PERANCANGAN FOAM WATER SPRINKLER di GUDANG...
Transcript of PERANCANGAN FOAM WATER SPRINKLER di GUDANG...
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
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
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