BAB IV
PERHITUNGAN DAN ANALISA
4.1 GAMBARAN UMUM GEDUNG
4.1.1 Gambaran Umum
Sesuai dengan ruang lingkup dan batasan tugas plumbing, maka gedung
perencanaan untuk sistem plumbing akan mengambil lokasi di gedung SMP Al-
Azhar 14 Semarang.
Dalam perencanaan kali ini SMP Al-Azhar 14 Semarang terdiri atas 3
lantai dengan luas masing-masing lantainya sama. Lantai 1-3 Gedung SMP Al-
Azhar 14 Semarang digunakan sebagai ruang kelas, ruang guru, ruang kepala
sekolah dan lainnya. Berikut luas pada masing-masing lantai terlampir dalam tabel
4.1.
Tabel 4.1
Luas Lantai Gedung SMP Al-Azhar 14Semarang
Lantai Luas (m2)
1 786
2 786
3 786
Total 2358
Sumber : SMP Al-Azhar 14 Semarang
Berdasarkan kondisi tersebut, akan dirancang suatu sistem plumbing untuk
penyaluran air bersih dan air buangan. Untuk pemenuhan kebutuhan air,
menggunakan sumber dari seumur arthetis dalam penggunaan air bersih.
Kemudian air buangan akan disalurkan ke bak penampung atau tangki septik yang
terletak di bagian belakang gedung dengan menggunakan sistem gravitasi.
4.1.2 Denah Gedung Perencanaan
Denah gedung perencanaan selengkapnya dapat dilihat pada lampiran gambar.
4.1.3 Kondisi Eksisting
Gedung SMP Al – Azhar 14 Semarang ini memiliki 3 lantai, dimana di
setiap lantainya dilengkapi dengan sistem plambing. Pada setiap lantainya
terdapat masing-masing kamar mandi pria dan kamar mandi wanita yang di
dalamnya terdapat 3 kloset, 3 faucet dengan bak mandi, dan 1 lavatory.
4.2 KEBUTUHAN AIR
4.2.1 Perhitungan Jumlah Penghuni
Perhitungan kebutuhan air yang didasarkan pada jumlah penghuni / luas
lantai adalah sebagai berikut:
Luas tiap lantai
Lantai 1 = 786 m2
Lantai 2 = 786 m2
Lantai 3 = 786 m2 +
Luas total = 2358 m2
Perhitungan Luas Efektif
Luas Efektif Lantai 1-3 = 60% x Luas lantai
= 60% x 786m2
= 471,6 m2
Jumlah penghuni tiap lantainya 95 orang, sehingga total penghuni gedung
3 lantai adalah 285 orang.
Perbandingan Pria dan Wanita = 3 : 2
Jumlah penghuni lantai 1
a) Pria = 3/5 x 95 orang = 57 orang
b) Wanita = 2/5 x 95 orang = 38 orang
Jumlah penghuni lantai 2
a) Pria = 3/5 x 95 orang = 57 orang
b) Wanita= 2/5 x 95 orang = 38 orang
Jumlah karyawan lantai 3
a) Pria = 3/5 x 95 orang = 57 orang
b) Wanita= 2/5 x 95 orang = 38 orang
Hasil perhitungan jumlah karyawan untuk lantai 1-3 dapat dilihat pada
tabel 4.2 berikut ini :
Tabel 4.2
Jumlah Penghuni Pria dan Wanita
No. Luas (m2) Luas
Efektif (m2)
Penghuni ( orang )
Pria Wanita
1. 786 471,6 57 38
2. 786 471,6 57 38
3 786 471,6 57 38
Jumlah 2358 1414,8 171 114
4.2.2 PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR
A. Berdasarkan Jumlah Penghuni
Kebutuhan air rata-rata tiap orang untuk gedung sekolah (SLTP) adalah
sebesar 50 L/orang/hari dengan lama pemakaian 6 jam sehari (Tabel 3.12, hal. 48,
Morimura, 1993).
Pemakaian air dalam sehari (pemakaian air rata-rata dalam sehari)
Qd = Penghuni lantai 1 x 50 L/orang/hari
Qd = 285 orang x 50 L/orang/hari
Qd = 14250 L/ hari
Qd = 14,25 m3/hari
Pemakaian air untuk SLTP adalah selama 6 jam, maka pemakaian air rata-
rata
Qh = Qd / T
Qh = 14,25 m3/hari / 6 jam/hari
Qh = 2,375 m3/jam
Dengan ditetapkan C1 = 2 (kriteria 1,5–2), maka pemakaian air pada jam
puncak
Qh-maks = C1 x Qh
Qh-maks = 2 x 2,375 m3/jam
Qh-maks = 4,75 m3/jam
Pemakaian air pada menit puncak (Qm-maks)
Qm-maks = C2 x Qh / 60 menit
Dimana berdasarkan kriteria, harga konstanta C2 = 3,0 s/d 4,0
Dengan mengambil C2 = 3, maka:
Qm-maks = ( 3 x 2,375 m3/jam ) / 60 menit
Qm-maks = 0,11875 m3/menit = 118,75 L/menit
B. Berdasarkan Jenis dan Jumlah Alat Plambing
Perencanaan alat-alat plambing berdasarkan jumlah penghuni pria dan
wanita, dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut ini :
Tabel 4.3
Jumlah alat plambing ( Plambing Fixture ) perlantai
Lantai JumlahPenghuni
Peralatan PlambingCloset Urinoir Lavatory Faucet
1Pria 57 2 3 2 2
Wanita 38 2 - 1 2
2Pria 57 2 3 2 2
Wanita 38 2 - 1 2
3Pria 57 2 3 2 2
Wanita 38 2 - 1 2Jumlah 285 12 9 9 12
Sumber : tabel 4 ANSI A40-1993 Standard, Safety Requirements for
Plumbing
Besar pengaliran maksimum (Q peak) ditentukan berdasarkan jumlah alat
plambing (plumbing fixture unit) di seluruh lantai yang dipergunakan secara
bersamaan. Hal ini dapat dilihat dari tabel 3.13 dan 3.15 buku Morimura.
Kloset = 13 liter x 12 buah x 6 kali/jam = 936 ltr/jam
Urinoir = 9 liter x 9 buah x 12 kali/jam = 972 ltr/jam
Lavatory = 10 liter x 9 buah x 6 kali/jam = 540 ltr/jam
Faucet = 15 liter x 12 buah x 6 kali/jam = 1080 ltr/jam
Untuk faktor penggunaan serempak, jika jumlah alat plambing tidak
tercantum dalam tabel, maka perlu diinterpolasikan dengan menggunakan tabel
3.15 dan gambar 3.61 morimura halaman 66 – 67.
Tabel 4.4
Pemakaian Air Berdasarkan Jenis dan Jumlah Alat Plambing
Alat
Plambing
Jumlah Penggunaan
per Jam
Faktor
Pemakaian
(%)
Kebutuhan
air (l/jam)
Kelajuan
air
(l/jam)
Kloset 12 13 0,48 936 449,28
Urinoir 9 9 0,53 972 515,16
Lavatory 9 10 0,53 540 286,2
Faucet 12 15 0,48 1080 518,4
Total Kebutuhan Air 3528 1769,04
Jadi, Q = 1769,04 ltr/jam
= 42,46 m3/hari
Pemakaian air efektif 80% selama jam kuliah 6 jam
Pemakaian air tidak efektif 20% selama 18 jam sehingga:
a) 80%1769,04 L/Jam6 Jam/hr = 8491,392 L/hr
b) 20%1769,04 L/Jam18 Jam/hr = 6368,544 L/hr +
= 14859,936 L/hr
Qd total = 14859,936 L/hr = 14,86 m3/hr = 10,319 L/menit
Pemakaian air untuk SLTP adalah selama 6 jam/hari, maka pemakaian air
rata-rata adalah:
Qh = Qd / T
Qh = 14,86 m3/hari : 6 jam/hari
Qh = 2,48 m3/jam
Jika diasumsikan C1 = 2 (kriteria 1,5–2), maka pemakaian air pada jam
puncak adalah :
(Qh) max = C1 x Qh
= 2 x 2,48 m3/jam
= 4,96 m3/jam
Pemakaian air pada menit puncak (Qm-maks), jika diambil harga
konstanta C2 = 3 (dari ketetapan 3-4), maka :
Qm max = (C2 x Qh) / 60 menit/jam
Qm-maks = ( 3 x 2,48 m3/jam ) / 60 menit/jam
Qm-maks = 0,124 m3/menit = 124 L/menit
C. Berdasarkan Unit Beban Alat Plambing
Tabel 4.5
Perhitungan Jumlah Unit Beban Alat Plumbing Lantai 1-3
Plumbing
Fixture
Jumlah
Total
Unit Beban
Alat Plumbing
Jumlah Unit
Beban
Kloset dengan
tanki gelontor12 5 60
Urinoir 9 3 27
Lavatory 9 2 18
Faucet 12 2 24
Jumlah 129
Sumber : Morimura. Perancangan dan Pemeliharaan Sistem
Plumbing, 1993, tabel 3.16 (hal 68)
Dengan gambar kurva 3.61 b (Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plumbing,
Takeo Morimura dan Noerbambang, hal 67) diperoleh laju aliran serentak untuk
seluruh gedung (Q):
Qm-max = 200 L/menit
= 0,2 m3/menit
Qm-max = C2 x Qh/60 menit
0,2 m3/mnt = 3 x ( Qh/60 menit )
Qh = 4 m3/jam
Qh-max = C1 x Qh
= 2 x 4 m3/jam
= 8 m3/jam
= 133,33 L/menit
Qh = Qd / T
Qd = Qh x T
= 4 m3/jam x 6 jam/hari
= 24 m3/hari
= 0,0167 m3/menit
Dari perhitungan kebutuhan air untuk kebutuhan sehari-hari berdasarkan
jumlah penghuni, jumlah alat plambing serta berdasarkan unit beban alat
plambing hasilnya mendekati sama, namun untuk amannya maka untuk
perhitungan selanjutnya dipakai hasil penentuan kebutuhan air bersih berdasarkan
jumlah unit beban alat plambing. Pemilihan ini berdasarkan nilai debit air yang
paling besar. Hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.7
Besar Qd, Qm max dan Qh max
No Kebutuhan air Qd
(m3/hari)
Qh max
(m3/jam)
Qm max
(L/menit)
1 Berdasarkan jumlah penghuni 14,25 4,75 119
2 Berdasarkan jenis dan jumlah
alat plumbing
14,86 4,96 124
3 Berdasarkan unit beban alat
plumbing
24 8,0 200
Dari tabel, diketahui bahwa kebutuhan air (Qd) yang terbesar adalah
kebutuhan air berdasarkan unit beban alat plambing yaitu 24 m3/ hari.
4.3.1 RENCANA SISTEM PENYEDIAAN AIR BERSIH
4.3.1 Alternatif Sistem Penyediaan Air Bersih
Sumber air yang digunakan berasal dari sumur artetis. Tinggi tiap lantai
(lantai 1 - lantai 3) adalah 4 m, sehingga total tinggi gedung secara keseluruhan
adalah 3 x 4 = 12 m.
Alternatif sistem yang digunakan adalah :
a. Menggunakan reservoir 1 (R1) sebagai ground tank yang bekerja dengan
pemompaan.
b. Menggunakan reservoir 2 (R2) sebagai roof tank yang bekerja secara gravitasi.
Gambar 4.2 Alternatif Perencanaan Sistem Penyediaan Air Minum
Keterangan :
R1 : Ground Tank
R2 : Roof Tank
M : Meter Air
P : Pompa
Pertimbangan-pertimbangan dalam pemilihan sistem antara lain :
a. Pemasangan R1 ( Ground Reservoir )
Reservoir 1 akan memperingan kerja pompa. Hal ini disebabkan karena
adanya fluktuasi pada sumur artetis atau alirannya tidak konstan. Adanya R1
ini akan mampu menyuplai air bersih dalam bangunan walaupun suplai air
dari sumur akan terhenti untuk selang waktu.
b. Pemasangan R2 ( Roof Tank )
Reservoir 2 berguna sebagai reservoir distribusi sebagai pembentuk tekanan
pada sistem penyediaan air bersih di dalam suatu bangunan. Hingga jika
listrik mati, sistem masih dapat berjalan yang lamanya tergantung dari
volume reservoir tersebut.
c. Sistem Pompa
Sistem pompa digunakan untuk menaikkan air ke tangki atap dilakukan
secara otomatis. Cara ini akan menghemat energi, karena pompa akan bekerja
jika dibutuhkan.
4.3.2 Penentuan Dimensi Reservoir
A. Volume Ground tank
Persentase pelayanan air minum dari Sumur Artetis yaitu (1/24) x 100 % =
4,17 %. Pemakaian pompa yaitu 6 jam/hari. Kebutuhan air minum yang harus
dipenuhi tiap jamnya adalah 1/6 x 100 % = 16,67 %.
Volume cadangan kebakaran = 0,5 x Volume Ground Tank
= 0.5 x 18 m3
= 9 m3
Volume ground tank total = 18 m3 + 9 m3
Volume ground tank total = 27 m3
Ground Tank berbentuk rectangular, dengan ukuran sebagai berikut:
Panjang = 3 m
Lebar = 3 m
Tinggi = 3 m
Freeboard = 10 % x tinggi = 10 % x 3 m = 0.3 m
Tinggi air muka minimum = 0,1 m
Tinggi ground tank total = tinggi ground tank + freeboard +
tinggi muka air minimum
Tinggi ground tank total = 3 + 0,3 + 0,1
Tinggi ground tank total = 3,4 m
Cek volume ground tank = p x l xt = 3 x 3 x 3,4 = 30,6 m3
B. Volume Roof tank
Volume roof tank dihitung berdasarkan Qh max paling besar yaitu dari
unit beban alat plambing . Dari perhitungan diperoleh :
Qm max = 200 L/menit
Qh max = 8 m3/jam = 133,33 L/menit
Jangka waktu kebutuhan puncak (Tp) = 30 menit
Jangka waktu pompa pengisi (Tpu) = 10 menit
Kapasitas pompa pengisi diusahakan (Qpu) sebesar :
Qpu = Qh max
VE = (Qm max – Qh max) Tp + ( Qpu x Tpu )
= (200 L/menit – 133,33 L/menit) 30 + (133,33 m3/menit x 10 )
= 2000,1 + 1333,3
= 3333,4 L
= 3,33 m3
Rooftank berbentuk rectangular dengan dimensi
P = 1,4 m
L = 1,2 m
T = 2 m
Freeboard = 15% x tinggi
= 15% x 2 = 0,3
Tinggi muka air minum = 0,1 m
Tinggi rooftank total = tinggi rooftank + freeboard + tinggi muka air minum
= 2 + 0,3 + 0,1 = 2,4 m
Cek Volume = p x l x t = 1,4 m x 1,2 m x 2,4 m= 4,032 m3
4.3.3 Penentuan Dimensi Pipa
Untuk penentuan dimensi pipa air bersih, alat-alat plambing digambar
secara isometri. Gambar isometeri air bersih terlampir dalam Lampiran gambar.
A. Penentuan Dimensi Pipa Induk dari Sumur ke Groundtank
Pipa induk adalah pipa yang menghubungkan sumber air (sumur) dengan
reservoir 1 (ground tank).Diameter pipa induk ditentukan berdasarkan debit rata-
rata yaitu = 24 m3/hari
= 0,0167 m3/menit
= 2,78 x 10-4 m3/detik
Berdasarkan persamaan:
Q = V x A
A = ¼ x D2 x π Q = V. ¼ x D2 x π
Dengan asumsi aliran air dalam pipa mempunyai kecepatan 0,6 – 2 m/detik
A = ¼ x π x D2
D = =
D = 0,021 m
D = 21 cm = 22 mm
Oleh karena diameter pipa yang tersedia di pasaran adalah 22 mm, maka
diameter pipa terpilih adalah 22 mm (berdasarkan Wavin).
Cek kecepatan inlet (Di)
Pipa yang digunakan di pasaran yaitu 22 mm. Kecepatan dalam pipa
adalah 0,73 m/detik.
B. Penentuan Dimensi Pipa Tegak dari Ground Tank ke Roof Tank
Dengan asumsi kegiatan di SLTP berlangsung selama 6 jam
Q pompa = 24 jam/6 jam x Q rata-rata
= 24/6 x 24 m3/hari
= 1,11 x 10-3 m3/detik
Dengan kecepatan antara 0,6 sampai 2 m/detik.
Q = V x A
A = ¼ x D2 x π Q = V. ¼ x D2 x π
Aliran air dalam pipa memiliki kecepatan di antara 0.6 - 2 m/detik. Dalam
perhitungan digunakan asumsi kecepatan sebesar 1 m/detik.
Diameter pipa = D =
=
= 0,03 m
= 30 mm
Oleh karena diameter pipa yang tersedia di pasaran adalah 32 mm, maka
diameter pipa terpilih adalah 32 mm (berdasarkan Wavin)
Cek kecepatan outlet (vout)
4.3.4 Penentuan Dimensi Pipa Horisontal Tiap Lantai
Tabel 4.8
Dimensi Pipa Horisontal Lantai 1
Q Ddari ke jenis jumlahsendiri akumulatif(l/menit) (mm)
LAV 1 2 2 6,309 20elbow 90 4
LAV 1 2 4 12,618 25Tee lurus 1elbow 90 4
FC 1 2 6 18,927 25Tee lurus 1elbow 90 3
WC 1 5 11 31,923 30Tee Lurus 1elbow 90 3
FC 1 2 13 36,556 30Tee Lurus 1elbow 90 3
WC 1 5 18 48,453 30Tee Lurus 1elbow 90 3
UR 1 3 21 54,055 40Tee Lurus 1elbow 90 3
UR 1 3 24 61,778 40Tee Lurus 1elbow 90 3
UR 1 3 27 68,137 50Tee Lurus 1elbow 90 3
LAV 1 2 2 6,309 20elbow 90 4
WC 1 5 7 21,529 25Tee Lurus 1elbow 90 3
FC 1 2 9 27,255 30Tee Lurus 1elbow 90 3
WC 1 5 14 39,368 30Tee Lurus 1elbow 90 3
FC 1 2 16 43,911 40Tee Lurus 1elbow 90 3Tee lurus 1 43 97,663 50
check valve 1elbow 90 1
A+B
B
A
-
11 12
15 shaft
14 15
13 14
12 13
SektorJalur Alat Plumbing Fixture Unit
1 2
2
4
3
5
3 4
5 6
6 7
8 9
9 15
7 8
10 11
Tabel 4.9
Dimensi Pipa Horisontal Lantai 2-3
Q Ddari ke jenis jumlah sendiri akumulatif (l/menit) (mm)
LAV 1 2 2 6,309 20elbow 90 4
LAV 1 2 4 12,618 25Tee lurus 1elbow 90 4
FC 1 2 6 18,927 25Tee lurus 1elbow 90 3
WC 1 5 11 31,923 30Tee Lurus 1elbow 90 3
FC 1 2 13 36,556 30Tee Lurus 1elbow 90 3
WC 1 5 18 48,453 30Tee Lurus 1elbow 90 3
UR 1 3 21 54,055 40Tee Lurus 1elbow 90 3
UR 1 3 24 61,778 40Tee Lurus 1elbow 90 3
UR 1 3 27 68,137 50Tee Lurus 1elbow 90 3
10 11 WC 1 5 5 15,772 25elbow 90 2
FC 1 2 7 21,529 25Tee Lurus 1elbow 90 3
WC 1 5 12 34,826 30Tee Lurus 1elbow 90 3
FC 1 2 14 39,368 40Tee Lurus 1elbow 90 3
LAV 1 2 16 43,911 40Tee Lurus 1elbow 90 3Tee lurus 1 43 97,663 50
check valve 1elbow 90 1
2
4 5
7 8
A
3
5 6
6 7
3 4
8 9
12 13
shaft
14 15
14
1 2
SektorJalur Alat Plumbing Fixture Unit
9 15
11 12
13
A+B -
B
15
4.3.5 Penentuan Dimensi Pipa Tegak Antar Lantai
Dalam menentukan dimensi pipa tegak menggunakan Total fixture unit
dari tiap-tiap lantai seperti yang terlihat pada tabel berikut:
Tabel 4.10
Dimensi Pipa Tegak Antar Lantai
Lantai Total Fixture Unit Flow Diameter
1 43 97,663 50
2 43 148,303 50
3 43 183,119 65
4.3.6 Penentuan Tinggi Menara Reservoir
Tinggi menara rooftank ditentukan berdasarkan kehilangan tekanan yang
paling besar, yaitu pada titik kritis, yang biasanya terjadi pada titik paling jauh di
lantai teratas. Berdasarkan perhitungan kehilangan tekanan pada pipa horisontal,
diketahui bahwa titik kritis adalah sektor b, sehingga menyebabkan kerugian
gesek yang terjadi cukup besar. Tekanan sisa pada titik tersebut menentukan
tinggi roof tank yang harus disediakan.
H available = Tinggi Lantai – Tinggi muka Roof Tank
= 12 m – 2,4
= 9,6 m
HL Kritis = HL Terbesar lantai teratas pada FU terujung
= 0,036
H Available – HL kritis ≥ plav (plav itu apa?)
9,6 - 0,036 ≥ 8
9,564 ≥ 8
Peletakan rooftank tidak menggunakan menara.
4.3.7 Perhitungan Headloss
Perhitungan Headloss diperlukan untuk menentukan daya pompa yang
diperlukan. Pada perhitungan ini, yang ditinjau hanyalah kehilangan tekan pada
titik kritis (pada lantai 3), yaitu titik yang diperkirakan akan mendapatkan tekanan
yang kurang sehingga terdapat kemungkinan air tidak dapat mengalir. Titik kritis
ini ditentukan berdasarkan perletakan yang terjauh dari pipa (stack) header dan
berada pada jalur yang mengalirkan air ke banyak unit fasilitas saniter. Dengan
demikian, tekanan yang dibutuhkan ke titik tersebut relatif besar.
A. Perhitungan Headloss Pipa Tegak ( Pompa – Roof Tank )
Q yang mengalir sebesar = 24 m3/hari = 0,0167 m3 / menit > berdasarkan
Q unit beban alat plambing
Diameter = 32 mm
L pipa = Tinggi gedung + Tinggi RT + (Tinggi GT – Tinggi muka air
minimum)
= 12 + 2,4 m + (3,4 – 0,1)
= 17,7
L fitting = 4 buah elbow
Diameter 32 mm memakai elbow 1,2 (morimura hal.76 tabel 3.18)
L eq = 4,8 m
L total = 17,7+ 4,8 = 22,5 m
Dari Gambar 2.6 “ Nomograph” dengan Q sebesar 14,68 gpm dan diameter 2,2
inchi diperoleh Hl sebesar 150 ft/1000ft
Jadi HL = L total H/1000ft
= 32,1 (150/1000)
= 4,815 m
B Perhitungan Headloss Pipa Horisontal Tiap Lantai
Tabel 4.11
Perhitungan Headloss Pipa Horisontal Lantai 1
Q D v Rdari ke jenis jumlahsendiri akumulatif(l/menit) (mm) (m/s)(mm/m) L pipa L equivalen L total sendiri akumulatif
LAV 1 2 2 6,309 20 0,35 10 0,6elbow 90 4 3
LAV 1 2 4 12,618 25 0,4 10 2,7Tee lurus 1 0,27elbow 90 4 3,6
FC 1 2 6 18,927 25 0,6 23 0,4Tee lurus 1 0,27elbow 90 3 2,7
WC 1 5 11 31,923 30 0,7 23 1,1Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
FC 1 2 13 36,556 30 0,8 30 0,4Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
WC 1 5 18 48,453 30 1 45 1,35Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
UR 1 3 21 54,055 40 0,72 18 0,55Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5
UR 1 3 24 61,778 40 0,8 23 0,55Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5
UR 1 3 27 68,137 50 0,55 8 0,5Tee Lurus 1 0,6elbow 90 3 6,3
LAV 1 2 2 6,309 20 0,35 10 0,4elbow 90 4 3
WC 1 5 7 21,529 25 0,7 30 1,1Tee Lurus 1 0,27elbow 90 3 2,7
FC 1 2 9 27,255 30 0,6 18 0,4Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
WC 1 5 14 39,368 30 0,8 30 1,5Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
FC 1 2 16 43,911 40 0,6 14 1,35Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5Tee lurus 1 43 97,663 50 0,8 18 0,35 0,6
check valve 1 4elbow 90 1 2,1
A+B
B
A
-
11 12 4,07 0,122 0,156
15 shaft 7,05 0,127 0,613
0,088 0,48714 15 6,3
13 14 5,46 0,164 0,398
12 13 4,36 0,078 0,235
SektorJalur Alat Plumbing Fixture Unit Panjang Pipa (m) Headloss
3,37 0,078
1 3,6 0,036 0,0362
2
4
0,179
3 6,57
5
5,31 0,239
3 4
5 6
6 7
5,06
4,36
0,116
0,066 0,102
0,296
3,4 0,034 0,034
0,131
8 9 5,5 0,127 0,891
0,099
0,665
9 15 7,4 0,059 0,950
0,426
0,7647 8 5,5
10 11
Tabel 4.12
Perhitungan Headloss Pipa Horisontal Lantai 2-3
Q D v Rdari ke jenis jumlah sendiri akumulatif (l/menit) (mm) (m/s) (mm/m) L pipa L equivalen L total sendiri akumulatif
LAV 1 2 2 6,309 20 0,35 10 0,6elbow 90 4 3
LAV 1 2 4 12,618 25 0,4 10 2,7Tee lurus 1 0,27elbow 90 4 3,6
FC 1 2 6 18,927 25 0,6 23 0,4Tee lurus 1 0,27elbow 90 3 2,7
WC 1 5 11 31,923 30 0,7 23 1,1Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
FC 1 2 13 36,556 30 0,8 30 0,4Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
WC 1 5 18 48,453 30 1 45 1,35Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
UR 1 3 21 54,055 40 0,72 18 0,55Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5
UR 1 3 24 61,778 40 0,8 23 0,55Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5
UR 1 3 27 68,137 50 0,55 8 0,5Tee Lurus 1 0,6elbow 90 3 6,3
10 11 WC 1 5 5 15,772 25 0,48 15 3,15elbow 90 2 1,8
FC 1 2 7 21,529 25 0,7 30 0,4Tee Lurus 1 0,27elbow 90 3 2,7
WC 1 5 12 34,826 30 0,75 27 1,1Tee Lurus 1 0,36elbow 90 3 3,6
FC 1 2 14 39,368 40 0,5 9,5 0,4Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5
LAV 1 2 16 43,911 40 0,58 12 2,85Tee Lurus 1 0,45elbow 90 3 4,5Tee lurus 1 43 97,663 50 0,79 17 0,35 0,6
check valve 1 4elbow 90 1 2,1
2
4 5 5,06 0,116
7 8 5,5 0,099 0,764
A
3 6,57 0,066 0,102
5 6 4,36 0,131 0,426
6 7 5,31 0,239 0,665
3 4 3,37 0,078 0,179
0,296
0,363
8 9 5,5 0,127 0,891
12 13
0,074 0,074
0,101 0,175
0,137
shaft 0,110
14 15 7,8 0,094
14 5,35 0,051
Headloss
1 2 3,6 0,036 0,036
SektorJalur Alat Plumbing Fixture Unit Panjang Pipa (m)
0,312
0,950
0,566
0,456
9 15 7,4 0,059
11 12
13
A+B - 6,45
B
4,95
3,37
5,06
15
C. Perhitungan Headloss Pipa Tegak Antar Lantai
Tabel 4.13
Headloss Pipa Tegak
Q D v R
BEBAN AKUMULASI lt/menit (mm) m/s (mm/m) Sendiri Ekuivalen Akumulasi Sendiri Akumulasi
Pipa Tegak Lantai 1 Pipa Tegak Lantai 2 43 43 97,663 50 0,800 17,000 4
( elbow ) 2,100
Pipa Tegak Lantai 2 Pipa Tegak Lantai 3 43 86 148,303 50 1,100 30,000 4
( tee ) 0,600
Pipa Tegak Lantai 3 Rooftank 43 129 183,119 65 0,900 16,000 4
( elbow ) 0,750
KEDARI
0,242
0,318
Panjang Pipa ( L )ALAT PLUMBING
6,100
4,600
4,750
Headloss (m)
0,104
0,138
0,076
0,104
4.3.8 Penentuan Head Pompa di Ground Tank
A. Penentuan Tenaga Pompa Pneumatik
Gambar 4.6 Skema Pemompaan
Dimana Q pompa = 1,11 x 10-3 m3/detik
Dimana Q rata-rata = 2,78 x 10-4 m3/detik
Dimana Q sumur = 2,78 x 10-4 m3/detik
L pipa = Jarak mendatar GT ke gedung + Tinggi gedung + Tinggi RT + (Tinggi GT –
Tinggi muka air)
= 12 + 12 + 2,4 + (3,4 – 0,1)
= 29,7 m
H mayor ditentukan dari headloss karena panjang pipa.
H mayor = Q1,85 / (0,2785 x C x D2,63)1,85 x L pipa penghantar
= [1,11 x 10-3(1,85)/ (0,2785 x 130 x 0,0322,63)1,85] x 29,7m
= 2,49 m
H minor ditentukan banyaknya perlengkapan fitting yang dipakai GT ke RT
Tabel 4.14
Perhitungan H minor
Fitting Jumlah L ekivalen L ekivalen total
Elbow 4 1,2 4,8
Check valve 1 2,5 2,5
Jumlah 7,3
Hf = H mayor + H minor
= 2,49 m + 7,3 m
= 9,79 m
V dari groundtank ke rooftank
Hv = v2 / 2g
= (2)2 / 2 (9,8)
= 4 / 19,62
= 0,204 m
Hs = Tinggi gedung + Tinggi rooftank
= 12 + 2,4
=14,4 m
Head pompa = Hf + Hs + Hv
= 9,79 + 14,4 + 0,204
= 24,394 m
Gaya hidraulik pompa
Nh = 0,163 x Q x Hp x γ
= 0,163 x 0,0666 m3/ menit x 24,394 m x 1
= 0,265 kW
Np = Nh / ηp
= 0,265 kW / 0,7
= 0,378 kW
Daya Poros Pompa
Nm = Np (1 + A) / (ηp x ηk)
= 0,378 kW (1 + 0,2) / (0,7 x 1)
= 0,648 kW
Jadi motor penggerak pompa harus dipilih yang mampu menghasilkan daya
minimal 0,648 kW pada porosnya.
B. Penentuan Tenaga Pompa Supmersible
Dimana Q pompa = Check volume Ground Tank / waktu pemakaian
= 30,6 m3 / 6 jam
= 5,1 m3/jam = 0,085 m3/menit
= 1,417 x 10-3 m3/detik
Peletakannya di dalam permukaan tanah.
H Statis = Tinggi gedung + Tinggi muka air max roof tank + tinggi muka air max
ground tank
= 12 meter + (2,4 – 0,3) meter + (3,4 – 0,3) meter
= 17,2 meter
L pipa = Tinggi gedung + ( Tinggi ground tank - Tinggi muka air min ) + Tinggi
roof tank
= 12 meter + (3,4 – 0,1) meter + 2,4 meter = 17,7 meter
Effisiensi = 80 %
- H mayor =
=
= 2,33 meter
- H minor = ( 3 elbow x 1,2 ) + ( 1 check valve x 2,5 )
= 6,1 meter
- Hf = H mayor + H minor
= 2,33 m + 6,1 m
= 8,43 m
- H statis = 17,2 meter
- HV =
= = 0,204 meter
- Head pompa = Hf + HS + HV + RH
= ( 8,43 + 17,2 + 0,204 + 1 ) meter
= 26,834 meter
- Water Horse Power (WHP) =
= = 28,51 Hp
- Break Horse Power (BHP) =
= = 35,64 Hp
- Daya Hidraulik Pompa
Nh = 0,163 x Q x H x gamma
= 0,163 x 0,085 m3/menit x 26,834 m x 1
= 0,372 kW
- Daya Poros Pompa (Pompa Pneumatik)
Np = Nh / np
= 0,372 / 0,7
= 0,531 kW
- Daya motor
Nm = Np ( 1 + A ) / (np / nk)
= 0,531 ( 1 + 0,2 ) / ( 0,7 / 1 )
= 0,91 kW
Jadi motor penggerak pompa harus dipilih yang mampu menghasilkan daya
sekurang-kurangnya 0,91 kW pada porosnya.
4.4 SISTEM PERPIPAAN AIR BUANGAN DAN PIPA VENT
4.4.1 Dasar Sistem Perpipaan Air Buangan dan Pipa Vent
4.4.1.1 Jenis Air Buangan
Sistem penyaluran air buangan penting keberadaannya pada suatu gedung. Air
buangan atau limbah adalah semua cairan yang dibuang, baik yang mengandung
kotoran manusia, hewan, bekas tumbuh-tumbuhan, maupun yang mengandung sisa-
sisa dari proses industri.
Air buangan dapat dibagi menjadi empat golongan, yaitu :
a. Air Kotor, yaitu air buangan yang berasal dari kloset,
peturasan, bidet, dan air buangan yang mengandung kotoran manusia yang
berasal dari alat-alat plumbing lainnya.
b. Air Bekas, yaitu air buangan yang berasal dari alat-alat
plumbing lainnya, seperti bak mandi (bath tub), bak cuci tangan, bak dapur, dsb.
c. Air Hujan, yaitu air buangan yang berasal dari atap,
halaman, dsb.
d. Air Buangan Khusus, yaitu air buangan yang mengandung
gas, racun, atau bahan-bahan berbahaya seperti yang berasal dari pabrik, air
buangan dari laboratorium, tempat pengobatan, tempat pemeriksaan di rumah
sakit, rumah pemotongan hewan, air buangan yang bersifat radioaktif atau
mengandung bahan radioaktif yang dibuang dari PLTN atau laboratorium
penelitian atau pengobatan yang menggunakan bahan radioaktif.
4.4.2 Sistem Pembuangan Air
Sistem pembuangan di Gedung SMP Al – Azhar 14 Semarang ini
direncanakan menggunakan sistem pembuangan campuran yaitun air kotor dan air
bekas dikumpulkan dan dialirkan ke dalam satu saluran. Sedangkan sistem
pengalirannya menggunakan sistem gravitasi, dengan cara mengatur letak dan
kemiringan pipa-pipa pembuangan.
4.4.3 Penentuan Dimensi Perpipaan Air Buangan
Dalam tugas ini, akan dilakukan perancangan sistem perpipaan air buangan
yang berasal dari air kotor dan air bekas dalam sistem yang tercampur, dan
merancang sistem pembuangan untuk air hujan. Sebelum menentukan dimensi pipa
pembuangan di tiap lantai, terlebih dahulu harus diketahui fixture unit dari masing-
masing alat plumbing.
4.4.3.1 Penentuan Dimensi Pipa Horisontal Air Buangan
Pipa horisontal air buangan diletakkan di bawah lantai dalam plafon. Pipa air
buangan memeiliki beberapa perlengkapan tambahan, yaitu :
a. Perangkap (trap)
Tujuan pemasangan perangkap (trap), yaitu untuk mencegah masuknya gas
berbau ataupun beracun, maupun serangga akibat kondisi alat plumbing yang
kosong/tidak terisi air pada saat tidak digunakan. Perangkap berbentuk ‘U’ , yang
akan menahan bagian terakhir dari air penggelontor, sehingga merupakan ‘penyekat’
atau ‘penutup’ air yang mencegah masuknya gas-gas tersebut. Diameter perangkap
biasanya menyesuaikan dengan diameter pipa air buangan.
b. Lubang pembersih (clean out)
Lubang pembersih digunakan untuk membersihkan pipa pembuangan gedung.
Lubang pembersih dipasang pada awal dari cabang mendatar atau pipa pembuangan
gedung, pada pipa mendatar yang panjang, pada tempat di mana pipa pembuangan
membelok dengan sudut lebih dari 45o, dan bagian bawah dari pipa tegak atau
didekatnya.
c. Ven
Tujuan pemasangan pipa ven adalah untuk menjaga agar perangkap tetap
mempunyai sekat air. Penentuan dimensi pipa air buangan horisontal, ditentukan
berdasarkan unit beban (fixture unit) masing-masing alat plumbing, akumulasi dari
keseluruhan cabang mendatar, dan kemiringan (slope). Untuk menentukan besarnya
diameter pipa dapat dilihat pada tabel 2.9 . Hasil perencanaan dimensi pipa horisontal
tercantum dalam Tabel berikut ini:
Contoh perhitungan dimensi pipa horizontal lantai 1:
Sektor : A
Jalur : 1 ke 2
Plumbing fixture : Lavatory
Jumlah : 1
Fixture unit : - sendiri 1 (Tabel 5.4, halaman 200. Perancangan dan
Pemeliharaan Sistem Plumbing, Morimura. 1993).
- kumulatif 1
Diamater (mm) : 32 mm
Diameter pas (mm) : 32 mm
Slope : 0.02
Tabel 4.15
Perhitungan Pipa Buangan Horisontal Lantai 1
SEKTORJALUR Alat
Plambing
FU diameter perangkapslope
diameter
pipa (mm)dari ke sendiri akumulasi minimum (mm)
A 1 2 LAV 1 1 32 0,02 32
2 3 LAV 1 2 32 0,02 32
3 4 WC 4 6 75 0,02 75
4 5 FD 2 8 75 0,02 75
5 6 WC 4 12 75 0,01 100
6 7 FD 2 14 75 0,01 100
7 8 UR 4 18 40 0,01 100
8 9 UR 4 22 40 0,01 100
9 15 UR 4 26 40 0,01 100
B 10 11 WC 4 4 75 0,02 75
11 12 FD 2 6 75 0,02 75
12 13 WC 4 10 75 0,01 100
13 14 FD 2 12 75 0,01 100
14 15 LAV 1 13 32 0,01 100
15 ST 39 0,01 100
Tabel 4.16
Perhitungan Pipa Buangan Horisontal Lantai 2
SEKTORJALUR Alat
Plambing
FU diameter perangkap
minimum (mm)slope
diameter
pipa (mm)dari ke sendiri akumulasi
A
1 2 LAV 1 1 32 0,02 32
2 3 LAV 1 2 32 0,02 32
3 4 WC 4 6 75 0,02 75
4 5 FD 2 8 75 0,02 75
5 6 WC 4 12 75 0,01 100
6 7 FD 2 14 75 0,01 100
7 8 UR 4 18 40 0,01 100
8 9 UR 4 22 40 0,01 100
9 15 UR 4 26 40 0,01 100
B
10 11 LAV 1 1 32 0,02 32
11 12 WC 4 5 75 0,02 75
12 13 FD 2 7 75 0,02 75
13 14 WC 4 11 75 0,01 100
14 15 FD 2 13 75 0,01 100
15 ST 39 0,01 100
4.3.4 Penentuan Dimensi Pipa Tegak (Stack)
Besar dimensi pipa tegak tergantung dari akumulasi unit beban (fixture unit)
seluruh cabang horisontal dalam satu lantai dan akumulasi dari keseluruhan lantai
yang ada di dalam gedung. Untuk menentukan besarnya diameter pipa dapat dilihat
pada tabel. Dimensi pipa tegak tercantum dalam Tabel berikut ini:
Contoh perhitungan dimensi pipa tegak:
Lantai : 1
Fixture unit : - sendiri 39
- kumulatif 39
Diameter (mm) : 100 mm ( tabel 11.3. Plumbing, Harold E. Babbitt).
Tabel 4.17
Pipa Tegak Air Bungan
LANTAI FIXTURE UNIT diameter
(mm)Dari sendiri akumulasi
3 39 39 100
2 39 78 100
1 39 117 100
4.3.5 Penentuan Dimensi Pipa Ven
Bersama-sama dengan alat perangkap, pipa vent merupakan bagian penting
dari suatu sistem pembuangan. Tujuan pemasangan pipa vent adalah sebagai berikut :
a) Menjaga sekat perangkap dari efek sifon atau tekanan
b) Menjaga aliran yang lancar dalam pipa pembuangan
c) Mensirkulasikan udara dalam pipa pembuangan
Karena tujuan utamanya adalah menjaga agar perangkap tetap mempunyai
sekat air, maka pipa vent harus dipasang sedemikian rupa agar dapat mencegah
hilangnya sekat air. Pipa vent yang digunakan dalam perencanaan ini merupakan
kombinasi dari beberapa jenis vent, yaitu :
a) Vent lup, yaitu pipa vent yang melayani dua atau lebih perangkap alat plumbing,
dan disambungkan kepada pipa vent tegak.
b) Vent tegak, yaitu perpanjangan dari pipa tegak air buangan, di atas cabang
mendatar pipa air buangan tertinggi.
c) Pipa tegak vent, dipasang jika pipa tegak air buangan melayani dua interval
cabang atau lebih, dan alat-alat plumbing pada setiap lantai mempunyai pipa vent
tunggal atau pipa vent jenis lainnya. Bagian atas dari pipa tegak vent ini harus
terbuka langsung ke udara luar di atas atau tanpa dikurangi ukurannya. Bagian
bawah dari pipa tegak ven harus disambungkan dengan pipa tegak air buangan,
tanpa dikurangi ukurannya, pada tempat yang lebih rendah dari cabang terendah.
4.3.5.1 Penentuan Dimensi Pipa Vent Horisontal dan Vertikal
Penentuan dimensi pipa vent horisontal didasarkan pada panjang pipa vent
horisontal, unit beban alat plumbing yang dilayani, dan diameter pipa air buangan
yang dilayani. Pipa vent horisontal dan vent tegak dalam perencanaan ini dibuat
tipikal untuk semua lantai.
Contoh perhitungan dimensi pipa vent vertikal lantai 1:
Jalur : A
Fixture unit : 6
Panjang pipa : 3,8 m
Diameter air buangan : 100 mm
Diameter vent : 50 mm ( Morimura, 1993. Halaman 224, tabel 5.10 )
Contoh perhitungan dimensi pipa vent horisontal lantai 1:
Jalur : A - B
Fixture unit : 6
Panjang pipa : 1,75
Diameter air buangan : 75 mm
Diameter vent : 50 mm ( Morimura, 1993. Halaman 224, tabel 5.9 )
Tabel 4.18
Dimensi Pipa Vent Horisontal dan Vertikal Lantai 1
Akumulasi Ukuran Pipa Ukuran Pipahorisontal Pembuangan (mm) (mm)
LAV 1 6 100 3800 50LAV 1WC 4LAV 1 6 6 75 1750 50LAV 1WC 4FD 2 8 100 3800 50WC 4FD 2FD 2 8 14 100 2000 50WC 4FD 2WC 4 10 100 3800 50FD 2WC 4WC 4 10 10 100 3150 65FD 2WC 4
UR 4 15 100 4000 50UR 4UR 4FD 2LAV 1
JalurPanjang Pipa Vent (mm)
Posisi Pipa BebanAlat
Plumbing
B-D Horisontal
VertikalC
C-D Horisontal
Jumlah FU
A
A-B
B
Vertikal
Horisontal
Vertikal
D Vertikal
Tabel 4.19
Dimensi Pipa Vent Horisontal dan Vertikal Lantai 2-3
Akumulasi Ukuran Pipa Panjang Pipa Ukuran Pipa horisontal Pembuangan (mm)
LAV 1 6 100 3800 50LAV 1WC 4LAV 1 6 6 75 1750 50LAV 1WC 4FD 2 8 100 3800 50WC 4FD 2FD 2 8 14 100 2000 50WC 4FD 2LAV 1 11 100 3800 50WC 4FD 2WC 4LAV 1 11 11 100 3150 65WC 4FD 2WC 4UR 4 15 100 4000 50UR 4UR 4FD 2
Jalur Posisi Pipa Alat Plumbing
A Vertikal
Beban Jumlah FU
A-B Horisontal
B Vertikal
B-D Horisontal
VertikalD
C Vertikal
HorisontalC-D
4.3.5.2 Penentuan Dimensi Pipa Tegak Vent
Pipa ven tegak ditentukan berdasarkan akumulasi unit beban dalam tiap
interval cabang, diameter pipa tegak air buangan, dan panjang pipa tegak ven. Untuk
menentukan besarnya diameter pipa ven dapat dilihat pada tabel 2.11. Hasil
penentuan pipa tegak vent tertera dalam Tabel berikut ini:
Contoh perhitungan dimensi pipa vent tegak:
Lantai : 1
Diameter stack : 100 (diameter air buangan tegak)
Fixture unit : - sendiri 39
- kumulatif 39
Panjang pipa : 4 m
Diameter pipa buang : 100 mm
Diameter vent : 50 mm
Tabel 4.20
Dimensi Pipa Vent Tegak (Stack)
LANTAI FIXTURE UNIT Pipa buang (mm)
L vent(m)
Ukuran pipa vent (mm)dari ke sendiri akumulasi
1 2 39 39 100 4 502 3 39 78 100 4 503 ? 39 117 100 4 50
4.4 Perhitungan Septic Tank
Data – data yang diketahui :
Waktu tinggal lumpur : 2 hari
Periode penyedotan lumpur : 1 tahun
Jumlah pemakai : 285 orang
Kebutuhan air per orang : 50 L/org/hari
Kapasitas lumpur : 0,03 m3/org/thn ( kriteria 0,03-0,04)
a. Perhitungan Kapasitas air Limbah :
b. Perhitungan Kapasitas Lumpur
c. Volume Septic Tank
d. Dimensi Septic Tank
Dimensi Septic Tank adalah
a. Panjang = 4,8 meter
b. Lebar = 2,4 meter
c. Tinggi = 2 meter
d. Freeboard = 10% x 2 = 0,2 m
Selain itu ada beberapa ketentuan lain, yaitu sebagai berikut :
1. Lubang pemeriksaan setinggi 0.1 m di atas permukaan tanah, dengan ukuran
0,4 x 0,4 m.
2. Pipa aliran terluar diletakkan 5-10 cm lebih rendah dari aliran masuk
3. Sekat harus terbenam 0,2 m di bawah permukaan air, menonjol minimal 0,15
diatas permukaan air
4. Jarak dari bangunan 1,5 m ; dari sumur dalm 10 m dan jarak dari pipa air
bersih
3m.