PERANCANGAN FOAM WATER PERANCANGAN FOAM WATER SPRINKLER DI GUDANG PERSONAL WASH PT UNILEVER INDONESIA TBKWASH PT. UNILEVER INDONESIA TBK

Ol h Oleh : Wisda Mulyasari (6507 040 018)

BAB IPENDAHULUAN

LATAR BELAKANG Undang no 1 tahun 1970 , pasal 3 ayat (1) huruf b

Kepmenaker 186/Men/1999

LATAR BELAKANG

Kepmenaker 186/Men/1999

Kurang sesuainya media pemadam dengan bahan yang akan di

padamkan

Tidak adanya pengawasan selama 24 jam

Kurang handalnya sistem pemadam kebakaran

PERUMUSAN MASALAH1. Bagaimana menentukan jumlah sprinkler

PERUMUSAN MASALAH

2. Bagaimana penempatan sistem sprinkler

3. Bagaimana menentukan jumlah volume foam solution yang dibutuhkan

untuk perancangan sistem sprinkleruntuk perancangan sistem sprinkler

4. Bagaimana merancang sistem perpipaan pada perancangan sistem

sprinkler yang sesuai dengan dimensi gudang

5. Bagaimana merancang instalasi alarm kebakaran otomatik yang sesuai

dengan karakteristik gudang

TUJUANTUJUAN1. Untuk menentukan jumlah sprinkler yang sesuai dengan karakteristik

dgudang

2. Untuk menentukan penempatan sistem sprinkler pada gudang

3 Untuk menentukan jumlah volume foam solution yang dibutuhkan untuk3. Untuk menentukan jumlah volume foam solution yang dibutuhkan untuk

perancangan sistem sprinkler pada gudang

4. Untuk merancang sistem perpipaan pada perancangan sistem sprinkler

pada gudang

5. Untuk merancang instalasi alarm kebakaran otomatik yang sesuai

dengan karakteristik gudangdengan karakteristik gudang

MANFAATBagi Mahasiswa

Menambah wawasan baru mengenai perancangan foam water sprinkler dan

detektor

B i hBagi perusahaan

1. Hasil dari penentuan jumlah sprinkler dapat digunakan sebagai

pertimbangan untuk merancang sistem pemadam pada gudang PW

2. Hasil dari penempatan sistem sprinkler dapat digunakan sebagai

pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di gudang PW

H il d i j l h l f l i d di k3. Hasil dari penentuan jumlah volume foam solution dapat digunakan

sebagai pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di gudang PW

4. Hasil dari perancangan sistem perpipaan dapat digunakan sebagai

pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di gudang PW

5. Hasil dari perancangan instalasi alarm kebakaran otomatik dapat

di k b i ti b t k i t d didigunakan sebagai pertimbangan untuk merancang sistem pemadam di

gudang PW

RUANG LINGKUPRUANG LINGKUP

1. Perancangan ini hanya di lakukan di gudang Personal WashPT. Unilever

Indonesia Tbk,Rungkut Surabaya Indonesia

2. Penelitian ini tidak membahas mengenai sistem perpipaan secara mendalam

ti l d b iseperti pengelasan dan penyambungan pipa.

3. Tidak membahas mengenai spesifikasi sistem instalasi listrik yang

berhubungan dengan instalasi detektor dan sprinklerg g p

4. Tidak membahas sistem perpompaan secara mendalam

5. Tidak membahas pemeliharaan

6. Tidak membahas perencanaan biaya

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Teori Api

Fire TetrahedronSegitiga Api

KLASIFIKASI KEBAKARAN

Klasifikasi/pengelompokkan kebakaran menurut peraturan Menteri Tenaga Kerja

dan Transmigrasi Nomor 04/MEN/1980 Bab I Pasal 2, ayat 1

K b k• Kebakaran yang menyangkut benda-benda padat kecuali logam , pemadam

foam (busa) dan airKebakaran Klas A

foam (busa) dan air .

• Kebakaran bahan bakar cair atau gas yang mudah terbakar. Pemadam tepungKebakaran

Klas B

Kebakaran bahan bakar cair atau gas yang mudah terbakar. Pemadam tepung pemadam (dry powder), busa (foam), air dalam bentuk spray/kabut yang halus.

• Kebakaran instalasi listrik bertegangan seperti : breaker listrik peralatan yang

Kebakaran Klas C

• Kebakaran instalasi listrik bertegangan seperti : breaker listrik, peralatan yang menggunakan listrik, kontrol panel. Pemadam : Carbondioxyda (CO2), tepung kering (dry chemical). Dalam pemadaman ini dilarang menggunakan media air.

Kebakaran Klas D

• Kebakaran pada benda-benda logam padat. Pemadam pasir halus dan kering, dry powder khusus

PRINSIP PEMADAMAN API

Starvation

SmootheringCooling

DilutionBreak Chain Reaction

BAB IIIMETODE PENELITIANMETODE PENELITIAN

BAB IVPENGOLAHAN DATA

Gambaran Umum Gudang Personal Wash

Gudang Personal Wash memiliki luas 1152 m2 terdiri atas rak doubleGudang Personal Wash memiliki luas 1152 m , terdiri atas rak double

row tidak permanen yang memiliki ketinggian 7.7 m yang menyimpan bahan

kelas kategori III. Berdasarkan NFPA 13, rak storage yang memiliki ketinggian

lebih dari 7.6 m dan kurang dari sama dengan 10.7 m harus dikombinasikan

dengan sprinkler yang dipasang pada langit-langit.

Material yang ada pada gudang PW tersebut termasuk kebakaranMaterial yang ada pada gudang PW tersebut termasuk kebakaran

kelas A dan B, bisa dipadamkan menggunakan air maupun foam. Sehingga

media pemadam yang dipiulih adalah (foam). Berdasarkan NFPA 16 ekspansi

k di k t k k b d l h l i fyang cocok digunakan untuk rak barang adalah low-expansion foam.

Sehingga didisain alat pemadam otomatis foam-water sprinkler.

Jumlah dan Penempatan Sprinkler pada Langit-Langit dan Rak

NFPA 13

Jarak maksimal yang diijinkan antara sprinkler untuk

kebakaran berat adalah 3.7 m dan untuk menghindari

adanya space kosong dari pancaran sprinkler, sprinkler di

disain overlap dengan jarak sprinkler ke dinding ½ S.

Sehingga sprinkler yg dibutuhkan adalah 162 sprinkler.

(Lampiran 4 dan 10)Tanda X adalah letak penempatan sprinklr

NFPA 13

Lokasi alternative sprinkler yang

penempatan sprinklr

p y g

dipasang pada rak adalah di atas

barang-barang A dan C untuk

ketinggian rak 7 7 m dengan barangketinggian rak 7.7 m dengan barang

kelas katagori III. Sehingga jumlah

sprinkler yang dibutuhkan adalah 68

buah (lampiran 2.)

Penempatan Detektor Rak

Tanda • adalahletak penempatandetektordetektor

SNI 03-3985-1995

P i b k ti i d t kt l di k d l it l it di tPenyimpanan barang rak tinggi, detektor perlu dipasangkan pada langit-langit di atas

setiap jalan/gang dan pada tingkat pertengahan pada rak. Sehingga detektor yang

diperlukan adalah 80 buah

Detektor Langit-Langit Tanda • adalah letakpenempatan detektorlangit-langit

Tanda • adalah letakpenempatan detektorrak

langit langit

SNI 03-3985-1995

S ti k l k t d t ktSetiap kelompok atau zona detektor

harus dibatasi maksimum 20 buah

detektor nyala api yang dapaty p y g p

dilindungi ruangan dengan luas

maksimum 1000 m2, artinya setiap 50

m2 terdapat 1 detektor nyala api

dengan jarak antar detektor minimum

7 07 m dan jarak antara detektor7.07 m dan jarak antara detektor

dengan dinding ( ½ S ) 3.46 m

Sehingga detektor atap yang dibutuhkan adalah 18 buah. Lay out dapat dilihat pada lampiran 8.

Perencanaan Foam Water Sprinkler

Berdasarkan SNI 03-3989-2000, pancaran dari tiap kepala sprinkler didapat dari rumus sebagai

berikut :

√ √Kapasitas maks = K√7 Kapasitas min = K√

= 20√7 = 20√4

= 53 L/menit = 40 L/menit

Kapasitas sprinkler yang digunakan sebagai kontrol adalah kapasitas minimum yaitu 40 L/menit =

0.04 m3/min ≈ 0.666 L/s.

Jumlah total sprinkler yang dibutuhkan adalah 306 buah sehingga debit dan kebutuhan volume

Q Q j l h

Kebutuhan volume air

Jumlah total sprinkler yang dibutuhkan adalah 306 buah sehingga debit dan kebutuhan volume

air adalah sbb :

Q total = Q tiap sprinkler x jumlah

sprinkler

= 40 L/menit x 306

= 12240 L/menit

Discharge duration untukkebakaran berat

= 12240 L/menit

V = Q x T

= 12240 L/menit x 60 menit

= 734400 L 734400 L

Kebutuhan Foam Concentrate

Q li i A

Kebutuhan air Foam Concentrate

Q = application rate x A

= 4.1 L/m2.menit x 186 m2

= 762.6 L/menit

=

=

Vfc = Qfc x discharge duration x

% foam concentrate

= 762 6 x 60 menit x 0 03

=

X =

x = 46516.67 L= 762.6 x 60 menit x 0.03

= 1438.66 L

Sehingga volume foam concentrate yang

Sehingga air yang dibutuhkan untuk foam

concentrate yaitu 46516.67 L

dibutuhkan adalah 1438.66 L

NFPA 16

Discharge duration untuk kebakaran berat adalah minimal 60 menit

NFPA 13

Luas area proteksi berdasarkan untuk kombinasi antara sprinkler pada rak dan ceiling sprinkler

adalah 186 m2

NFPA 11

Low-expansion foam adalah pancaran yang memiliki ekspansi hingga 20 L/ m2.menit

Penentuan Diameter Pipa

ASME II part A Specifications for Pipe, Steel, Black and Hot-dipeed, Zinc-coated, Welded and Seamless. SA-53/ SA-53M.

Nama Pipa Suction Discharge Utama Pembagi Cabang

Diameter Luar

(OD)

8.625 in. 7.98 in. 4.5 in. 4.5 in. 4.026 in

Diameter Dalam 7.98 in. 6.065 in. 4.026 in. 4.026 in. 1.660 in

(ID)

Jarak Gantungan - - 15 ft 15 ft 15 ft

Diameter dalam (ID) = OD – (2x thickness)

Perhitungan Head Losses

Diketahui

Debit fluida total : 12240 L/menit ≈ 0.204 m3/s

Debit tiap sprinkler : 40 L/menit ≈ 0.00067 m3/s

M j i i ( ) 997 08 k / 3 (l i 16)Massa jenis air ( ) : 997.08 kg/m3 (lampiran 16)

Percepatan gravitasi : 9.8 m/s2

Suhu : 25 C (lampiran 16)Suhu : 25 C (lampiran 16)

Kekentalan dinamik (µ) : 0.887 x 10-3 (lampiran 16)

Perencanaan kapasitas pancaran tiap sprinkler adalah 40 L/menit. Sehingga dari nilai tersebut

dapat diketahui debit fluida yang mengalir pada tiap-tiap pipa seperti yang tercantum dalamy g g y g

tabel di bawah ini :

Nama Pipa Sprinkler yang dilalui (buah)

Debit Fluida (m3/s)

D5 306 12240

Nama Pipa Sprinkler yang dilalui (buah)

Debit Fluida (m3/s)

P6 24 960D5 306 12240D6 304 12160D7 302 12080D8 300 12000D9 298 11920

P6 24 960P5 20 800P4 16 640T1 16 640P3 12 480

D10 296 11840D11 294 11760D12 292 11680D13 290 11600D14 288 11520

P2 8 320T2 8 320R8 8 320R7 7 280R6 6 240D14 288 11520

D15 272 10880D16 256 10240D17 220 8800D18 204 8160D19 188 7520

R6 6 240R5 5 200R4 4 160P1 4 160R3 3 120D19 188 7520

D20 152 6080D21 136 5440D22 120 4800D23 84 3360

R2 2 80C2 2 80C1 1 40R1 1 40

D24 68 2720P9 36 1440P8 32 1280P7 28 1120

Sprinkler terjauh dari pompa yang berada pada

langit-langit (pipa C1) dan yang berada pada rak

barang (pipa R1) masih memiliki kapasitas

pancaran 40 L/menit sehingga perencanaan

masih sesuai dengan kontrol

Perhitungan Head Losses

Pada Pipa Pembagi NPS 4 inPada Pipa Pembagi NPS 4 in

a. Luas pipa diameter dalam (A) b. Kecepatan aliran (V) pada pipa P1

Perhitungan kecepatan aliran yang melalui pipa dirangkum dalam tabel berikut

Nama pipa

Jumlah Pipa Q (L/Menit) Q (m3/s) A (m2) V (m/s)

Ceiling sprinkler

P1 4 160 0 002666667 0 008 0 33333333P1 4 160 0,002666667 0,008 0,33333333

P2 4 320 0,005333333 0,008 0,66666666

P3 4 480 0,008 0,008 1

P4 4 640 0,010666667 0,008 1,33333333

P5 4 800 0,013333333 0,008 1,66666667

P6 4 960 0,016 0,008 2

P7 4 1120 0,018666667 0,008 2,33333333

P8 4 1280 0 021333333 0 008 2 66666667P8 4 1280 0,021333333 0,008 2,66666667

P9 4 1440 0,024 0,008 3

Sprinkler in rack

T1 9 640 0,010666667 0,008 1,33333333, , ,

T2 9 320 0,005333333 0,008 0,66666667

c.. Bilangan Reynolds (Re) pada pipa P1

Re < 4000 maka aliran yang terjadi adalah laminer

Karena kecepatan aliran yang berbeda-beda, sehingga nilai Re yang dihasilkan dari

perhitungan berbeda-beda. Nilai Re tersebut dirangkum dalam tabel berikut:

Nama pipa ( µ V (m/s) ID (m) Re

Ceiling sprinklerP1 99 08 0 00088 0 102 38219 2611P1 997,08 0,000887 0,33333333 0,102 38219,52611P2 997,08 0,000887 0,66666666 0,102 76439,05222P3 997,08 0,000887 1 0,102 114658,5795P4 997,08 0,000887 1 33333333 0,102 152878,1056P4 997,08 0,000887 1,33333333 0,102 152878,1056P5 997,08 0,000887 1,66666667 0,102 191097,6329P6 997,08 0,000887 2 0,102 229317,159P7 997,08 0,000887 2,33333333 0,102 267536,6851P8 997,08 0,000887 2,66666667 0,102 305756,2123P9 997,08 0,000887 3 0,102 343975,7384

Sprinkler in rackT1 997 08 0 000887 1 33333333 0 102 152878 1056T1 997,08 0,000887 1,33333333 0,102 152878,1056T2 997,08 0,000887 0,66666667 0,102 76439,05337

d. Penentuan nilai faktor gesekan (f) pipa P1:

Nilai absolute roughness pipa carbon steel A53 adalah 45 10-6 m dan ID = 0 102 m sehingga :Nilai absolute roughness pipa carbon steel A53 adalah 45.10-6 m dan ID = 0,102 m, sehingga :

DengaRe = 3 8 x 10 4 dan = 0 0004 maka dai Moody Diagram didapatkan nilai f = 0 023DengaRe = 3,8 x 10 4 dan = 0.0004 maka dai Moody Diagram didapatkan nilai f = 0,023

Karena Re tiap pipa berbeda-beda, nilai faktor gesekan pipa pun berbeda-beda pula. Faktor

gesekan pipa tersebut dirangkum dalam tabel berikut:gesekan pipa tersebut dirangkum dalam tabel berikut:

Nama Pipa Re f

Ceiling sprinklerCeiling sprinklerP1 3,8 x 10 4 0,0004 0,023P2 7,6 x 10 4 0,0004 0,021P3 1,1 x 10 5 0,0004 0,019P4 1,5 x 10 5 0,0004 0.0188P5 1,9 x 10 5 0,0004 0,0182P6 2,2 x 10 5 0,0004 0,018P7 2,6 x 10 5 0,0004 0,0179P8 3 x 10 5 0,0004 0,0178P9 3,4 x 10 5 0,0004 0,0175

Sprinkler in rackT1 1,5 x 10 5 0,0004 0.0188T2 7,6 x 10 4 0,0004 0,021

e. Kehilangan Tekanan pada pipa P1

M j L (Hf)Major Losses (Hf)

L : 2,616 m

ID : 4″ → 0.102 m

Maka, Hf = f= 0.0133m.

V : 0.3334 m/s

f : 0.023

g : 9.8 m/s2

= 0.023 x

= 0.0133 m g : 9.8 m/s

Nama Pipa Jumlah pipa f L (m) D (m) V (m/s) g Hf Hf total

Nilai Hf dirangkum dalam tabel berikut

pipaP1 4 0,023 2,616 0,102 0,3333 9,8 0,00334400 0,01337602

P2 4 0,021 2,616 0,102 0,6667 9,8 0,01221288 0,04885154P3 4 0,019 2,616 0,102 1 9,8 0,02486194 0,09944778P4 4 0,0188 2,616 0,102 1,3333 9,8 0,04373376 0,17493504

P5 4 0,0182 2,616 0,102 1,6667 9,8 0,06615312 0,26461251

P6 4 0,018 2,616 0,102 2 9,8 0,09421368 0,37685474

P7 4 0 0179 2 616 0 102 2 3333 9 8 0 12752287 0 5100915P7 4 0,0179 2,616 0,102 2,3333 9,8 0,12752287 0,5100915

P8 4 0,0178 2,616 0,102 2,6667 9,8 0,16562998 0,66251994

P9 4 0,0175 1,607 0,102 3 9,8 0,12660189 0,50640756T1 9 0,0188 6,469 0,102 1,3333 9,8 0,10814743 0,97332693T2 9 0,021 9,879 0,102 0,6667 9,8 0,04612044 0,41508404

Total Major losses 4,0455076

Minor LossesElbow 90 0 pada pipa T1 ke R8Elbow 90 pada pipa T1 ke R8

Diketahui :

V : 1,3333 m/s

K lb 900 i 4″K : elbow 900 pipa 4″

: 0.51 ( lampiran)

g : 9.8 m/s2

maka,

Hl = K Ada 18 belokan dan dirangkum dalam tabel berikut

N Jumla V= 0.51 x

= 0 043 m

Nama pipa

Jumlah

elbow

V (m/s) K g Hl 90 0 Hl total

T1-R8 91,333

3 0,51 9,8 0,046256191

0,416305715

0 666 0 01156578 0 10409204= 0,043 m T2-R8 90,666

7 0,51 9,8 0,011565782

0,104092041

Total minor losses Elbow 90 0 0,520397756

Fetting tee thru branch pada pipa P1 ke P2Diketahui :

V : 0.6667 m/s

K : Fitting tee thru branch pada pipa 4″

maka,

Hl = K

: 1.02 ( lampiran)

g : 9.8 m/s2

= 1.02 x

= 0,0231 m

Ada 32 buah fitting tee thru branch dan dirangkum dalam tabel berikut

Nama pipaa

Jumlah pipa V (m/s) K g tee thru flow Hl total

Dikarenakan aliranpipaa pipa

P1-P2 4 0,0425 1,02 9,8 0,023131565 0,092526

P2-P3 4 0,0625 1,02 9,8 0,052040816 0,208163

Dikarenakan aliran

menyebar ke kanan dan

ke kiri, minor lossesP3-P4 4 0,0837 1,02 9,8 0,092512381 0,37005

P4-P5 4 0,105 1,02 9,8 0,144563606 0,578254

P5-P6 4 0,125 1,02 9,8 0,208163265 0,832653

fitting tee thru branch

dihitung dua kali

sehingga,P6-P7 4 0,1462 1,02 9,8 0,283325238 1,133301

P7-P8 4 0,175 1,02 9,8 0,370077279 1,480309

P8-P9 4 0,1875 1,02 9,8 0,468367347 1,873469

gg

Hl (fitting tee thru branch)

= 6.568726 x 2

= 13 1374 mTotal minor losses fitting tee thru branch 6,568726= 13,1374 m

BAB VKESIMPULAN DAN SARANKESIMPULAN DAN SARAN

1. Jumlah sprinkler adalah 162 buah untuk ceiling sprinkler dan 144 buah sprinkler in

rack sehingga jumlah total sprinkler yang dibutuhkan adalah 306 buah

2. Sistem sprinkler pada gudang Personal Wash PT. Unilever Indonesia,tbk adalah2. Sistem sprinkler pada gudang Personal Wash PT. Unilever Indonesia,tbk adalah

kombinasi ceiling sprinkler dan sprinkler in rack dan penempatan sistem sprinkler

adalah pada langit-langit dan rak

3. Kebutuhan air untuk foam solution 734400 L dan kebutuhan air untuk campuran

foam concentrate pada bladder tank adalah 46516.67 L

4 Sistem perpipaan pada perancangan sistem sprinkler pada gudang Personal4. Sistem perpipaan pada perancangan sistem sprinkler pada gudang Personal

Wash PT. Unilever Indonesia,tbk adalah pipa kering dan pipa yang digunalkan

untuk sistem perpipaan foam water sprinkler adalah carbon steel jenis A53

5. Perencanaan instalasi alarm kebakaran otomatik integrated foam water sprinkler

membutuhkan satu buah audible alarm, 1 buah visible alarm, 1 buah titik panggil

manual dan 1 buah fire alarm control panelmanual dan 1 buah fire alarm control panel

SARAN

1. Estimasi biaya dihitung agar mengetahui harga yang sebenarnya dalam

SARAN

1. Estimasi biaya dihitung agar mengetahui harga yang sebenarnya dalam

perancangan sistem pemadam otomatis ini

2. Prosedur pemeliharaan dibuat agar perancangan ini dapat berfungsi

dengan baik

DAFTAR PUSTAKA

ASME II part A Specifications for Pipe, Steel, Black and Hot-dipeed, Zinc-coated,

Welded and Seamless. SA-53/ SA-53M.

NFPA 11A, Standard for Medium- and High-Expansion Foam Systems, 1999 Edition

NFPA 13, Standard for the Installation of Sprinkler Systems,1999 Edition

NFPA 16, Standard for the Installation of Foam-Water Sprinkler and Foam-Water

Spray Systems, 1999 edition

SNI 03-3985-2000, Tata Cara Perencanaan, Pemasangan dan Pengujian Sistem

Deteksi dan Alarm Kebakaran untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran padaDeteksi dan Alarm Kebakaran untuk Pencegahan Bahaya Kebakaran pada

Bangunan Gedung.

SNI 03-3989-2000 Tata cara perencanaan dan pemasangan sistem springklerSNI 03 3989 2000, Tata cara perencanaan dan pemasangan sistem springkler

otomatik untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan gedung