juniar johansyah susilo
TRANSCRIPT
STUDI PERENCANAAN PENYEDIAAN AIR BERSIH PADA
GEDUNG BERTINGKAT TUNJUNGAN PLASA VI KOTA
SURABAYA
Juniar Johansyah Susilo1, Very Dermawan
2, Andre Primantyo Hendrawan.
2
1Mahasiswa S-1 Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya Malang
2Dosen Jurusan Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang
Email : [email protected]
ABSTRAK
Gedung Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI dibangun di pusat kota Surabaya
yang nantinya untuk tempat perbelanjaan, dan perkantoran. Ketersediaan air bersih pada
gedung bertingkat sangat menunjang aktifitas manusia di dalamnya, sehingga dibutuhkan
perencanaan penyediaan dan pendistribusian air bersih yang baik.
Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui kebutuhan air sehingga dapat
diketahui kapasitas tampungan, jaringan pipa, dan menentukan diameter pipa dengan
kehilangan energinya. Kebutuhan air dihitung berdasarkan luas lantai gedung, jenis dan
jumlah alat plambing, unit alat plambing, dan kebutuhan setiap unit kegiatan. Perhitungan
dimensi pipa menggunakan metode kerugian gesek Hazen-Williams dan Hardy Cross pada
distribusi, dan pipa yang digunakan adalah pipa PVC dengan diamater 4 inci, 2 inci, 11/2
inci, 11/4 inci, 1 inci, ¾ inci, dan ½ inci.
Dari hasil penelitian didapatkan total kebutuhan air bersih adalah 617.082
Liter/hari. Tampungan sementara menggunakan 1 Ground Reservoir dengan kapasitas 210
m3, 2 Tandon atas (Roof Tank) sebesar 48,75 m
3 untuk office dan 2 Tandon atas (Roof
Tank) sebesar 30 m3 untuk perbelanjaan. Biaya bahan dalam perencanaan sebesar ± Rp.
2.060.901.010,- meliputi alat saniter, pipa, assesoris pipa (belokan 90o, sambungan tee),
pompa booster, dan pompa sentifugal.
Kata kunci : gedung bertingkat, distribusi air bersih, kehilangan energi, jaringan pipa.
ABSTRACT
Pakuwon Tunjungan Plaza VI Building Centre was built in Central Surabaya to be
a shopping centre and offices. The need for clean water in a storey building is very
important for human activities, so it needs good planning to distribute water conveniently.
The purpose of this research is to determine the water demand which can be associated
with the capacity of reservoir, pipeline networks and to determine the diameter of pipes
with a certain of loss of energy. The water demands were calculated based on the floor
area of the building, the type and amount of the tools of plumbing, plumbing tool units, and
the needs for any unit activities. Calculation of the dimensions of the pipe which associated
with friction loss can be made by Hazen-Williams and Hardy Cross method, and the pipes
were PVC having diameter of 4 inch, 2 inch, 11/2 inches, 11/4 inch, 1 inch, ¾ inch, and ½
inch.
From the result, it can be calculated that the total water demand is 617.082
Litres/day. The reservoirs to be used were: 1 Ground Reservoir with a capacity of 210 m3,
2 Roof Tanks of 48.75 m3 for office and 2 Roof Tanks of 30 m3 for the mall. Total cost of
material for water distribution in this building is ± Rp. 2.060.901.010,- includes sanitary,
plumbing tools, plumbing accessories (90o bend, tee), booster pump, and centifugal pump.
Key words: Storey building, clean water distribution, headloss, pipeline network..
1. PENDAHULUAN
Perkembangan Kota Surabaya dari ta-
hun ke tahun semakin pesat sebagai kota
tempat berbagai kegiatan baik kegiatan
ekonomi, perdagangan, industri dan pen-
didikan. Dengan adanya berbagai ke-
giatan tersebut maka Kota Surabaya me-
narik minat banyak investor dan sering
dikunjungi berbagai tamu yang mem-
punyai kepentingan di Kota Surabaya.
Melihat peluang tersebut maka berbagai
pusat perbelanjaan dan penginapan baik
hotel maupun apartemen banyak dibang-
un di Kota Surabaya, apalagi hotel-hotel
yang sudah ada memiliki tingkat hunian
yang sangat tinggi. Hal tersebut menjadi
alasan dibangunnya Ged-ung Sentra Pa-
kuwon Tunjungan Plasa VI yang nanti-
nya terdapat pusat perbelanjaan, perkan-
toran dan apartemen yang lokasinya tepat
di tengah Kota Surabaya. Karena meru-
pakan pusat perdagangan dan perkantoran
tak dipungkiri banyak manusia yang akan
beraktifitas di dalamnya sehingga air me-
rupakan aspek yang sangat penting dalam
menunjang kehidupan manusia.
Pendistribusian air bersih pada gedung
-gedung bertingkat sangat memerlukan
suatu instalasi pendistribusian yang mam-
pu memenuhi kebutuhan akan air bersih
secara merata ke seluruh tempat pada ge-
dung tersebut. Perbedaan tinggi tiap lan-
tai gedung dari permukaan tanah pada
gedung bertingkat tidak sama, ini me-
nyebabkan besar tekanan air bersih yang
keluar dari alat plumbing pada tiap lantai
tidak sama. Untuk menghasilkan tekanan
dan debit air yang optimal dibutuhkan
perancangan instalasi yang baik.
Untuk mengatasi keadaan ini, diper-
lukan pembangunan sistem distribusi air
yang baik untuk menjamin ketersediaan
air bersih bagi konsumen dengan merata
dan evaluasi terhadap sistem penyediaan
air bersih yang ada sekarang ini, terutama
sistem jaringan pipa distribusinya. Hal ini
dilakukan untuk mengetahui kendala-
kendala yang mungkin terjadi pada ja-
ringan pipa distribusi sehingga hal terse-
but menyebabkan ketidaklancaran pen-
distribusian air bersih pada tiap lantai.
Pasokan air ke konsumen umumnya dila-
kukan melalui jaringan pipa distribusi air
yang biasanya sangat kompleks dalam su-
atu gedung.
Dalam perencanaan suatu bangunan
bertingkat diperlukan suatu rancangan hi-
drolika tersendiri untuk menganalisis ter-
capainya kebutuhan air yang merata pada
setiap lantai dengan elevasi dan tekanan
yang berbeda. Pada tugas akhir ini penu-
lis melakukan studi pada gedung berting-
kat untuk menganalisis perencanaan sis-
tem jaringan distribusi air bersih sesuai
dengan perhitungan struktur yang ada.
Dalam studi ini menganalisis sistem
pendistribusian air pada gedung berting-
kat yang pertama 13 lantai termasuk lan-
tai LG (lower ground) dan Lantai UG
(upper ground) digunakan untuk gedung
perbelanjaan, dengan 2 tower masing-ma-
sing tower ke-1 memiliki 26 lantai untuk
gedung perkantoran dan tower ke-2 37
lantai untuk gedung apartemen sehingga
membutuhkan koreksi dan ketelitian da-
lam perencanaannya, agar kontinuitas ke-
butuhan air setiap lantai dapat terpenuhi.
2. RUMUSAN MASALAH
Sistem perpipaan untuk penyediaan air
bersih pada gedung bertingkat harus di-
rencanakan dengan sebaik baiknya.
Sehingga dalam studi ini diambil be-
berapa masalah yang dapat dirumuskan
seperti berikut:
1) Berapakah jumlah kebutuhan air
bersih di Gedung Sentra Pakuwon
Tunjungan Plasa VI Surabaya Retail
Mall dan tower 1 Office?
2) Bagaimana perencanaan jaringan
distribusi air bersih di Gedung Sentra
Pakuwon Tunjungan Plasa VI Sura-
baya Retail Mall dan tower 1 Office?
3) Bagaimana kondisi hidraulis pada
komponen - komponen sistem jaring-
an distribusi air bersih yang dikaji?
4) Berapakah besar perkiraan biaya di-
perlukan untuk perencanaan jaringan
pipa distibusi air bersih pada Gedung
Sentra Pakuwon Tunjungan Plasa VI
Surabaya Retail Mall dan Tower 1
Office?
3. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari studi ini adalah untuk
mengetahui sistem jaringan distribusi air
bersih di Gedung Sentra Pakuwon Tun-
jungan Plasa VI Surabaya, meliputi kebu-
tuhan air bersih gedung, kondisi hidraulis
dalam pipa, dan besar biaya bahan peren-
canaan.
4. METODOLOGI PERENCANAAN
Pada studi perencanaan ini meng-
gunakan data ketersediaan air yakni dari
PDAM, dan data layout gedung per
lantai. Sistem distribusi yang digunakan
dengan sitem tangki atap distribusi per
lantai meng-gunakan gravitasi (Noer
bambang, 2000 :34) seperti pada gambar
1 di bawah.
Gambar 1. Sistem Tangki Atap
(Noerbambang, 2000 :34)
Data yang diperoleh kemudian diolah
dengan tahapan pengerjaan sehingga
mendapatkan output yang diinginkan
sebagai berikut:
1. Menghitung kebutuhan air bersih
menggunakan metode Jumlah peng-
huni dan Berdasarkan jenis dan jumlah
alat plambing. Jumlah penghuni dapat
diperkirakan berdasarkan luas lantai
efektif. Dilihat pada tabel pemakaian
rata-rata per orang setiap hari (Noer
bambang, 2000:34).
Berdasarkan jenis dan jumlah alat
plambing menggunakan tabel faktor
pemakaian (%) dan jumlah alat plam-
bing dan tabel Pemakaian air alat
plambing, laju aliran air dan ukuran
pipa cabang (Noerbambang, 2000:49).
Gambar 2. Hubungan Antara Unit
Beban Alat Plambing
Dengan Laju Aliran.
(Noerbambang, 2000 :67)
2. Penggunaan air pada jam puncak
digunakan untuk menentukan diameter
pipa. Metode ini berguna untuk peran-
cangan tangki bawah, tangki atas dan
menentukan daya pompa.
Qh = Qd / t
dengan:
Qh = Pemakaian air rata-rata (m3/jam)
Qd = Pemakaian air rata-rata sehari
(m3)
t = Jangka waktu pemakaian (jam)
Pemakai pada jam puncak dapat
dihitung seperti berikut:
Qh max = (c1)(Qh)
dengan:
nilai c1 berkisar anatara 1,5 sampai
2,0. Untuk pemakaian air pada menit
puncak dapat dihitung dengan rumus
berikut:
Qm max = (c2)(Qh / 60)
Nilai c2 berkisar anatara 3,0 - 4,0.
3. Ground reservoir (tangki bawah
tanah) ini berfungsi menampung air
bersih untuk kebutuhan air. Dengan
rumus sebagai berikut:
VR= Qd – Qs × t
dengan:
VR = Volume tangki air bawah (m3).
Qd = Jumlah kebutuhan air perhari
(m3/hari).
Qs = Kapasitas pipa dinas (m3/jam).
t = Rata-rata pemakaian perhari
(jam/hari).
4. Menghitung kehilangan tinggi tekan
(head loss). Untuk Kehilangan Tinggi
Tekan Mayor (Major Losses) meng-
gunakan persamaan Hazen-Williams
(Bentley, 2007): 54,063,085.0 SRACQ hw
54,063,085.0 SRCV hw
atau
xLDC
Qh f 85,485,1
85,1666,10
dengan:
V = kecepatan aliran pada pipa
(m/det)
Chw = koefisien kekasaran pipa
Hazen-Williams (Tabel 2.7).
A = luas penampang aliran (m2)
Q = debit aliran pada pipa (m3/det)
S = kemiringan hidraulis
R = jari-jari hidrolis (m)
L = panjang pipa (m)
hf = kehilangan tinggi (m)
Kehilangan Tinggi Tekan Minor
(Minor Losses) dengan rumus sebagai
berikut:
g
VkhLm
2
.
dengan:
hLm = kehilangan tinggi minor (m)
V = kecepatan rata-rata dalam
pipa (m/det)
g = percepatan gravitasi (m/det2)
K = koefisien kehilangan tinggi
tekan minor (Tabel 2.7)
5. HASIL DAN PEMBAHASAN
. Dari luas lantai gedung, dapat diper-
kirakan jumlah pengunjung melalui luas
efektif dan kepadatan hunian 5-10 m2
/orang. Pemakaian air bersih per orang
per hari ditetapkan berdasarkan kebu-
tuhan berdasarkan penggunaan gedung,
untuk Gedung Sentra Pakuwon Tun-
jungan Plasa VI kebutuhan air bersih
sebesar 5 liter/orang/hari.
o Luas Total Lantai Gedung
= Luas Total Lantai (perdagangan) +
Luas Total Lantai (perkantoran) +
Luas Total Lantai (parkir)
= 39.605 m2 + 43.900 m
2 + 72.474 m
2
= 155.979 m2
o Luas efektif (Lef) diperkirakan
60% dari luas total lantai gedung.
Gedung Perbelanjaan (Retail Mall)
Lef = 0,6 x Luas Total Lantai
Gedung
= 0,6 x 112.079 m2
= 67.247,40 m2
o Gedung Perkantoran (Office)
Lef = 0,6 x Luas Total Lantai
= 0,6 x 43.900 m2
= 26.340 m2
o Gedung Perkantoran ditetapkan deng-
an kepadatan 8 m2/orang
P(perkantoran) = Lef/d
= 26.340/8 m2/orang
= 3.293 orang
o Gedung Perkantoran dengan kebu-
tuhan air bersih rata-rata 100 liter
/orang/hari (Noerbambang, 2000:48)
Q(perkantoran) = P x q
= 32.930 x 100 liter
/orang/hari
= 329.250 liter/hari
o Gedung Perbelanjaan Q metode unit
kegiatan lantai = 191.434 Liter/hari
Tabel 1. Total Kebutuhan Air Bersih
Gedung Perbelanjaan
Lantai Kebutuhan Air
Bersih
(L/hari)
LG 16871
UG 18511
1 18511
2 39287
3 22743
4 37756
5 37756
Jumlah 191435
Sumber : hasil perhitungan
o Sehingga total kebutuhan air bersih:
Qtotal = Qretail mall + Qtower office
= 191.435 + 329.250
= 514.235 Liter/hari
514,235 m3/hari
o Diperkirakan perlu adanya penam-
bahan sebesar 20% untuk mengatasi
kebocoran, penyiraman tanaman, dan
lain-lain.
Qd = Q + 0,2Q
= 514.235 liter/hari + 0,2
(514.235 liter / hari)
= 617.082,00 liter/hari
617,082 m3/hari
o Perhitungan ground reservoir berda-
sarkan rumus berikut ini:
VR = (Qd – Qs) x t
Untuk nilai Qs didapatkan dari
Qs = 2/3Qh sedangkan Qh = (Qd/t)
Jadi nilai Qs sebagai berikut:
Qs = 2/3Qh = 2/3 (Qd/t)
= 2/3 (617,082/13)
= 31,645 m3/hari
Maka volume groundreservoir adalah:
VR = (617,082 – 31,645) x 13
= 205,697 m3
o Dari hasil trial diperoleh kapasitas
ground reservoir dan roof tank sebagai
berikut:
Tabel 2. Hasil Trial
Trial
Kapasitas
Ground Reservoir Roof Tank
(m3) (m3)
IV 205,697 148,102
Sumber : hasil perhitungan
o Air bersih pada ground reservoir ke
roof tank menggunakan jenis pompa
sentrifugal. Level air dasar pada
ground reservoir yaitu + 6,60 m, se-
dangkan level air atas pada roof tank
yaitu +176,70 m. Debit yang dialirkan
direncanakan sebesar 15 L/det. Dari
debit tersebut dapat dihitung diameter
pipa yang dibutuhkan:
Jadi D = (
)
= (
)
= 0,098 m 100 mm
Perbedaan tinggi pada kedua level
Hs = 176,70 – 6,60 = 167,3 m
Hf meliputi Hf mayor dan Hfminor
yaitu head loss akibat gesekan antara
air dengan pipa (L) dari ground reser-
voir ke roof tank.
L = 127,665 m
Hf mayor =
x L
=
x 127,665
= 2,664 m
Hf minor diakibatkan oleh adanya gate
valve, dan belokan 90o
Jumlah gate valve = 1
Diameter = 100 mm = 4 in
Nilai K = 2,2
Hf minor = k x
= 2,2 x
= 0,449 m
Jumlah belokan = 7
Diameter = 100 mm = 4 in
Nilai K = 3
Hf minor = [
]x 7 = [
]x 7
= 4,281 m
Jumlah Hf minor
= 0,449 + 4,281 = 4,73 m
Hf = Hf mayor + Hf minor
= 2,664 m + 4,73 m
= 7,394 m
Head akibat kecepatan
Hf =
=
= 0,205 m
Total head yang terjadi yaitu:
H = Hs + Hf +
= 167,3 + 7,394 + 0,205
= 174,899 m
o Perhitungan dimensi pipa air bersih
pada gedung Office lantai 39 B:
Gambar 3. Jaringan Pipa Rencana
Gambar 4. Skema Distribusi Air Bersih
Sumber : hasil perencanaan
Tabel 3. Penentuan Dimensi Pipa Air Bersih Lantai 39 B
Letak Beban UAP
Q (L/s)
Q (m3/detik)
C L
(m) D
(m) D
(mm)
D dipasaran
(mm)
Vcek (m/detik)
Hf (m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Lantai 39 B
z39 - a 60 2,020 0,0020 130 2,228 0,0327 32,744 40 1,608 0,131
a - A 2 0,320 0,0003 130 0,127 0,0130 13,033 15 1,812 0,015
a - b 58 1,984 0,0020 130 1,272 0,0325 32,451 40 1,580 0,076
b - B 10 0,920 0,0009 130 0,106 0,0221 22,098 25 1,875 0,008
b - c 48 1,800 0,0018 130 1,094 0,0309 30,910 32 2,239 0,067
c - C 10 0,920 0,0009 130 0,106 0,0221 22,098 25 1,875 0,008
c - d 38 1,620 0,0016 130 1,094 0,0293 29,324 32 2,015 0,070
d - D 10 0,920 0,0009 130 0,107 0,0221 22,098 25 1,875 0,009
d - e 28 1,430 0,0014 130 1,094 0,0276 27,550 32 1,779 0,074
Sumber : hasil perhitungan
1. Letak titik pipa yaitu pipa z39 – a
2. Jumlah Alat Saniter yaitu:
WC1 (Water Closet duduk)
= 5 buah x 10 Nilai UAP (Anonim,
SNI 03-6481-2000:65)
LV (Lavatory)
= 5 buah x 2 Nilai UAP (Anonim,
SNI 03-6481-2000:65)
Jumlah = 50 + 10 = 60
3. Dari grafik hubungan antara unit
beban alat plambing dengan laju
aliran diketahui Q sebesar 2,020 L/s
4. Q = 2,020 L/s dibagi 1000
= 0,0020 m3/s
5. Didapatkan dari tabel Koefisien ke-
kasaran pipa Hazen-Williams pada
bahan pipa PVC.
6. Panjang pipa dari z39 – a = 2,228 m
7. Diameter pipa (D) = (
)
= (
)
= 0,0327 m
8. Diameter pipa 0,0327 m = 32,7 mm
9. Diameter yang dipasang
= 32,7 mm 40 mm
10. Kecepatan aliran air dalam pipa
Vcek = (Q/A) (
)
= (
) = 1,608 m/s
11. Kehilangan tenaga pada tiap pipa
Hf = k . Q2
K = (
)
= (
)
= 91337,853
Hf = k . Q2
= 91337,853 x 0,00202
= 0,131 m
o Perhitungan BOQ dilakukan terhadap
perpipaan sistem distribusi air bersih
mulai dari pipa, alat plambing, dan
pompa. total biaya yang diperlukan
untuk penyediaan bahan dalam peren-
canaan distribusi air bersih:
± Rp. 2.060.901.010,-
Tabel 4. Total Rencana Anggaran Biaya
No. Uraian Biaya
1 Alat Saniter Rp. 1.844.515.000
2 Pipa Rp. 59.312.410
3 Aksesoris Pipa : belokan, tee 4.393.600
4 Pompa
Pompa A = 8 x 15.585.000 Rp. 124.680.000
Pompa B = 8 x 3.500.000 Rp. 28.000.000
Total Biaya Rp. 2.060.901.010
Sumber : hasil perhitungan
6. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa yang telah
dilakukan, maka dapat diambil kesim-
pulan sebagai berikut:
1. - Dari hasil perhitungan kebutuhan air
bersih dapat diketahui besarnya debit
kebutuhan air rata–rata ini berkisar ±
617.082,00 liter/hari sesuai dengan
jumlah layanan dan kehilangan air.
- Dalam penentuan volume tampungan
Ground Reservoir dan Roof Tank
digunakan metode Trial dengan per-
hitungan rumus, didapatkan Trial IV
dengan volume Ground Reservoir se-
besar 205,697 m3 dan volume Roof
Tank sebesar148,102 m3
2. a. Dimensi Ground Reservoir
direncanaakan:
Panjang : 10 m
Lebar : 7,5 m
H efektif : 2,8 m
H jagaan : 0,2 m
H total : 3,0 m
Volume : 210 m3
b. Dimensi Roof Tank Mall
direncanaakan dengan dua
tampungan:
Panjang : 5,0 m
Lebar : 4,0 m
H efektif : 1,5 m
H jagaan : 0,5 m
H total : 2,0 m
Volume : 30 m3
c. Dimensi Roof Tank Office
direncanaakan dengan dua
tampungan:
Panjang : 6,5 m
Lebar : 5,0 m
H efektif : 1,5 m
H jagaan : 0,5 m
H total : 2,0 m
Volume : 48,75 m3
Pompa yang digunakan adalah:
- Pompa A (pompa sentrifugal)
dengan jumlah 8 buah, dengan
spesifikasi:
Jenis pompa : 3phase 380 volt
Seri pompa : Sp 55.10
Q : 55 m3/jam
Motor : Ms 7000
- Pompa B (Booster pump) deng-
an jumlah 8 buah, dengan spesi-
fikasi:
Jenis = Booster Pump
Tipe = 50 x 40 - 200
Kapasitas = 275 l/menit (16,5
m3/hour)
Shaft seal = Cast iron seal
Power = 50 Hz-4P
3. - Hasil perhitungan diketahui bah-
wa semakin besarnya jumlah alat
plambing (layanan) dan kehilang-
an air maka semakin besar kebu-
tuhan air yang diperlukan. Hal ini
berpengaruhn pada diameter pipa
yang dibutuhkan semakin besar
kebutuhan air semakin besar pula
diameter pipa yang digunakan.
Perubahan diameter pipa menye-
babkan perubahan pada kecepa-
tan, headloss dan tekanan pipa.
- Berdasarkan hasil analisa untuk
pola pengoprasian digunakan pola
operasi pompa per jam, dimana
pompa bekerja selama 8 jam (dari
groundwater tank ke roof tank).
4. Untuk rencana anggaran biaya
pengadaan bahan distribusi air
bersih gedung sentra Tunjungan
Plasa VI Surabaya didapatkan
RAB sebesar Rp. 2.060.901.010,-
DAFTAR PUSTAKA
1. Anonim, 2000. Sistem Plambing.
Jakarta : SNI 03-6481-2000.
2. Bently, M. 2007. User’s Guide Water-
CAD v8 for Windows WATERBUY
CT. USA : Bentley Press.
3. Morimura, T. dan Noerbambang, S.M.
2000. Perancangan dan Pemeli-
haraan Sistem Plambing. Jakarta :
PT. Pradnya Paramita.
4. Triatmodjo, Bambang. 1993. Hidrau-
lika I.Yogyakarta : Beta Offset.
5. Triatmodjo, Bambang. 1993. Hidrau-
lika II.Yogyakarta : Beta Offset.