 0,4 + 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,18 + 0,24 + 0,8 + 0,15 + 0,6 + 0,6 + 19,1 +

2,1 m







K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(7,5)−72,5 x 24 , 62 )

R = 47,82 mm/m


Diketahui :

(L + l) = 1,8 + 0,2 + 0,1 + 0,17 + 0,8 + 4,9 + 1,2 + 3 + 1,3 + 19,1 + 2,1








K = 2,5


R = 1000 x (H−Hs ¿

K ( L+ l) ¿¿

¿)

R = 1000 x (

(8,9 )−32,5 x 34 ,57 )

R = 77,21 mm/m

Untuk perhitungan kerugian gesek gedung C dianggap sama dengan perhitungan untuk

gedung A, dikarenakan bentuk dan komponen yang ada di gedung C bersifat typikal dengan

gedung A. Sedangkan untuk gedung B hanya dilakukan perhitungan terhadap 1 kamar pojok

kanan ( kamar no 11) dan 1 kamar pojok kiri ( kamar 01 ). Hal ini dilakukan karena

diasumsikan jika kamar yang posisinya jauh dari rooftank, headlossnya sudah memenuhi

dan air dapat mengalir, maka untuk kamar yang dengan jarak terdekat juga dipastikan akan

mengalir.

Perhitungan Berdasarkan Rumus Anak dan Istri

Kecepatan (V) asumsi adalah 2 m/detik. Dimana diketahui:

- Volume Roof Tank (Vrt) = 48,762 m3(Gedung A dan Gedung C), dan 34,587 m3

(Gedung B)

- Waktu Pemompaan = 30 menit = 1800 detik

Dimensi pipa air bersih didapatkan dengan menentukan debit pengaliran. Berikut ini

adalah perhitungan penentuan dimensi pipa air bersih dari ground reservoir menuju

ke roof tank.

Gedung A

Debit pengaliran (Q) = 48,762m3

1800 detik

= 0,02709 m3/detik

= 27,09 L/detik

Dimensi pipa air bersih (D) dari ground reservoir ke roof tank adalah:


Q=V x A

D=[4 x Qπ x v ]

1/2

D=[4 x 0,02709π x 2 ]

1/2

= 0,131 m

= 131,3 mm

Dimensi yang tersedia di pasaran adalah 150 mm. Maka:

0,150 =[4 x 0,02709π x v ]

1/2

V cek = 1,53 m/detik.

Maka, dimensi pipa air bersih dari ground reservoir ke roof tank untuk Gedung A

dan Selatan adalah sebesar 150 mm atau 6 inch.

Gedung B

Debit pengaliran (Q) = 34,587 m3

1800 detik

= 0,0192 m3/detik

= 19,215 L/detik


Q=V x A

D=[4 x Qπ x v ]

1/2

D=[4 x 0,0192π x 2 ]

1 /2

= 0,111 m

= 111 mm


0,111 =[4 x 0,0192π x v ]

1/2



Maka, dimensi pipa air bersih dari ground reservoir ke roof tank untuk Gedung B dan

Selatan adalah sebesar 125 mm atau 5 inch.

Gedung C


1800 detik

= 0,02709 m3/detik

= 27,09 L/detik


Q=V x A

D=[4 x Qπ x v ]

1/2

D=[4 x 0,02709π x 2 ]

1/2

= 0,131 m

= 131,3 mm


0,150 =[4 x 0,02709π x v ]

1/2



dan Selatan adalah sebesar 150 mm atau 6 inch.


Gambar 4.7 Distribusi Aliran Air dari Ground Reservoir ke Roof Tank (GedungA)


Gedung A

Untuk memompakan air bersih dari ground reservoir ke ruang saniter diperlukan data-

data sebagai berikut :

Kecepatan (v) aliran di dalam pipa diasumsikan 2 m/detik.


1800 detik

= 0,0278 m3/detik

= 27,09 L/detik


Q=V x A

D=[4 x Qπ x v ]

1/2

D=[4 x 0,0278π x 2 ]

1/2

= 0,133 m

= 133 mm


0,150 =[4 x 0,0278π x v ]

1/2



dan Gedung C adalah sebesar 150 mm atau 6 inch.

Diameter ini selanjutnya digunakan untuk menghitung headloss pompa yang terjadi.

Perhitungan headloss adalah sebagai berikut :

Perhitungan Head Pompa Ground Reservoir – Roof Tank


Head pompa yang terjadi secara umum dapat dihitung dengan menggunakan rumus,

sebagai berikut :

Head Pompa = Hstatis + Hsistem

Hstatis = (2 + 64 + 2,5) = 68,5 meter

Hsistem = Mayor losses + Minor losses + (v2/2g)

Mayor losses (Hf), meliputi :

Suction :

L Suction = 2,5 + 2 = 4,5 meter

Hf = L(0,00155 x D2,63 x C )1,85 x Q1,85

¿ 4,5(0,00155 x152,63 x120 )1,85 x 27,091,85

¿0,086 m

Discharge :

L Discharge = 2,3 + 64 + 9,5 + 2 + 2 = 80,3 meter

Hf = L(0,00155 x D2,63 x C )1,85 x Q1,85

¿ 80,3(0,00155 x152,63 x120 )1,85 x 27,091,85

¿1,529 m

Jadi, total mayor losses = Hfsuction + Hfdischarge

= 0,086 m + 1,529 m

= 1,615 m

Minor losses (Hm), meliputi :

Head akibat 6 belokan 900 (K = 0,3)

Hf = 6[ K⋅v2

2 g ] = 6

[ 0,3×22

2×9 , 81 ] = 0,367 m


Head akibat 1 check valve (K = 2)

Hm =

K⋅v2

2 g =

2×22

2×9 , 81 = 0,408 m

Jadi, total Minor losses = 0,367 m + 0,408 m = 0,775 m

Headloss akibat kecepatan = [ v2

2 g ]=[ 22

2×9 , 81 ]=0 , 204 m

Hsistem = Major losses + Minor losses + (v2/2g)

= 1,615 m + 0,775 m + 0,204 m = 2,594 m

Head Pompa = Hstatis + Hsistem = 68,5 m + 2,594 m = 71,094 m

Dari harga Q = 0,0278 m3/detik = 27,09 L/detik, dan head pompa = 71,094 m,

kemudian nilai tersebut diplotkan pada grafik karakteristik pompa sentrifugal

GRUNDFOS.

Gambar 4.10 Kurva Karakteristik Pompa

Dari kurva di atas diperoleh:

Tipe pompa = 125 x100 – 400 dimana: 125 --- diameter suction


Nominal speed = 1450 rpm 100 --- diameter discharge

Sehingga dari tipe itu dapat ditentukan :

o Whp atau daya air yaitu energi yang secara efektif diterima oleh air dari pompa per

satuan waktu.

Whp =

γ x Q x H75

Dengan

Whp : daya air (Hp)

γ : berat air per satuan volume (densitas, kg/m3)

Q : debit air (m3/detik)

H : head pompa (m)

Whp =

1000 x 0,0278 x 71,09475

= 26,35 Hp, dengan ketentuan 1 Hp = 0,746 kW

= 19,66 kW

o Bhp atau daya poros yaitu energi yang diperlukan untuk menggerakkan pompa per

satuan waktu

Dan diasumsikan efisiensi pompa atau nilai sebesar 80 % = 08, maka

Bhp =

Whpη

=

19,660,8

= 24,575 Kw

perhitungan dimensi pipa air bersih

Documents