PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN SISTEM …repository.ppns.ac.id/2325/1/0815040049 -...

i

i

i

`

`

`

TUGAS AKHIR (608502A)

PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN SISTEM SPRINKLER PADA LABORATORIUM PLUMBING POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Vena Rizky Pusparani NRP. 0815040049

DOSEN PEMBIMBING: PRIYO AGUS SETIAWAN, ST., MT NURVITA ARUMSARI, S.SI ., M.SI

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PERPIPAAN JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

i

HALAMAN SAMPUL

TUGAS AKHIR (608502A)

PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN SISTEM SPRINKLER PADA LABORATORIUM PLUMBING POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Vena Rizky Pusparani NRP. 0815040049

DOSEN PEMBIMBING: PRIYO AGUS SETIAWAN, ST., MT NURVITA ARUMSARI, S.SI ., M.SI

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PERPIPAAN JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA SURABAYA 2019

iii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN SISTEM

SPRINKLER PADA LABORATORIUM PLUMBING POLITEKNIK

PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Disusun Oleh:

Vena Rizky Pusparani

0815040049

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan

Program Studi D4 Teknik Perpipaan

Jurusan Teknik Permesinan Kapal

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

Disetujui oleh Tim penguji Tugas Akhir Tanggal Ujian : 24 Juli 2019

Periode Wisuda : Oktober 2019

Menyetujui,

Dosen Penguji NIDN Tanda Tangan

1. Projek Priyonggo SL., ST., MT. (0016066111) (……………………………)

2. R Dimas Endro W, ST., MT. (0012047610) (……………………………)

3. Priyo Agus Setiawan, ST.,MT. (0019087702) (……………………………)

4. Pranowo Sidi, ST., MT. (0020106011) (……………………………)

Dosen Pembimbing NIDN Tanda Tangan

1. Priyo Agus Setiawan, ST.,MT. (0019087702) (……………….………..…)

2. Nurvita Arumsari, S.SI., M.SI (0728108702) (……………...……………)

Mengetahui

Koordinator Program Studi,

R Dimas Endro W, ST., MT.

NIP. 197604122002121003

Menyetujui

Ketua Jurusan,

George Endri Kusuma, ST., M.Sc.Eng.

NIP. 197605172009121003

v

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Yang bertandatangan dibawah ini :

Nama : Vena Rizky Pusparani

NRP. : 0815040049

Jurusan/Prodi : Teknik Permesinan Kapal / D4 Teknik Perpipaan

Dengan ini menyatakan dengan sesungguhnya bahwa :

Tugas Akhir yang akan saya kerjakan dengan judul :

Perancangan Sistem Pemanas Ruangan Dan Sistem Sprinkler Pada Laboratorium

Plumbing Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Adalah benar karya saya sendiri dan bukan plagiat dari karya orang lain.

Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah tersebut, maka

saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan penuh tanggung jawab.

Surabaya, 15 Agustus 2019

Yang membuat pernyataan,

(Vena Rizky Pusparani)

NRP. 0815040049

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

No. : F.WD I. 021

Date : 3 Nopember 2015

Rev. : 01

Page : 1 dari 1

vi

(Halaman ini sengaja dikosongkan)

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat, ridho,

dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini dengan

baik dan lancar. Penulis juga mengucapkan shalawat serta salam semoga senantiasa

terlimpah curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, kepada keluarganya, para sahabat

yang telah memberikan teladan bagi seluruh umat manusia.

Tugas akhir yang berjudul “Perancangan Sistem Pemanas Ruangan Dan Sistem

Sprinkler Pada Laboratorium Plumbing Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya” ini

disusun sebagai salah satu persyaratan untuk menyelesaikan pendidikan kuliah di

Program Studi Teknik Perpipaan.

Penulis menyadari penyelesaian dan penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas

dari kerjasama, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak, sehingga penulis

menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua (Bapak Supardi dan Ibu Sunanik) yang telah memberikan banyak

kasih sayang, nasehat hidup, doa, dukungan moril serta materil, dan segalanya bagi

penulis.

2. Bapak Ir. Eko Julianto, M.T., FRINA. selaku Direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

3. Bapak George Endri Kusuma, S.T., M.Sc. Eng. sebagai Ketua Jurusan Teknik

Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

4. Bapak Raden Dimas Endro Witjonarko, S.T., M.T. sebagai Koordinator Program

Studi Teknik Perpipaan, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

5. Bapak Priyo Agus Setiawan, ST., MT sebagai dosen pembimbing I yang telah

memberikan banyak bimbingan dan pengarahan selama pengerjaan tugas akhir.

6. Ibu Nurvita Arumsari, S.SI ., M.SI. sebagai dosen pembimbing II yang telah

memberikan banyak bimbingan dan pengarahan selama pengerjaan tugas akhir.

7. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknik Perpipaan yang telah memberikan

banyak ilmu kepada penulis selama masa perkuliahan.

8. Bapak Ari Faiq F dan Wahdan Rafi E selaku Pembimbing OJT di PT Adhi Karya

(Persero) yang telah membimbing dan memberikan ilmu selama pelaksanaan OJT.

viii

9. Keluarga Besar PT Adhi Karya (Persero) atas kesempatan dan kesediaan yang

telah diberikan kepada penulis untuk dapat melaksanakan OJT dan mendapatkan

ilmu tambahan sebagai salah satu referensi dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

10. Senior Teknik Perpipaan yang mau meluangkan waktunya untuk berbagi ilmu.

11. Teman-teman seperjuangan Teknik Perpipaan angkatan 2015 yang telah

memberikan banyak warna kehidupan, kebersamaan, dan canda tawa selama

kuliah di PPNS

12. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah banyak

membantu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan.

Harapan penulis dapat mendapatkan kritik atau saran yang membangun agar penelitian

yang telah dilakukan menjadi lebih baik lagi. Semoga Tugas akhir ini bermanfaat bagi

pembaca.

Surabaya, Juli 2019


ix

PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN

SISTEM SPRINKLER PADA LABORATORIUM PLUMBING

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA


ABSTRAK

Upaya dalam peningkatan pembelajaran Mahasiswa Program Studi D4 Teknik

Perpipaan, PPNS merencanakan pembangunan sebuah Laboratorium Plumbing

terintegrasi. Desain Laboratorium Plumbing diibaratkan sebagai bangunan apartemen

dengan 3 lantai. Pipa yang digunakan untuk sistem sprinkler adalah ASTM A53,

Untuk sistem pemanas ruangan menggunakan Polypropylene Random (PPR) PN20.

Desain sistem sprinkler mengacu pada National Fire Protection Association (NFPA)

13. Desain sistem sprinkler menggunakan sistem tangki bawah yang dipompa

langsung menuju sprinkler. Pemanas air menggunakan Gas Water Heater dan

pemanas ruangan menggunakan radiator pemanas ruangan. Hasil analisa dan

perhitungan didapatkan nilai head pompa (manual) 30,21 m dan head pompa

(software) 28,377 m dan masih dibawah selisih eror sebesar 10% dan mendapatkan

total daya pompa sebesar 0,675 kW. Sementara untuk memindahkan panas dari air

panas dalam pipa 35 oC ke ruangan 20 oC dibutuhkan usaha sebesar 221,79 J. Untuk

penyelesaian Pembangunan diperkirakan selesai dengan waktu optimis 21 hari dan

sesuai waktu pesimis 25 hari. Pada rincian Rencana Anggaran Biaya pada waktu

optimis sebesar Rp83,821,062.00 sedangkan pada waktu pesimis sebesar

Rp86,402,062.00.

Kata kunci: Manajemen Proyek, Pemanas Ruangan, PERT, RAB, Sprinkler.

x


xi

PLAN OF HEATING ROOM SYSTEM AND SPRINKLER SYSTEM

AT PLUMBING LABORATORY SHIPBUILDING INSTITUTE OF

POLYTECHNIC SURABAYA


ABSTRACT

In an effort to improve learning of D4 Piping Engineering Students, PPNS

plans to build an integrated Plumbing Laboratory. Plumbing Laboratory Design is

modeled as an apartment building with 3 floors. The pipe used for the sprinkler system

is ASTM A53, for heating systems using PN20 Polypropylene Random (PPR). The

sprinkler system design refers to the National Fire Protection Association (NFPA) 13.

The sprinkler system design uses a bottom tank system that is pumped directly into the

sprinkler. Water heaters use Gas Water Heaters and room heaters use radiator

heating. The analysis and calculation results obtained show the pump head value

(manual) 30.21 m with the pump head (software) 28.377 m and still below the error

difference of 10% and get a total pump power of 0.675 kW. Meanwhile, to transfer

heat from hot water in a 35 oC pipe to a 20 oC room it requires an effort of 221.79 J.

The completion of the construction is expected to be completed with an optimistic time

of 21 days and a pessimistic time of 25 days. In the details of the Cost Budget Plan at

the optimistic time of Rp.88,821,062.00 while at the pessimistic time of

Rp.86,402,062.00.

Keywords: Heating, PERT, Project Management, RAB, Sprinkler.

xii


xiii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ...................................................................... v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vii

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

ABSTRACT ............................................................................................................. xi

DAFTAR ISI ........................................................................................................ xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xix

BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................... 2

1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................... 2

1.4. Manfaat Penelitian .................................................................................. 2

1.5. Batasan Masalah...................................................................................... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5

2.1. Fire Sprinkler System .............................................................................. 5

2.2. Jenis-jenis Sprinkler ................................................................................ 5

2.3. Jenis-jenis Detector ................................................................................. 7

2.4. Aturan Fire Sprinkler System menurut NFPA ........................................ 8

2.4.1. Pandangan umum .............................................................................. 8

2.4.2. Debit aliran ........................................................................................ 8

2.4.3. Tekanan Hidrostatic .......................................................................... 8

2.4.4. Minimum Water Supply .................................................................... 9

2.5. Area Perlindungan Maksimum ............................................................... 9

2.6. Persamaan Fluida .................................................................................. 11

2.6.1. Persamaan Energi ............................................................................ 11

xiv

2.6.2. Head Total Pompa ........................................................................... 11

2.6.3. Bilangan Reynolds ........................................................................... 13

2.6.4. Faktor Gesekan ................................................................................ 14

2.6.5. Daya Pompa ..................................................................................... 17

2.6.6. Hukum Bernauli .............................................................................. 17

2.7. Sistem Pemanas Ruangan ...................................................................... 18

2.8. Pipa ........................................................................................................ 20

2.8.1. Jenis-jenis Pipa ................................................................................ 20

2.8.2. Dimensi Pipa ................................................................................... 21

2.8.3. Wall Thickness ................................................................................ 22

2.9. Fitting .................................................................................................... 23

2.10. Valve ...................................................................................................... 25

2.11. WBS ...................................................................................................... 27

2.12. Volume .................................................................................................. 27

2.13. Project Evaluation and Review Technique (PERT) .............................. 28

2.14. Critical Path Methode (CPM) ................................................................ 30

2.15. Produktifitas .......................................................................................... 33

2.16. Rencana Anggaran Biaya (RAB) .......................................................... 34

2.17. Commissioning ...................................................................................... 35

2.18. Kurva-S .................................................................................................. 35

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ................................................................ 37

3.1. Sumber Data Penelitian ......................................................................... 37

3.2. Variabel Penelitian ................................................................................ 37

3.3. Diagram Alir Pengerjaan ....................................................................... 38

3.4. Langkah-langkah Penelitian .................................................................. 39

3.4.1. Tahap Identifikasi Masalah ............................................................. 39

3.4.2. Tahap Pengumpulan Data ................................................................ 39

3.4.3. Tahap Pengolahan Data ................................................................... 40

3.4.4. Kesimpulan dan Saran ..................................................................... 41

3.5. Jadwal Penelitian ................................................................................... 41

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 43

4.1 Data Penelitian ....................................................................................... 43

xv

4.2 Layout Laboratorium Plumbing ........................................................... 43

4.3 3D dan Isometri Sistem Pemanas Ruangan dan Sistem Sprinkler ........ 45

4.4 Perhitungan Material ............................................................................. 45

4.5 Perhitungan Head Pompa ...................................................................... 49

4.5.1. Perhitungan Head Pompa (Manual) ................................................ 49

4.5.2. Perhitungan Head Pompa (Software Pipe Flow Expert) ................. 53

4.6 Perhitungan Sistem Pemanas Ruangan ................................................. 54

4.7 Work Breakdown Structure (WBS) ...................................................... 55

4.8 Work Volume ........................................................................................ 56

4.9 Produktifitas .......................................................................................... 61

4.10 Penjadwalan .......................................................................................... 64

4.11 PERT ..................................................................................................... 65

4.12 Rencana Anggaran Biaya (RAB) .......................................................... 70

4.13 S-Curve .................................................................................................. 75

4.14 Probabilitas Pekerjaan ........................................................................... 76

BAB 5 KESIMPULAN ......................................................................................... 79

5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 79

5.2. Saran ...................................................................................................... 80

DAFTAR PUSTAKA…. ...................................................................................... 81

LAMPIRAN A BIODATA MAHASISWA………………………………………...

A-1 Data Mahasiswa………………………………………………………………

LAMPIRAN B LEMBAR KEMAJUAN TUGAS AKHIR…………………………

B-1 Lembar Kemajuan TA Dosen Pembimbing 1…………………………….......

B-2 Lembar Kemajuan TA Dosen Pembimbing 2………………………………...

B-3 Lembar Rekomendasi Sidang Tugas Akhir…………………………………..

B-4 Lembar Revisi Sidang Tugas Akhir……….……………………………….....

LAMPIRAN C DESIGN LAYOUT, 3D MODELLING, ISOMETRIC……………

LAMPIRAN D DATA PENDUKUNG……………………………………………..

xvi

D-1 Tabel Z………………………………………………………………………..

D-2 Properties of Selected Solids and Liquids…………………………………….

D-3 Daftar Harga Satuan Pokok Kegiatan (HSPK)……………………………….

LAMPIRAN E RESULT PIPE FLOW EXPERT…………………………….….…..

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Flow Required to Produce a Velocity of 10 ft/sec (3 m/sec) in Pipes .... 8

Tabel 2.2 Hydrostatic Testing Allowance s per 100 ft of Pipe ............................... 8

Tabel 2.3 Persyaratan Pasokan Air untuk Pipa Sprinkler System .......................... 9

Tabel 2.4 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum untuk Sprinkler Ringan

Independen dan Semprot Tegak untuk Bahaya Ringan ........................................ 10

Tabel 2.5 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum Sprinkler Semprot

Independen Standar dan Tegak untuk Bahaya Biasa ............................................ 10

Tabel 2.6 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum Penyiram Semprot

Independen Standar dan Tegak untuk Ekstra Bahaya ........................................... 10

Tabel 2.7 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum Sprinkler Semprot

Independen Standar dan Tegak untuk Penyimpanan Bertumpuk Tinggi.............. 10

Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Penelitian .............................................................. 42

Tabel 4.1 Kebutuhan Material............................................................................... 46

Tabel 4.2 Nilai Operasi Sistem Sprinkler ............................................................. 49

Tabel 4.3 Nilai k .................................................................................................... 50

Tabel 4.4 Perhitungan Headloss manual (1) ........................................................ 52



Tabel 4.7 Perhitungan Head Pompa ...................................................................... 53

Tabel 4.8 Nilai Head Pompa ................................................................................. 54

Tabel 4.10 Penentuan WBS ................................................................................... 56

Tabel 4.11 Perhitungan Work Volume (1) ............................................................ 57

Tabel 4.12 Perhitungan Work Volume (2) ............................................................ 59

xviii

Tabel 4.13 Tabel Produktifitas secara umum ........................................................ 61

Tabel 4.14 Perhitungan Produktifitas Pekerja ....................................................... 62

Tabel 4.15 Penjadwalan waktu optimis ................................................................. 64

Tabel 4.16 Penjadwalan waktu pesimis ................................................................. 65

Tabel 4.17 Kode Kegiatan dalam PERT ............................................................... 66

Tabel 4.18 Rencana Anggaran Biaya – waktu optimis ......................................... 70

Tabel 4.19 Rencana Anggaran Biaya – waktu pesimis ......................................... 70

Tabel 4.20 Rencana Anggaran Biaya (RAB) – Material ....................................... 71

Tabel 4.21 Data Perhitungan menggunakan jalur kritis (critical line) .................. 77

Tabel 4.22 Nilai Peluang Keberhasilan ................................................................. 78

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Moody Diagram (Liu, 2003) ............................................................. 16

Gambar 2.2 Seamless Pipe (Parisher & Rhea, 2002) ............................................ 20

Gambar 2.3 Butt-Welded Pipe (Parisher & Rhea, 2002) ...................................... 21

Gambar 2.4 Spiral-Welded Pipe (Parisher & Rhea, 2002) ................................... 21

Gambar 2.5 Pipe Diameter (Parisher & Rhea, 2002) ............................................ 22

Gambar 2.6 Pipe Thickness (Parisher & Rhea, 2002) .......................................... 22

Gambar 2.7 Long Radius Elbow (Parisher & Rhea, 2002) ................................... 23

Gambar 2.8 Short Radius Elbow&Long Radius Elbow (Parisher & Rhea, 2002) 24

Gambar 2.9 Weld Tee (Parisher & Rhea, 2002) .................................................... 24

Gambar 2.10 Stub-In Connextions ........................................................................ 25

Gambar 2.11 Globe Valve (Parisher & Rhea, 2002) ............................................ 25

Gambar 2.12 Gate Valve (Parisher & Rhea, 2002) ............................................... 26

Gambar 2.13 Check Valve (Parisher & Rhea, 2002) ............................................. 27

Gambar 2.14 Orientasi Peristiwa versus kegiatan (Rani, 2016) ........................ 29

Gambar 2.15 Peristiwa Kritis terjadi pada 1,3,5,8 (Rani, 2016) ........................... 31

Gambar 2.16 Contoh Kegiatan Kritis (Rani, 2016) .............................................. 32

Gambar 2.17 Contoh Lintasan kritis (Rani, 2016) ................................................ 33

Gambar 2.18 Rencana Anggaran Biaya (Arbana & Pandia, 2007)....................... 35

Gambar 3.1 Diagram Alir ..................................................................................... 39

Gambar 4.1 Dimensi Laboratorium Plumbing ..................................................... 43

Gambar 4.2 Layout Basement ............................................................................... 43

Gambar 4.3 Layout 1st floor ................................................................................. 44

Gambar 4.4 Layout 2nd floor ................................................................................ 44

xx

Gambar 4.5 Layout 3rd floor ................................................................................. 44

Gambar 4.6 3D Heating Room and Sprinkler System ........................................... 45

Gambar 4.7 Keterangan network planning dalam PERT ................................... 66

Gambar 4.8 PERT waktu optimis .......................................................................... 68

Gambar 4.9 PERT waktu pesimis ......................................................................... 68

Gambar 4.10 Jalur Kritis Waktu Optimis .............................................................. 69

Gambar 4.11 Jalur Kritis waktu pesimis ............................................................... 69

Gambar 4.12 S-Curve waktu optimis .................................................................... 75

Gambar 4.13 S-Curve waktu pesimis .................................................................... 75

BAB 1

PENDAHULUAN

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS) merupakan Perguruan

Tinggi penyelenggara pendidikan vokasi bidang perkapalan dan teknologi

penunjangnya dan merupakan yang satu satunya di Indonesia. Dalam upaya

peningkatan pembelajaran pada Mahasiswa Program Studi D4 Teknik Perpipaan,

PPNS merencanakan pembangunan sebuah Laboratorium Plumbing terintegrasi.

Sistem Plumbing adalah suatu sistem jaringan Perpipaan serta peralatan yang

berada di bangunan gedung. Lokasi perencanaan Laboratorium Plumbing PPNS

berada di Gedung Baru PPNS lantai 7, luas ruangan yang akan digunakan sebesar

307 m2 yang terbagi menjadi 4 tingkat lantai. Laboratorium Plumbing PPNS ini

akan digunakan sebagai sarana pembelajaran praktek secara efektif terhadap

jumlah mahasiswa tiap kelasnya.

Perencanaan yang akan dilakukan kali ini adalah Sistem Pemanas Ruangan

dan Sistem Sprinkler untuk laboratorium plumbing Politeknik Perkapalan Negeri

Surabaya. Sistem tersebut dianalogikan sebagai model dari sistem pemadam

kebakaran dan sistem sirkulasi udara untuk rumah 3 lantai. Pengerjaan design

sistem pemanas ruangan dan sistem sprinkler dimulai dari routing line, penentuan

jumlah sprinkler, desain jalur pipa berupa isometri, desain sistem pemanas ruangan,

penentuan material, perhitungan daya pompa, dan analisa rencana anggaran biaya.

Standard yang dapat digunakan sebagai acuan sistem sprinkler adalah standard

NFPA (National Fire Protection Association) 13. Perencanaan ini juga menganalisa

Manajemen Proyek dan (RAB) Rancangan Anggaran Biaya yang dikeluarkan

dalam pembangunan Laboratorium Plumbing PPNS.

2

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan Masalah dalam Perencanaan ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana design Sistem Pemanas Ruangan dan Sistem Sprinkler

untuk Laboratorium Plumbing PPNS?

2. Bagaimana management project untuk Pembangunan Sistem Pemanas

Ruangan dan Sistem Sprinkler Laboratorium Plumbing PPNS?

3. Bagaimana Rencana Anggaran Biaya (RAB) untuk Pembangunan

Sistem Pemanas Ruangan dan Sistem Sprinkler Laboratorium Plumbing

PPNS?

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dalam Perencanaan ini adalah sebagai berikut:

1. Mendapatkan design sistem pemanas ruangan dan sistem sprinkler

untuk Laboratorium Plumbing PPNS.

2. Mendapatkan management project untuk Pembangunan sistem pemanas

ruangan dan sistem sprinkler Laboratorium Plumbing PPNS.

3. Mendapatkan Rencana Anggaran Biaya (RAB) untuk Pembangunan

sistem pemanas ruangan dan sistem sprinkler Laboratorium Plumbing

PPNS.

1.4. Manfaat Penelitian

Adapun Manfaat yang dapat diambil dari Perencanaan ini adalah sebagai

berikut:

1. Desain yang dihasilkan kedepannya akan diaplikasikan di PPNS.

2. Sebagai referensi desain dan proses installasi sistem pemanas ruangan

dan sistem sprinkler untuk menjamin konstruksi sistem perpipaan yang

aman tanpa mengalami kegagalan.

3. Sebagai referensi RAB & Management Project.

3

1.5. Batasan Masalah

Batasan Masalah dalam Perencanaan ini adalah sebagai berikut:

1. Lokasi Perencanaan dan Desain Laboratorium Plumbing PPNS berada

di Gedung Baru lantai 7.

2. Sistem yang dirancang adalah sistem pemanas ruangan dan sistem

sprinkler.

3. Jenis fluida yang diaplikasian adalah air.

4. Standart yang digunakan untuk Sprinkler adalah NFPA 13.

5. Tidak menghitung biaya keterlambatan proyek dan pengiriman

material.

6. Perhitungan sampai tahap construction.

4


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Fire Sprinkler System

Fire Sprinkler System merupakan alat yang bertujuan proteksi kebakaran,

sistem perpipaan bawah tanah dan overhead terintegrasi yang dirancang sesuai

dengan standar teknik proteksi kebakaran. Instalasi mencakup setidaknya satu

pasokan air otomatis yang memasok satu atau lebih sistem. Bagian dari sistem

sprinkler di atas tanah adalah jaringan berukuran khusus atau perpipaan yang

dirancang secara hidraulik dipasang di gedung, struktur, atau area, umumnya di atas

kepala, dan penyiram dipasang dalam pola yang sistematis. Setiap sistem memiliki

katup kontrol terletak di riser sistem atau perpipaan pasokannya. Setiap sistem

sprinkler termasuk perangkat untuk mengaktifkan alarm ketika sistem sedang

beroperasi. Sistem ini biasanya diaktifkan oleh panas dari api dan membuang air ke

area api (Lake, Manager, & Rose, 2010).

2.2. Jenis-jenis Sprinkler

Berdasarkan (Lake et al., 2010) menyebutkan bahwa terdapat beberapa jenis

sprinkler antara lain:

1. Wet Pipe System

Sistem sprinkler pipa basah adalah jenis sistem sprinkler yang paling

sederhana dan paling umum digunakan. Dalam sistem pipa basah, perpipaan

mengandung air setiap saat dan terhubung ke pasokan air sehingga air

mengalir langsung dari sprinkler ketika sprinkler diaktifkan. Karena sistem

pipa basah memiliki komponen yang relatif sedikit, mereka memiliki

tingkat keandalan yang secara inheren lebih tinggi daripada jenis sistem

lainnya.

6

2. Dry Pipe System

Sistem pipa kering harus dipasang hanya jika panas tidak memadai

untuk mencegah pembekuan air di semua bagian, atau di bagian, sistem.

Sistem pipa kering harus dikonversi untuk sistem pipa basah ketika mereka

menjadi tidak perlu karena panas yang cukup disediakan. Penyiram jangan

dimatikan dalam cuaca dingin.

Bila dua atau lebih katup pipa kering digunakan, sebaiknya sistem

dibagi secara horizontal untuk mencegah operasi simultan lebih dari satu

sistem dan akibatnya peningkatan waktu tunda dalam sistem pengisian dan

pemakaian air dan untuk mencegah penerimaan lebih banyak dari satu

sinyal alarm aliran air.

Jika ada panas yang cukup di bagian sistem pipa kering, harus

dipertimbangkan diberikan untuk membagi sistem menjadi sistem pipa

basah yang terpisah dan sistem pipa kering. Penggunaan sistem pipa kering

yang minimal diperlukan di mana kecepatan operasi menjadi perhatian

khusus.

3. Preaction Systems and Deluge Systems

Preaction Systems lebih kompleks daripada sistem pipa basah dan

pipa kering karena mengandung lebih banyak komponen dan peralatan.

Preaction Systems membutuhkan pengetahuan khusus dan pengalaman

dengan desain dan instalasi mereka, dan kegiatan inspeksi, pengujian, dan

pemeliharaan yang diperlukan untuk memastikan keandalan dan

fungsionalitas mereka lebih terlibat. Spesifikasi dari pabrik dan batasan

daftar harus dipatuhi dengan ketat.

Berbagai jenis katup yang diklasifikasikan untuk digunakan dalam

Preaction Systems telah tersedia. Karakteristik operasi dari katup-katup ini

menyebabkan jenis sistem preaksi tertentu memiliki kualitas yang serupa

orang-orang dari sistem pipa kering, seperti sistem preaksi interlock ganda.

7

Karena itu, sama saja aturan dan batasan yang berlaku untuk sistem pipa

kering berlaku untuk sistem preaksi interlock ganda.

4. Combined Dry Pipe and Preaction Systems for Piers, Terminals, and

Wharves.

Pipa kering kombinasi dan Preaction Systems tidak umum seperti

beberapa dekade lalu. Sistem semacam itu dimaksudkan untuk diterapkan

pada struktur yang tidak biasa, seperti dermaga atau dermaga, yang

membutuhkan pipa yang sangat panjang.

2.3. Jenis-jenis Detector

Berdasarkan (Department of Veterans Affairs, 2011) menyebutkan bahwa

terdapat beberapa jenis detector antara lain :

1. Detektor asap harus dipasang hanya jika diminta oleh Kode Kebakaran

Nasional, ini manual desain, atau jika diperlukan dengan kesetaraan. Semua

detektor asap harus hanya tipe fotolistrik. Verifikasi alarm tidak akan

digunakan untuk detektor asap yang dipasang untuk tujuan peringatan dini.

Stasiun perawat yang tidak memiliki staf 24/7 dipertimbangkan ruang yang

terbuka ke koridor dan mungkin memerlukan deteksi asap sesuai dengan

NFPA 101.

2. Detektor panas tidak diperlukan kecuali digunakan bersama dengan

shutdown elevator, di mana digunakan sebagai pengganti detektor asap di

lingkungan yang tidak cocok untuk detektor asap, atau di mana digunakan

untuk melindungi generator darurat yang tidak dilengkapi dengan alat

penyiram otomatis. Pengecualian: Detektor panas tidak diperlukan di

bangunan kecil terpencil yang menampung darurat generator. Berikan

detektor panas di semua ruang generator di bangunan yang tidak disiram.

Itu detektor panas harus suhu tetap, suhu ekstra tinggi (325-375 ° F) rating.

Ini mengantisipasi bahwa sebagian besar ruang generator akan dilindungi

sprinkler dan tidak akan membutuhkan panas detektor.

8

2.4. Aturan Fire Sprinkler System menurut NFPA

2.4.1. Pandangan umum

Berdasarkan National Fire Protection Association (NFPA) standart

untuk fire sprinkler system dijelaskan pada NFPA 13 Standard for the

Installation of Sprinkler Systems. Berdasarkan (NFPA 13, 2010) Standart

ini harus menyediakan persyaratan minimum untuk desain dan pemasangan

sistem sprinkler api otomatis dan tertutup sistem sprinkler perlindungan

dalam standart ini. Standar ini ditulis dengan asumsi bahwa sistem sprinkler

harus dirancang untuk melindungi terhadap satu api yang berasal dari dalam

gedung.

2.4.2. Debit aliran

Berdasarkan (NFPA 13, 2010) Aliran yang diperlukan untuk

memberikan kecepatan 10 ft/s (3,1 m / detik) sesuai dengan Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Flow Required to Produce a Velocity of 10 ft/sec (3 m/sec) in Pipes

Pipe Size Flow Rate

in. mm gpm L/min

4 102 390 1476

6 152 880 3331

8 203 1560 5905

10 254 2440 9235

12 305 3520 13323

2.4.3. Tekanan Hidrostatic

Berdasarkan (NFPA 13, 2010) Untuk Tes tekanan Hidrostatic dapat

dilihat dalam Tabel 2.2

Tabel 2.2 Hydrostatic Testing Allowance s per 100 ft of Pipe

Nominal Pipe Diameter

(in.)

Testing Allowance in gallons

per hour (gph) per 100 ft of

Pipe

2 0,019

4 0,038

6 0,057

8 0,076

10 0,096

12 0,115

14 0,134

9

16 0,153

18 0,172

20 0,191

24 0,229

For SI units, 1 in. = 25.4 mm; 1 ft = 305 mm

Notes :

1. Untuk panjang, diameter, dan tekanan lainnya, Persamaan 2.1 harus

diizinkan untuk digunakan untuk menentukan pengujian yang sesuai

tunjangan.

2. Untuk bagian uji yang berisi berbagai ukuran dan bagian pipa, pengujian

harus berdasarkan pada jumlah pengujian untuk setiap ukuran dan

bagian.

2.4.4. Minimum Water Supply

Dalam (NFPA 13, 2010) Untuk minimum water supply dapat dilihat

dalam Tabel 2.3

Tabel 2.3 Persyaratan Pasokan Air untuk Pipa Sprinkler System

Minimum

Residual

Pressure

Required

Acceptable Flow at

Base of Riser

(Including Hose

Stream Allowance)

Occupany

Classification psi bar gpm L/min

Duration

(minutes)

Light hazard 15 1 500-750

1893-

2839 30-60

Ordinary

hazard 20 1,4

850-

1500

3218-

5678 60-90

2.5. Area Perlindungan Maksimum

Area Perlindungan Maksimum dinyatakan dalam tabel berikut (NFPA 13,

2010):

10

Tabel 2.4 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum untuk Sprinkler Ringan Independen dan

Semprot Tegak untuk Bahaya Ringan

Tabel 2.5 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum Sprinkler Semprot Independen Standar

dan Tegak untuk Bahaya Biasa

Tabel 2.6 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum Penyiram Semprot Independen Standar

dan Tegak untuk Ekstra Bahaya

Tabel 2.7 Area Perlindungan dan Penempatan Maksimum Sprinkler Semprot Independen Standar

dan Tegak untuk Penyimpanan Bertumpuk Tinggi

11

2.6. Persamaan Fluida

Berdasarkan (pramesti sungkono, 2017) Perancangan water sprinkler

system pada laboratorium Plumbing PPNS menggunakan beberapa parameter

sebagai berikut:

2.6.1. Persamaan Energi

Persamaan energi dihasilkan dari penerapan prinsip kekekalan

energi pada aliran fluida. Energi yang dimiliki oleh suatu fluida yang

mengalir terdiri dari energi dalam dan energi - energi akibat tekanan,

kecepatan, dan kedudukan (ketinggian). Dalam arah aliran, prinsip energi

diringkas dengan suatu persamaan umum sebagai berikut:

Energi di bagian 1 + Energi yang ditambahkan - Energi yang hilang - Energi

yang diambil = Energi di bagian 2.

2.6.2. Head Total Pompa

Head total pompa harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air

seperti yang direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi sistem yang akan

dilayanai pompa.

a. Head loss mayor

Head loss mayor disebabkan karena rugi - rugi yang diakibatkan

oleh gesekan sepanjang pipa.

ℎL = 𝑓𝐿

𝐷

𝑉2

2𝑔 (2.1)

Dimana:

hL = Head loss mayor (m)

f = Faktor gesekan (tanpa dimensi)

L = Panjang pipa (m)

D = Diameter dalam pipa (m)

V = Kecepatan aliran (m/s)

12

g = Percepatan gravitsi = 9,81 (m/s²)

b. Head loss minor

Head loss minor disebakan karena rugi - rugi akibat fittings pada

sistem perpipaan. Dapat dihitung dengan cara menambahkan nilai

koefisien K (koefisien fitting) pada sistem perpipaan.

ℎ = 𝐾𝑉2

2𝑔 (2.2)

Dimana:

h = Head loss minor (m)

K = Koefisien fitting (tanpa dimensi)

V = Kecepatan aliran (m/s)


c. Head statik (Z)

Head statik adalah perbedaan antara ketinggian permukaan air

pada titik hisap pompa dan titik tekan pompa. Head statik dilambangkan

dengan Z dengan satuan meter.

d. Head tekan

Head tekan adalah perbedaan antara tekanan pada titik hisap

pompa dan titik tekan pompa.

ℎ𝑃 =𝑃2−𝑃1

2𝑔 (2.3)

Dimana:

hP = Head tekan (m)

P2 = Tekanan titik tekan pompa (Pa)

P1 = Tekanan titik hisap pompa (Pa)

13


e. Head kecepatan

Head kecepatan adalah perbedaan antara kecepatan pada titik

hisap pompa dan titik tekan pompa.

ℎ𝐾 =𝑉22−𝑉12

2𝑔 (2.4)

Dimana:

hK = Head Keceptan (m)

V2 = Kecepatan titik tekan pompa (m/s)

V1 = Kecepatan titik hisap pompa (m/s)


f. Head loss total

H = hL + hf + Z + hP + hK (2.5)

Dimana:

hL = Head loss mayor (m)

h = Head loss minor (m)

2.6.3. Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds adalah bilangan tak berdimensi, yang

menyatakan perbandingan gaya-gaya inersia terhadap gaya-gaya kekentalan

(viskositas). Untuk pipa bundar yang fluidanya mengalir penuh (memenuhi

penampang pipa):

𝑅𝑒 =𝜌𝑉𝐷

𝜇=

𝑉𝐷

ʋ (2.6)

Dimana:

Re = Bilangan Reynold (tanpa dimensi)

14

V = kecepatan rata-rata (m/detik)

D = Diameter dalam pipa (m)

ρ = Rapat massa fluida (kg/m³)

μ = Kekentalan mutlak (Pa detik)

ʋ = Kekentalan kinematik (m²/detik)

Aliran fluida yang mengalir dalam pipa dibedakan menjadi tiga jenis

aliran menurut nilai Reynoldnya yaitu aliran laminar, turbulen dan transisi :

a. Aliran laminar (Re < 2300)

b. Aliran Turbulen (Re > 4000)

c. Aliran Transisi (2300 < Re < 4000)

2.6.4. Faktor Gesekan

Faktor gesekan atau nilai f dapat dicari dengan mempertimbangkan

bilangan Reynolds.

a. Aliran laminar

Jika nilai Re < 2300 maka nilai f dapat dicari dengan rumus berikut.

𝑓 = 64

𝑅𝑒 (2.7)

Dimana:

Re = Bilangan Reynolds (tanpa dimensi)

b. Aliran Turbulen

Jika nilai Re > 4000 maka dilai f harus dicari dengan tabel

Moody diagram. Untuk bisa membaca Moody diagram harus

mengetahui nilai Re dan Relative pipe rouhgness. Relative pipe

rouhgness dapat dicari dengan rumus.

𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑝𝑖𝑝𝑒 𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑛𝑒𝑠𝑠 = ℰ

𝐷 (2.8)

15

Dimana:

ℰ = Material absolute roughness (mm)

( dicari pada tabel Moody diagram)

D = Diameter pipa (mm)

16

Gambar 2.1 Moody Diagram (Liu, 2003)

17

2.6.5. Daya Pompa

Daya pompa dihitung dengan mengalikan jumlah N fluida yang

mengalir per detik (ρ.g.Q) dengan energi H dalam J/N. Jadi menghasilkan

persamaan sebagai berikut:

𝑃ℎ = 𝜌 𝑥 𝑔 𝑥 𝑄 𝑥 𝐻 (2.9)

𝑃𝑖𝑛 = 𝜌 𝑥 𝑔 𝑥 𝑄 𝑥 𝐻

ɳ (2.10)

Dimana:

Ph = Daya Hidrolik (kW)

Pin = Daya pompa (kW)

ρ = Rapat massa fluida yang menglir (kg/m³)

g = Percepatan gravitasi = 9,81 (m/s²)

Q = Debit aliran fluida yang mengalir (m³/s)

H = Head total pompa (m)

ɳ = Efisiensi pompa (%)

2.6.6. Hukum Bernauli

Persamaan Benoulli adalah hubungan antara tekanan, kecepatan dan

elevasi/ketinggian. Persamaan Bernoulli dinyatakan seperti berikut:

𝑃

𝜌𝑔+

𝑉2

2𝑔+ 𝑍 = 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 (2.11)

𝑃1

𝜌𝑔+

𝑉12

2𝑔+ 𝑍1 − ℎ𝐿 + ℎ𝑝𝑢𝑚𝑝 =

𝑃2

𝜌𝑔+

𝑉22

2𝑔+ 𝑍2 (2.12)

Dimana:

P1 = Tekanan di titik 1 (Pa)

P2 = Tekanan di titik 2 (Pa)

V1 = Kecepatan di titik 1 (m/s)

18

V2 = Kecepatan di titik 2 (m/s)

ρ = Rapat massa fluida yang menglir (kg/m³)

g = Percepatan gravitasi = 9,81 (m/s²)

Z1 = ketinggian di titik 1 (m)

Z2 = Ketinggian dititik 2 (m)

hL = Head total (m)

hpump = Head pompa (m)

2.7. Sistem Pemanas Ruangan

Alat penukar panas merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk

mempertukarkan energi dalam bentuk panas antara aliran fluida yang berbeda

temperatur yang dapat terjadi melalui kontak langsung maupun tidak langsung.

Salah satu aplikasi dari prinsip pertukaran panas adalah pada penukar panas jenis

radiator. (Wijaya & Arsana, 2014).

Radiator pemanas ruangan diasumsikan memiliki lapisan m di atas lapisan

isolasi. Ketebalan setiap lapisan adalah δ1 , δ2, · · · δm, masing-masing. Termal

konduktivitas masing-masing lapisan adalah 1, 2, · · · m, masing-masing. Semua

lapisan di atas lapisan isolasi dapat dibagi menjadi 2 lapisan. Lapisan atas terdiri

dari lapisan 1, lapisan 2. Suhu permukaan bawah lapisan bawah diasumsikan sama

dengan suhu air. Suhu permukaan radiator, antarmuka antara lapisan dan

permukaan bawah lapisan diasumsikan seragam (Jin, Zhang, & Luo, 2010).

Persamaan yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut :

Ku = 1

(δm − Dp)

λm (2.13)

Kl = 𝜆1

𝐷𝑝 (2.14)

Dimana :

Ku = Koefisien panas konduksi upper (W/(m2 K)

19

Kl = Koefisien panas konduksi lower (W/(m2 K)

δm = Ketebalan lapisan (m)

Dp = Diameter Pipa (m)

λ = Konduktifitas Thermal (W/mK)

Setelah menghitung koefisien konduktifitas pada radiator, maka untuk heat

flux dapat dilihat dalam perhitungan berikut :

q = 𝐾𝑢 𝐾𝑙 ( 𝑡𝑤 – 𝑡𝑠 )

𝐾𝑢 + 𝐾1 (2.15)

Dimana :

q = Heat Flux (W/m2)

tw = Temperatur air (oC)

ts = Temperatur permukaan radiator pemanas ruangan (oC)

Lalu dari perhitungan heat flux dapat dihitung temperatur antara pipa

dengan radiator pemanas ruangan :

tb = tw – 𝑞

𝐾1 (2.16)

Dimana :

tb = Temperatur antara pipa dengan radiator pemanas ruangan (oC)

Perhitungan perpindahan panas konveksi natural dapat dilihat dalam

persamaan berikut :

H = 4𝑎𝑏

2(𝑎+𝑏) (2.17)

hc = 2,175

𝐻0,076(𝑡𝑠 − 𝑡𝑎)

0,308 (2.18)

𝑄 = ℎ𝑐 . 𝐴 . (𝑇𝑤 − 𝑇𝑎) (2.19)

20

Dimana :

H = Diameter Hidrolik (m)

a = Panjang Ruangan (m)

b = Lebar Ruangan (m)

hc = Koefisien perpindahan panas konveksi (W/m2K)

ta = Temperatur Udara (oC)

2.8. Pipa

2.8.1. Jenis-jenis Pipa

Jenis pipa harus disesuaikan dengan pemakaiannya atau fluida yang

hendak dialirkan oleh pipa tersebut, Biasanya dibedakan oleh jenis fluida

yang dialiran, suhu dan tekanan kerja pada pipa. Menurut (Parisher & Rhea,

2002) jenis-jenis pipa dibagi menjadi berikut:

1. Seamless Pipe

Pipa besi tuang dibentuk dengan menusuk benda padat, hampir

meleleh, batang baja, disebut billet, dengan mandrel untuk

menghasilkan pipa yang tidak memiliki sambungan atau sambungan.

Gambar 2.2 menggambarkan proses pembuatan pipa seamless.

Gambar 2.2 Seamless Pipe (Parisher & Rhea, 2002)

2. Butt-Welded Pipe

Pipa butt-welded dibentuk dengan mengumpankan pelat baja

panas melalui pembentuk yang akan menggulungnya menjadi lingkaran

21

berlubang bentuk. Dengan paksa meremas kedua ujung piring bersama-

sama akan menghasilkan sambungan atau jahitan yang menyatu.

Gambar 2.3 menunjukkan pelat baja saat memulai proses pembentukan

pipa butt-welded.

Gambar 2.3 Butt-Welded Pipe (Parisher & Rhea, 2002)

3. Spiral-Welded Pipe

Pipa yang dilas dengan spiral dibentuk dengan memuntir strip

logam menjadi bentuk spiral, mirip dengan tiang tukang cukur, lalu

pengelasan di mana ujung-ujungnya bergabung satu sama lain untuk

membentuk jahitan. Jenis pipa ini dibatasi untuk sistem perpipaan yang

menggunakan rendah tekanan karena dindingnya yang tipis. Gambar 2.4

menunjukkan pipa spiral seperti yang terlihat sebelum pengelasan.

Gambar 2.4 Spiral-Welded Pipe (Parisher & Rhea, 2002)

2.8.2. Dimensi Pipa

Menurut (Parisher & Rhea, 2002) ukuran pada pipa dapat

diidentifikasi dengan cara menyebutkan nominal pipe size (NPS), inside

diameter (ID), outside diameter (OD). NPS adalah penamaan pada pipa

biasanya disebutkan seperti pipa NPS 2”, pipa NPS 4”, tetapi 2” atau 4”

bukanlah ukuran pipa melainkan nama pipa tersebut. Untuk inside diameter

(ID) dan outside diameter (OD) mendiskripsikan ukuran pipa sebenarnya.

22

Gambar 2.5 Pipe Diameter (Parisher & Rhea, 2002)

2.8.3. Wall Thickness

Menurut (Parisher & Rhea, 2002), Wall thickness atau tebal dinding

digunakan untuk mendeskripsikan tebal material yang digunakan untuk

membuat pipa tersebut. Wall thickness juga biasa digunakan untuk

menyatakan berat pipa, secara umum diketahui sebagai standard (STD),

extra strong (XS), double extra strong (XXS). Pada pipa memiliki

pendiskripsian sendiri tentang tebal pipa yaitu schedule (sch).

Gambar 2.6 Pipe Thickness (Parisher & Rhea, 2002)

Menurut (Parisher & Rhea, 2002), Untuk menentukan inside diameter (ID)

atau diameter dalam pipa bisa digunakan rumus sebagai berikut :

𝐼𝐷 = 𝑂𝐷 − (2 × 𝑊𝐴𝐿𝐿 𝑇𝐻𝐼𝐶𝐾𝑁𝐸𝑆𝑆) (2.20)

Keterangan :

ID = diameter dalam pipa (mm)

23

OD = diameter luar pipa (mm)

WALL THICKNESS = ketebalan dinding pipa (mm)

2.9. Fitting

Pipe fittings bagian pada pipa yang digunakan untuk merubah arah, cabang

untuk pipa utama, dan pengurangan pada diameter pipa. Fitting dibagi sebagai

berikut (Parisher & Rhea, 2002) :

1. Elbow

Elbow merupakan bagian penting dari sistem perpipaan yang

digunakan untuk merubah arah aliran dengan sudut 90˚, 45˚ Elbow dapat

dibagi menjadi dua macam yaitu:

a. Long radius elbow

Long radius elbow memiliki jari - jari kelengkungan besar

dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Radius = 1

2 𝑥 𝑁𝑃𝑆 (2.21)

Dimana:

Radius = Jari - jari elbow (inch)

NPS = Nominal pipe size pada pipa (inch)

Gambar 2.7 Long Radius Elbow (Parisher & Rhea, 2002)

b. Short radius elbow

24

Short radius elbow memiliki jari - jari kelengkungan yang

kecil dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Radius = 1 𝑥 𝑁𝑃𝑆 (2.22)

Dimana:

Radius = Jari - jari elbow (inch)

NPS = Nominal pipe size pada pipa (inch)

Gambar 2.8 Short Radius Elbow&Long Radius Elbow (Parisher & Rhea,

2002)

2. Tee

Tee dugunakan untuk percabangan yang berbentuk huruf

“T” dengan sidut antara lengan 90˚.

Gambar 2.9 Weld Tee (Parisher & Rhea, 2002)

3. Stub-In

Metode lain untuk membuat pecabangan adalah dengan stub-

in, metode ini dilakukan dengan cara membuat lubang pada pipa

25

utama kemudian memasukkan pipa cabang ke lubang pada pipa

utama, kemudian dilas.

Gambar 2.10 Stub-In Connextions

2.10. Valve

Valve merupakan alat untuk mengontrol laju aliran dalam pipa Valve

diproduksi dalam beragam ukuran, bentuk, dan untuk berbagai aplikasinya di

lapangan, pada umumnya dalam produksi valve ada beberapa jenis yaitu (Parisher

& Rhea, 2002) :

1. Globe Valve

Globe valve dapat dilihat dari bentuk body nya yang bulat menyerupai

bola. Bagian aktuatornya bias berupa manual atau sistem otomatis

menggunakan pneumatik. Valve ini memiki celah dibagian body yang

dihalangi sebuah disc atau sering juga disebut dengan plug yang bisa bergerak

naik turun unuk membuka dan menutup valve. Globe valve digunakan

bilamana situasi throttling dibutuhkan sehingga valve ini bisa digunakan untuk

mengatur volume aliran yang melewatinya, berarti bisa digunakan untuk

membuka penuh, menutup penuh atau membuka/menutup sebagian.

Gambar 2.11 Globe Valve (Parisher & Rhea, 2002)

26

2. Gate Valve

Gate valve digunakan hanya untuk membuka penuh ataupun

menutup penuh aliran, tidak bisa digunakan untik throttling. Valve ini cocok

digunakan untuk aliran yang memiliki tekanan kecil.

Gambar 2.12 Gate Valve (Parisher & Rhea, 2002)

3. Check Valve

Check valve adalah alat yang digunakan membuat aliran fluida hanya

mengalir ke satu arah sehingga valve ini mencegah terjadinya aliran balik

atau back flow. Bentuk disc dari valve ini cukup unik dengan memisahkan

port inlet dan outet menggunakan sebuah plug berbentuk kerucut yang

terletak pada sebuah dudukan. Ketika terjadi forward flow, plug akan

terdorong oleh tekanan fluida sehingga lepas dari dudukannya sehingga

fluida mengalir menuju saluran outlet, dan apabila terjadi back flow, plug

yang semula terangkat akan menutup kembali akibat tekanan fluida yang

mencoba kembali, jadi semakin besar tekanan baik suatu fluida maka

semakin rapat pula posisi plug pada dudukannya, sehingga fluida tidak

dapat mengalir kembali.

27

Gambar 2.13 Check Valve (Parisher & Rhea, 2002)

2.11. WBS

WBS merupakan tahapan/urutan pekerjaan yang akan dilaksanakan.

Sebelum menghitung persamaan 2.13, terlebih dulu menetukan jenis kegiatan/work

breakdown structure (WBS) yang akan dilakukan setelah itu masuk ke

persamaan 2.13, yang menunjukkan persamaan perhitungan produktivitas per hari.

Dimana produktivitas dipengerahui jumlah volume yang dikerjakan dengan durasi

yang tersedia. Digunakan mengetahui per orang/tim mampu mengerjakan suatu

pekerjaan, sehingga mendapatkan berapa tambahan yang diperlukan untuk

mendapatkan produktivitas per harinya (Mubarok, Rizal, & Arumsari, 2017)

𝐷𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑡𝑖𝑓𝑖𝑡𝑎𝑠 (2.23)

2.12. Volume

1. Piping Work Volume

Piping Work Volume merupakan perhitngan untuk mengetahui

volume pekerjaan pada proyek yang akan dikerjakan, dari work volume

tersebut kita dapat mengetahui jumlah dia-inch, surface dan beban untuk

pekerjaan nya.

2. Piping List Material

Piping List material merupakan acuan untuk pembelian material

yang akan diserahkan pada procurement (pengadaan).

28

2.13. Project Evaluation and Review Technique (PERT)

PERT adalah metode yang ditemukan dalam upaya meningkatkan kualitas

perencanaan dan pengendalian dalam proyek. Bila CPM memperkirakan waktu

komponen kegiatan proyek dengan pendekatan deterministik satu angka yang

mencerminkan adanya kepastian, maka PERT direkayasa untuk 75 menghadapi

situasi dengan kadar ketidakpastian (uncertainty) yang tinggi pada aspek kurun

waktu kegiatan. PERT memakai pendekatan yang menganggap bahwa kurun waktu

kegiatan tergantung pada banyak faktor dan variasi, sehingga lebih baik perkiraan

diberi rentang (range), yaitu dengan memakai tiga angka estimasi. PERT juga

memperkenalkan parameter lain yang mencoba mengukur ketidakpastian tersebut

secara kuantatif seperti deviasi standar dan varians. Dengan demikian metode ini

memiliki cara yang spesifik untuk menghadapi hal tersebut yang memang hampir

selalu terjadi pada kenyataannya dan mengakomodasinya dalam berbagai bentuk

perhitungan (Rani, 2016).

PERT diperkenalkan dalam rangka merencanakan dan mengendalikan

proyek besar dan kompleks, yaitu pembuatan peluru kendali Polaris yang dapat

meluncur dari kapal selam di bawah permukaan air. Proyek tersebut melibakan

beberapa ribu kontraktor dan rekanan dimna pemilik proyek berkeinginan

mengetahui apakah peristiwa–peristiwa yangmemiliki arti penting dalam

penyelenggaraan proyek seperti, milestone, dapat dicapai oleh mereka atau bila

tidak seberapa jauh penyimpanganya. Hal ini menunjukan PERT lebih berorientasi

keterjadinya peristiwa (event oriented) sedangkan CPM condong ke oerientasi

kegiatan (activity oriented). Pada gambar 2.2 dijelaskan tentang proses pekerjaan

mengecor pondasi. Disini metode PERT yang berorientasi terjadinya peristiwa,

ingin mendapatkan penjelasan kapan peristiwa mengecor pondasi dimulai E(i) dan

kapan peristiwa mengecor pondasi selesai E(j). Sedangkan CPM menekankan

keterangan perihal pelaksanaa kegiatan mengecor pondasi dan berapa lama waktu

yang diperlukan (D). Meskipun diantara terjadinya suatu peristiwa tidak dapat

dipisahkan dari kegiatan yang harus dilakukan untuk mencapai atau melahirkan

peristiwa tersebut, namun penekanan yang dimiliki masing–masing 76 metode

perlu diketahui untuk memahami latar belakang dan maksud pemakaiannya.

29

Gambar 2.14 Orientasi Peristiwa versus kegiatan (Rani, 2016)

Pada PERT, penekanan diarahkan kepada suatu kegiatan yang mendapatkan kurun

waktu yang paling akurat. The Statistical analysis approach requires that activity

times be statedin term of three reasonable times estimates (optimistic time, most

likely time, and pessimistic time), with three estimates the project manager has

enough information to estimate probability that an activity will be completed on

schedule (Caesaron & Thio, 2015). Artinya bahwa dalam melakukan perkiraan

waktu proyek cukup menggunakan tiga waktu yang dirincikan sebagai berikut :

1. Waktu Optimis (a)

2. Waktu Realistis (m)

3. Waktu Pesimis (b)

𝑡𝑒 = 𝑎+4𝑚+𝑏

6 (2.24)

Dimana :

a = Waktu Optimis

b = Waktu Realistis

c = Waktu Pesimis

Setelah perhitungan durasi optimal dilakukan, selanjutnya adalah

menghitung varian yang dihitung pada jalur kritis yang dirincikan sebagai berikut :

30

𝑉 (𝑇𝑒) = 𝑠2 = (𝑏−𝑎

6)

2

(2.25)

Setelah perhitungan varian, selanjutnya adalah menghitung standart deviasi

yang dihitung berdasarkan yang dirincikan sebagai berikut :

𝑠 = √∑𝑉(𝑇𝑒) (2.26)

Setelah perhitungan standart deviasi, selanjutnya adalah menghitung z yang

dirincikan sebagai berikut :

𝑧 = 𝑋−𝑏

𝑠 (2.27)

Setelah perhitungan z, dicari nilai dari z tersebut yang merupakan nilai dari

Peluang keberhasilan dari proyek tersebut.

2.14. Critical Path Methode (CPM)

Pada tahun yang sama, sebuah proyek pembuatan pabrik kimia milik

perusahaan industry kimia “du Pont”, semula direncanakan akan membutuhkan

biaya total sebanyak US $ 10.000.000, kemudian rencana ini diperbaiki sehingga

biaya total proyek dapat ditekan menjadi US $ 9.000.000. Jadi manfaat perbaikan

rencana tersebut berupa penghematan biaya proyek sebesar 10% dari biaya rencana

semula. Metode yang mampu memperbaiki rencana semula tersebut kemudian

dikenal sebagai CPM (Critical Path Method) (Rani, 2016).

Tujuan pemakaian critical path method adalah sama dengan network

planning dalam penyelenggaraan proyek antara lain adalah agar proyek selesai pada

saat yang telah ditentukan sesuai dengan network diagram yang telah tertera. Hal

ini tidaklah selalu mungkin,sehingga selalu ada kemungkinan keterlambatan

pelaksanaan. Ada beberapa kegiatan yang mempunyai batas toleransi

keterlambatan, namun ada pula kegiatan yang tidak mempunyai batas toleransi

keterlambatan sehingga apabila kegiatan tersebut terlambat satu hari saja maka

akan mempengaruhi umur atau usia proyek. Kegiatan yang tidak mempunyai batas

toleransi keterlambatan disebut dengan kegiatankegiatan kritis. Untuk mengetahui

31

kegiatan-kegiatan kritis, perlu ditentukan dahulu peristiwa-peristiwa kritis.

Sedangkan lintasan kristis adalah lintasan yang dimulai dari peristiwa awal network

diagram sampai peristiwa akhir network diagram yang terdiri dari kegiatan-

kegiatan kritis, peristiwa-peristiwa kritis, dan dummy (bila diperlukan).

1. Peristiwa Kritis

Peristiwa kritis adalah peristiwa yang tidak mempunyai tenggang waktu

atau saat paling awalnya (SPA) sama dengan saat paling akhir (SPL)-nya, atau

SPL - SPA = 0.

Gambar 2.15 Peristiwa Kritis terjadi pada 1,3,5,8 (Rani, 2016)

2. Kegiatan Kritis

Kegiatan kritis adalah kegiatan yang sangat sensitif terhadap

keterlambatan, sehingga bila sebuah kegiatan kritis terlambat satu hari saja,

sedangkan kegiatan-kegiatan lainnya tidak terlambat, maka umur proyek

tersebut akan mengalami keterlambatan selama satu hari.

Suatu kegiatan disebut sebagai kegiatan kritis bila:

a. Kegiatan tersebut terletak di antara dua peristiwa kritis.

b. Namun antara dua peristiwa kritis belum tentu terdapat kegiatan kritis.

c. Antara dua peristiwa kritis terdapat kegiatan kritis bila:

SPA i + L = SPA j atau SPA i + L = SPL j

d. Atau kegiatan tersebut mempunyai kelonggaran atau

tenggang waktu nol (0). rumus kelonggaran adalah K[ i,j ] = SPL j - L - SPA

i

32

Gambar 2.16 Contoh Kegiatan Kritis (Rani, 2016)

3. Lintasan Kritis

Lintasan kritis adalah lintasan yang terdiri dari kegiatan kritis, peristiwa

kritis dan dummy (jika ada). Lintasan kritis ini dimulai dari peristiwa awal

network diagram sampai dengan akhir network diagram berbentuk lintasan.

Mungkin saja terdapat lebih dari sebuah lintasan kritis dalam sebuah network

diagram.

Tujuan untuk mengetahui lintasan kritis adalah untuk mengetahui

dengan cepat kegiatan-kegiatan dan peristiwaperistiwa yang tingkat

kepekaaannya paling tinggi terhadap keterlambatan pelaksanaan, sehingga

setiap saat dapat ditentukan tingkat prioritas kebijaksanaan penyelenggaraan

proyek, yaitu terhadap kegiatan-kegiatan kritis dan hampir kritis.

Berdasarkan prosedur dan rumus untuk menghitung umur proyek dan

lintasan kritis, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Umur lintasan kritis sama dengan umur proyek.

2. Lintasan kritis adalah lintasan yang paling lama umur pelaksanaannya dari

semua lintasan yang ada.

33

Gambar 2.17 Contoh Lintasan kritis (Rani, 2016)

Pada network diagram di atas yang merupakan lintasan kritis adalah

peristiwa nomor 1 dengan kegiatan D, peristiwa nomor 3, peristiwa nomor

5, kegiatan C , peristiwa nomor 8. Dan di dalam network diagram dibedakan

dengan simbol panah dua rangkap.

2.15. Produktifitas

Istilah produtifitas mempunyai arti yang berbeda-beda untuk setiap

individu. Secara umum produktivitas diartikan sebagai hubungan antara hasil nyata

maupun fisik (barang-barang atau jasa) dengan masukan yang sebenarnya.

Misalnya saja, “produktifitas“ adalah ukuran efisiensi produktif. Suatu

perbandingan antara hasil keluaran (output) dan masukan (input) (Hutasoit, Sibi, &

Inkiriwang, 2017). Dengan demikian produktivitas dapat dirumus sebagai berikut :

𝑃 = 𝑂

𝐼 (2.28)

Dimana :

P = Produktifitas (m2/menit)

O = Output (m2)

I = Input (menit)

Ukuran Output (O) dapat dinyatakan antara lain dalam bentuk :

1. Jumlah satuan fisik produk / jasa

2. Nilai Rupiah Produk / jasa

34

Ukuran Input (I) dapat dinyatakan antara lain dalam bentuk :

1. Jumlah waktu

2. Jumlah tenaga kerja

3. Jumlah biaya tenaga kerja

4. Jumlah material

Untuk satuan dari Output (O) sebagai jumlah satuan fisik produk bisa

dinyatakan dalam m2, dan untuk satuan dari Input (I) sebagai jumlah waktu bisa

dinyatakan dalam menit, dengan demikian dari produktivitas (P) bisa dinyatakan

dalam bentuk m2 / menit.

Faktor yang mempengaruhi Produktifitas :

1. Kondisi Fisik Lapangan Dan Sarana Bantu

2. Iklim Musim dan Keadaan Cuaca

3. Keadaan Fisik Lapangan

4. Sarana Bantu

5. Komposisi Kelompok Kerja

6. Ukuran Besar Proyek

7. Pekerja Langsung Versus Sub Kontraktor

8. Kurva Pengalaman

9. Kepadatan Tenaga kerja

2.16. Rencana Anggaran Biaya (RAB)

Biaya adalah semua sumber daya yang harus dikorbankan untuk mencapai

tujuan spesifik atau untuk mendapatkan sesuatu sebagai gantinya. Biaya proyek

adalah biaya yang digunakan selama proyek itu berlangsung sampai proyek tersebut

selesai (Arbana & Pandia, 2007). Berdasarkan pengertiannya,biaya terdiri dari

biaya langsung (direct) dan biaya tidak langsung (indirect).

1. Biaya langsung (direct) adalah biaya yang terkait langsung dengan suatu proyek

sehingga dapat ditellusuri secara tepat. Contoh dari biaya langsung yaitu, gaji

karyawan proyek, pembelian barang proyek, dll.

35

2. Biaya tidak langsung (indirect) adalah biaya yang terkait dengan suatu proyek,

tetapi tidak dapat ditelusuri secara tepat. Contoh biaya tak langsung yaitu

tagihan listrik perusahaan, biaya sewa kantor untuk kegiatan perusahaan dan

berbagai proyek.

Gambar 2.18 Rencana Anggaran Biaya (Arbana & Pandia, 2007)

2.17. Commissioning

Commissioning merupakan langkah penting untuk memastikan bahwa

sistem telah beroperasi secara andal dan efisien. Tujuan Commissioning adalah

untuk memastikan bahwa peralatan tersebut memenuhi dengan pengaturan tertentu

dari kondisi yang dirancang (Azharuddin, Hidayati, & Pratama, 2017).

Commissioning pada sistem perpipaan terdiri dari tes pada equipment dan tes pada

sistem perpipaannya.

2.18. Kurva-S

S-Curve atau Kurva S adalah suatu grafik hubungan antara waktu

pelaksanaan proyek dengan nilai akumulasi progres pelaksanaan proyek mulai dari

awal hingga proyek selesai (Sugiarto, Hasyim, & Unas, 2017). Adapun fungsi

Kurva S adalah sebagai berikut:

1. Menentukan waktu penyelesaian proyek.

2. Menentukan waktu penyelesaian bagian proyek.

3. Menentukan besarnya biaya pelaksanaan proyek.

4. Menentukan waktu untuk mendatangkan material dan alat yang akan dipakai.

36


BAB 3

METODELOGI PENELITIAN

37

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Sumber Data Penelitian

1. Data Sekunder

Data sekunder yang diperoleh dari Perencanaan Laboratorium

Plumbing PPNS katalog material, harga tenaga kerja, dan harga

peminjaman alat.

2. Data Primer

Perencanaan Laboratorium Plumbing PPNS berupa Dimensi ruang dan

kondisi ruang.

3.2. Variabel Penelitian

Variabel yang diambil dalam penelitian yaitu perencanaan waktu, biaya dan

tenaga kerja yang dijelaskan sebagai berikut:

1. Variabel Waktu

Data yang dibutuhkan untuk variabel waktu adalah tahapan setiap

kegiatan.

2. Variabel biaya

Data-data yang diperlukan dalam variabel biaya antara lain :

1. Daftar harga bahan

2. Upah pekerja

3. Variabel Tenaga Kerja

38

3.3. Diagram Alir Pengerjaan

Mulai

Mengidentifikasi

dan Merumuskan

Masalah

Studi Lapangan Studi Literatur

Pengumpulan Data

Desain Penataan ruang

(Lay-out)

Desain fire sprinkler system

Tahap Identifikasi

Tahap Pengumpulan Data

Perhitungan

Headloss

Tekanan pada Sprinkler

Head Pompa

Daya Pompa

Penyusunan WBS

Produktifitas Pekerja

Penjadwalan

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Tahap Kesimpulan dan Saran

Tahap Pengolahan Data

PERT & CPM

Data Primer

Dimensi ruang

Kondisi Ruang

Data Sekunder

Catalog material & equipment

Code and standart design

Perhitungan Piping Work

Volume

Analisa Biaya

S-Curve

Desain sistem Pemanas

ruangan

Perhitungan

Daya Heater

39

Gambar 3.1 Diagram Alir

3.4. Langkah-langkah Penelitian

3.4.1. Tahap Identifikasi Masalah

Tahap identifikasi awal ditujukan untuk menetapkan tujuan dan

diadakan identifikasi mengenai permasalahan terhadap tugas akhir yang

akan dikerjakan. Adapun isi dari tahap ini antara lain sebagai berikut :

1. Identifikasi masalah dan penetapan tujuan.

Tahap Identifikasi Masalah merupakan Proses Pengamatan dan

Pemikiran sehingga dapat dilakukan penelitian. Pada tahap ini juga

dilakukan penetapan tujuan yang akan dicapai dalam penelitian ini. Pada

penelitian ini, diangkat permasalahan mengenai perencanaan desain fire

sprinkler system untuk pembangunan Laboratorium Plumbing PPNS.

2. Studi Lapangan dan Literatur.

Pada Tahap ini dilakukan pengamatan secara langsung dan tidak

langsung. Pengamatan secara langsung dilakukan untuk melihat kondisi

aktual lapangan yang akan dibangun. Pengamatan secara tidak langsung

dilakukan dengan melihat Isometri. Pengumpulan dasar teori yang

berhubungan sebagai acuan penelitian.

3.4.2. Tahap Pengumpulan Data

Pengumpulan data yang berkaitan dengan dengan permasalahan

yang akan dibahas. Data yang dikumpulkan berupa data primer dan data

sekunder.

Data Primer merupakan data yang diambil langsung berdasarkan

survey lapangan tepatnya berada di Lokasi perencanaan pembangunan

Laboratorium Plumbing PPNS. Data sekunder adalah data yang

dikumpulkan oleh orang yang melakukan penelitian sebagai data-data

pendukung dalam penelitian.

1. Data Primer

a. Dimensi atau pengukuran ruang

b. Kondisi ruang

40

2. Data Sekunder

a. Catalog dan spesifikasi untuk material dan equipment.

b. Code and Standart untuk desain.

c. Beberapa referensi yang dapat menunjang dalam proses penelitian.

3.4.3. Tahap Pengolahan Data

Tahap ini merupakan tindak lanjut dari tahap pengumpulan data,

hal-hal tersebut antara lain :

1. Desain penataan ruang (Lay-out) Laboratorium Plumbing untuk

menentukan penempatan bilik (kamar), serta pertimbangan jalan

(access) dan halangan kondisi sekitar ruang.

2. Desain fire sprinkler system dimulai dari pengerjaan PFD (Process Flow

Diagram), P&ID (Piping & Instrument Diagram), Routing Pipa dengan

Lay-out 2 dimensi, Routing Pipa 3 dimensi, Isometri hingga MTO

(Material Take Off) termasuk penentuan tanki penyimpanan air.

3. Perhitungan Headloss untuk memastikan kehilangan loses dalam pipa.

4. Tekanan pada sprinkler berdasarkan NFPA 13.

5. Perhitungan Head pompa.

6. Perhitungan Daya Pompa digunakan untuk menentukan jenis pompa

yang digunakan.

7. Desain sistem sistem ventilasi dan pengkondisian udara dimulai dari

pengerjaan PFD (Process Flow Diagram), P&ID (Piping & Instrument

Diagram), Routing Pipa dengan Lay-out 2 dimensi, Routing Pipa 3

dimensi, Isometri hingga MTO (Material Take Off)

8. Perhitungan daya heater

9. Membuat Work Breakdown Structure (WBS).

10. Menghitung work volume untuk mengetahui quantity material yang

akan digunakan untuk menentukan Dia-Inch, jumlah joint, surface,

weight.

11. Menganalisa Produktifitas pekerja.

41

12. Penjadwalan pekerjaan untuk mengetahui lama waktu proyek akan

selesai.

13. Analisa pengendalian proyek menggunakan metode PERT & CPM.

14. Melakukan Analisa biaya.

15. Membuat S-Curve.

3.4.4. Kesimpulan dan Saran

Pada tahap ini didapatkan kesimpulan berupa hasil dari management

project yang mulai dari desain, pembelian material, summary for erector,

serta durasi waktu pengerjaan proyek tersebut. Saran yang dimaksud dari

perencanaan ini adalah sebagai referensi perencanaan untuk proyek

selanjutnya yang memiliki keterkaitan object.

3.5. Jadwal Penelitian

a. Tempat

Tempat pelaksanaan penelitian dilakukan di kampus Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS).

b. Waktu

Waktu pengerjaan Tugas Akhir ini dilakukan secara bertahap.

tahap proses identifikasi awal permasalahan Tugas Akhir dilaksanakan

pada bulan Januari 2019. Untuk pengerjaan dan penyelesaian tugas

akhir di mulai pada bulan Januari 2019 diawali dengan pengajuan

proposal tugas akhir dan dilanjutkan hingga ± 5 bulan setelah pengajuan

propos

42

Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Penelitian

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1Mengidentifikasi dan

Merumuskan masalah6 2 2 2

2 Studi Lapangan dan Literatur 6 2 2 2

3 Pengumpulan data 6 2 2 2

4Penyusunan Proposal Tugas

Akhir8 2 2 2 2

5 Pengolahan data 40 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Desain Penataan Ruang (Lay-

Out)

Desain sistem pemanas

ruangan dan sistem sprinkler

Perhitungan (Headloss,

Tekanan pada Sprinkler,

Head Pompa, Daya Pompa,

Daya heater)

Penyusunan WBS

Perhitungan Piping Work

Volume

Produktifitas Pekerja

Penjadwalan

PERT & CPM

Analisa Biaya

S-Curve

6 Kesimpulan dan Saran 20 4 4 4 4 4

7Penyusunan Laporan Tugas

Akhir14 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

100 8 8 8 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 8 7 7 7 7 3 1 1 1 1 1

8 16 24 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 56 64 71 78 85 92 95 96 97 98 99 100

Jumlah Kumulatif

Progress Tugas Akhir

Waktu Pengerjaan

No. KegiatanBobot

(%)Jan'19 Feb'19 Mar'19 Apr'19 Mei'19 Jun'19 Jul'19

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

43

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Data yang diperlukan dalam pengerjaan ini didapat dari observasi langsung

ke lapangan untuk mendapatkan dimensi ruangan Laboratorium yang akan di

dibangun sistem perpipaannya. Dalam observasi ini didapatkan dimensi ruangan

dengan Panjang 27250 mm dan Lebar 5250 mm.

Gambar 4.1 Dimensi Laboratorium Plumbing

4.2 Layout Laboratorium Plumbing

Dalam sub-bab ini ditampilkan tentang layout ruangan dengan fixture yang

mengacu pada international plumbing code, national plumbing code standard.

Gambar 4.2 Layout Basement

44

Gambar 4.3 Layout 1st floor

Gambar 4.4 Layout 2nd floor

Gambar 4.5 Layout 3rd floor

45

4.3 3D dan Isometri Sistem Pemanas Ruangan dan Sistem Sprinkler

Hasil routing dari pekerjaan desain pada layout kemudian dapat ditentukan

isometri nya serta MTO ( material take off) dari tiap line number (Terlampir).

Gambar 4.6 3D Heating Room and Sprinkler System

4.4 Perhitungan Material

Dari hasil desain dan MTO tersebut dapat diketahui kebutuhan material.

Berikut kebutuhan material untuk sprinkler system dapat dilihat pada Tabel 4.1

46

Tabel 4.1 Kebutuhan Material

No. System Description

Size (Inch) Thk (mm) /

Sch Pressure

Class End Standard Material Qty Unit

No.1 No.2 No.1 No.2

1 Sistem Sprinkler PIPE 1/2 SCH-

10 PE

ASME

B36.10M

ASTM A53 GR B

SMLS 6 m

2 Sistem Sprinkler PIPE 1 SCH-

10 PE

ASME

B36.10M

ASTM A53 GR B

SMLS 54 m

3 Sistem Sprinkler PIPE 1

1/2

SCH-

10 PE

ASME

B36.10M

ASTM A53 GR B

SMLS 18 m

4 Sistem Sprinkler ELBOW 90 1 3000 LB SW ASME B16.11 ASTM A234 WPB 38 Pcs

5 Sistem Sprinkler ELBOW 90 1

1/2 3000 LB SW ASME B16.11 ASTM A234 WPB 11 Pcs

6 Sistem Sprinkler CON RED 1

1/2 1 3000 LB SW ASME B16.11 A105 2 Pcs

7 Sistem Sprinkler EQUAL TEE 1 3000 LB SW ASME B16.11 ASTM A234 WPB 10 Pcs

8 Sistem Sprinkler EQUAL TEE 1

1/2 3000 LB SW ASME B16.11 ASTM A234 WPB 4 Pcs

9 Sistem Sprinkler RED TEE 1

1/2 1 3000 LB SW ASME B16.11 ASTM A234 WPB 2 Pcs

47

10 Sistem Sprinkler RED TEE 1

1/2 1/2 3000 LB SW ASME B16.11 ASTM A234 WPB 2 Pcs

11 Sistem Sprinkler CAP 1

1/2 3000 LB SW ASME B16.11 A105 3 Pcs

12 Sistem Sprinkler CAP 1/2 3000 LB SW ASME B16.11 A105 2 Pcs

13 Sistem Sprinkler BALL VALVE 1

1/2 150 LB SW ASME B16.5

BB,OS&Y, TRIM

1, A216

WCB/A105,

MANUAL

3 Pcs

14 Sistem Sprinkler CHECK VALVE 1

1/2 800 LB SW

ASME B16.10

/ ASME

B16.34 /

ASME B16.5

BB, OS&Y, TRIM

5, A105, PISTON 4 Pcs

15 Sistem Sprinkler GATE VALVE 1

1/2 800 LB SW

ASME B16.10

/ ASME

B16.34 /

ASME B16.5

BB, OS&Y, TRIM


16 Sistem Sprinkler GATE VALVE 1/2 800 LB SW

ASME B16.10

/ ASME

B16.34 /

ASME B16.5

BB, OS&Y, TRIM


17 Sistem Pemanas

Ruangan PIPE 3/4 PN-20 PE PP-R 14 Pcs

18 Sistem Pemanas

Ruangan PIPE 1 PN-20 PE PP-R 2 Pcs

19 Sistem Pemanas

Ruangan PIPE 2 PN-20 PE PP-R 1 Pcs

48

20 Sistem Pemanas

Ruangan ELBOW 90 3/4 SW PP-R 37 Pcs

21 Sistem Pemanas

Ruangan ELBOW 90 1 SW PP-R 11 Pcs

22 Sistem Pemanas

Ruangan CON RED 1 3/4 SW PP-R 4 Pcs

23 Sistem Pemanas

Ruangan EQUAL TEE 1 SW PP-R 2 Pcs

24 Sistem Pemanas

Ruangan RED TEE 1 1/2 SW PP-R 2 Pcs

25 Sistem Pemanas

Ruangan COUPLER 2 SW PP-R 3 Pcs

26 Sistem Pemanas

Ruangan FLANGE 2 SW PP-R 3 Pcs

27 Sistem Pemanas

Ruangan

STRAIGHT WAY

VALVE 3/4 SW PP-R 4 Pcs

28 Sistem Pemanas

Ruangan

STRAIGHT WAY

VALVE 1 SW PP-R 4 Pcs

29 Sistem Pemanas

Ruangan

STRAIGHT WAY

VALVE 2 SW PP-R 3 Pcs

30 Sistem Sprinkler CENTRIFUGAL

PUMP 2 Pcs

31 Sistem Sprinkler SPRINKLER 1/2 12 Pcs

32 Sistem Sprinkler HEATER 2 Pcs

33 Sistem Pemanas

Ruangan RADIATOR 2 Pcs

49

4.5 Perhitungan Head Pompa

4.5.1. Perhitungan Head Pompa (Manual)

Tabel 4.2 Nilai Operasi Sistem Sprinkler

Q 0,0023 m3/s 8,20 m3/jam

𝜌 1000 kg/m3

𝜇 0,001002 kg/ms g 9,81 m/s2

P1 1 atm 100000 Pa

V1 2 m/s

Z1 -1909 mm -1,909 m

P2 25 psi 172369 Pa

V2 4,50 m/s

Z2 4490 mm 4,49 m

Dalam merencanakan head total pompa, maka perlu diasumsikan

bahwa pompa harus mampu menyuplai kebutuhan air hingga jarak terjauh.

Untuk mendapatkan head total pompa maka dilakukan perhitungan sebagai

berikut:

• Perhitungan Bilangan Reynolds

𝑅𝑒 =𝜌𝑉𝐷

𝜇

=1000 𝑥 2 𝑥 0,04

0,001002

= 7,9 𝑥 104

Karena nilai Re > 4000 aliran didalam pipa termasuk aliran turbulen.

𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑝𝑖𝑝𝑒 𝑟𝑜𝑢𝑔ℎ𝑛𝑒𝑠𝑠 = ℰ

𝐷

= 0,046

38,1

= 0,00121

50

Dari nilai Re dan e/D didapatkan nilai f dengan membaca moody Diagram

sebesar 0,0022.

• Perhitungan headloss mayor

ℎL = 𝑓𝐿

𝐷

𝑉2

2𝑔

= 0,0022 𝑥 10,74

0,04

22

2 𝑥 9,81

= 1,267 𝑚

• Perhitungan headloss minor

Tabel 4.3 Nilai k

Fitting size

(inch)

K

value

Elbow Standard Bend 1,5 0,63

Through Tee 1,5 0,42

Branch Tee 1,5 1,26

Gate Valve 1,5 0,15

Check Valve 1,5 2,6

Ball Valve 1,5 1,26

Elbow Standard Bend 1 0,69

Through Tee 1 0,46

ℎ = 𝐾𝑉2

2𝑔

= 0,63 𝑥 22

2 𝑥 9,81

= 0,128 𝑚

• Head Ketinggian

𝐻𝑒𝑎𝑑 𝐾𝑒𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖𝑎𝑛 = 𝑍2 − 𝑍1

= 4490 − (−1909 )

= 6,4 𝑚

51

• Head Tekanan

ℎ𝑃 =𝑃2 − 𝑃1

𝜌𝑔

= 172369 − 10000

1000 𝑥 9,81

= 7,38 𝑚

• Head kecepatan

ℎ𝐾 =𝑉22 − 𝑉12

2𝑔

= 4,52 − 22

2 𝑥 9,81

= 0,83 𝑚

• Head loss total

𝐻 = (ℎ𝐿 + ℎ𝑓)

= 15,61 m

• Head Pompa

𝐻 = (ℎ𝐿 + ℎ𝑓) + 𝑍 + ℎ𝑃 + ℎ𝐾

= 15,61 + 6,4 + 7,38 + 0,83

= 30,21 𝑚

52

• Daya Pompa

𝑃 = 𝜌𝑔𝑄𝐻

= 1000 𝑥 9,81 𝑥 0,0023 𝑥 30,21

= 675,52 𝑊

= 0,675 𝐾𝑊

Tabel 4.4 Perhitungan Headloss manual (1)

D A v

1,5 inch 38,1 mm 0,04 m 0,00114 m2 7200,00 m/jam 2,00 m/s

38,1 mm 0,04 m 0,00114 m2 7200,00 m/jam 2,00 m/s

38,1 mm 0,04 m 0,00114 m2 7200,00 m/jam 2,00 m/s

38,1 mm 0,04 m 0,00114 m2 7200,00 m/jam 2,00 m/s

38,1 mm 0,04 m 0,00114 m2 7200,00 m/jam 2,00 m/s

38,1 mm 0,04 m 0,00114 m2 7200,00 m/jam 2,00 m/s

1 inch 25,4 mm 0,03 m 0,00051 m2 16200,00 m/jam 4,50 m/s

1 inch 25,4 mm 0,03 m 0,00051 m3 16200,00 m/jam 4,50 m/s


Re Aliran e/D f (moody

diagram) L

76047,9 Turbulen 0,00121 0,022 10735 mm 10,74 m

76047,9 Turbulen 0,00121 0,022 10735 mm 10,74 m

76047,9 Turbulen 0,00121 0,022 10735 mm 10,74 m

76047,9 Turbulen 0,00121 0,022 10735 mm 10,74 m

76047,9 Turbulen 0,00121 0,022 10735 mm 10,74 m

76047,9 Turbulen 0,00121 0,022 10735 mm 10,74 m

114071,9 Turbulen 0,00181 0,026 13303 mm 13,3 m

114071,9 Turbulen 0,00181 0,026 13303 mm 13,3 m


K

value hl major hl minor

Qty

fitting

total hl

minor hl total

0,63 1,263749 0,12844 8 1,027523 1,392189 m

0,42 1,263749 0,085627 2 0,171254 1,349376 m

1,26 1,263749 0,256881 3 0,770642 1,520629 m

0,15 1,263749 0,030581 1 0,030581 1,29433 m

2,6 1,263749 0,530071 2 1,060143 1,79382 m

1,26 1,263749 0,256881 2 0,513761 1,520629 m

0,69 2,776197 0,712156 8 5,697248 3,488353 m

0,46 2,776197 0,474771 4 1,899083 3,250967 m 15,61029 m

53

Tabel 4.7 Perhitungan Head Pompa

Head Tekanan 7,38 m

Head Kecepatan 0,83 m

Head Ketinggian 6,40 m

Headloss 15,61 m

Head Pompa 30,21 m

Daya Pompa hidrolik

(Ph) 675,52 W 0,676 KW

4.5.2. Perhitungan Head Pompa (Software Pipe Flow Expert)

Untuk menghitung head pompa menggunakan software pipe flow

expert dilakukan pemodelan isometric dengan memilih jalur pipa

terpanjang pada system tersebut . Berikut merupakan pemodelan jalur

terpanjang pada sprinkler system tersebut :

Gambar 4.7 Pemodelan menggunakan Software Pipe Flow Expert

Untuk hasil running dari Pemodelan Sistem Sprinkler pada software

Pipe Flow Expert tersebut terdapat pada lampiran.

54

Tabel 4.8 Nilai Head Pompa

No Deskripsi Nominal Satuan

1 Pump Head (Manual Calculation) 30,21 m

2 Pump Head (Software Calculation) 28,377 m

%Error 6,08 %

4.6 Perhitungan Sistem Pemanas Ruangan

Perhitungan koefisien konduksi panas pada layer dapat dilihat pada

persamaan berikut :

Ku = 1

(δm − Dp)

λm

= 1

(0,1 −0,025 )

273

= 3640 𝑊/𝑚2𝐾

Kl = 𝜆1

𝐷𝑝

=15,1

0,02

= 755 𝑊/𝑚2𝐾

Setelah menghitung koefisien konduktifitas pada radiator, maka untuk heat

flux dapat dilihat dalam perhitungan berikut :

q = 𝐾𝑢 𝐾𝑙 ( 𝑡𝑤 – 𝑡𝑠 )

𝐾𝑢 + 𝐾1

= 3640 .755 . (35−20)

3640+755

= 9379,522 𝑊/𝑚2

Lalu dari perhitungan heat flux dapat dihitung temperatur antara pipa dengan

radiator pemanas ruangan :

55

tb = tw – 𝑞

𝐾1

= 35 − 9379,522

755

= 22,576 𝐶𝑜

Perhitungan perpindahan panas konveksi natural dapat dilihat dalam

perhitungan berikut :

H = 4𝑎𝑏

2(𝑎+𝑏)

= 4 . 2,942 . 1,4

2(2,942+1,4)

= 1,89 m

hc = 2,175

𝐻0,076(𝑡𝑠 − 𝑡𝑎)

0,308

= 2,175

1,890,076(26 − 20)0,308

= 3,59 𝑊/𝑚2𝐾

Perhitungan Kebutuhan panas untuk heater dapat dilihat sebagai berikut :

𝑄 = ℎ𝑐 . 𝐴 . (𝑇𝑤 − 𝑇𝑎)

= 3,59 . (2,942 . 1,4) . (35 − 20)

= 221,79 𝐽

Jadi, untuk memindahkan panas dari air panas dalam pipa 35 oC ke ruangan 20

oC dibutuhkan usaha sebesar 221,79 J

4.7 Work Breakdown Structure (WBS)

Penentuan WBS digunakan software Microsoft Project yang dapat dilihat

sebagai berikut :

56

Tabel 4.10 Penentuan WBS

Task Name Predecessors WBS

Pengadaan 1

Check List Material 1.1

Pemesanan Material 2 1.2

Pengiriman Material 2 1.3

Construction 2

Site survei preparation 2 2.1

Install Pompa 2.2

Centrifugal Pump 1 4 2.2.1

Centrifugal Pump 2 4 2.2.2

Install Heat

PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN SISTEM …repository.ppns.ac.id/2325/1/0815040049 -...

Documents

Transcript of PERANCANGAN SISTEM PEMANAS RUANGAN DAN SISTEM …repository.ppns.ac.id/2325/1/0815040049 -...