PERANCANGAN FOAM WATER SPRINKLER DI GUDANG PERSONAL WASH PT. UNILEVER INDONESIA TBK Oleh : Wisda Mulyasari (6507 040 018)
BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG Undang no 1 tahun 1970, pasal 3 ayat (1) huruf b 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 MASALAH 1. Bagaimana menentukan jumlah sprinkler 2. Bagaimana penempatan sistem sprinkler 3. Bagaimana menentukan jumlah volume foam solution yang dibutuhkan untuk 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
TUJUAN 1. Untuk menentukan jumlah sprinkler yang sesuai dengan karakteristik gudang 2. Untuk menentukan penempatan sistem sprinkler pada gudang 3. 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 gudang
MANFAAT Bagi Mahasiswa Menambah wawasan baru mengenai perancangan foam water sprinkler dan detektor Bagi 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 3. 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 digunakan sebagai pertimbangan untuk merancang sistem it pemadam di gudang PW
RUANG 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 seperti pengelasan dan penyambungan pipa. 3. Tidak membahas mengenai spesifikasi sistem instalasi listrik yang berhubungan dengan instalasi detektor dan sprinkler 4. Tidak membahas sistem perpompaan secara mendalam 5. Tidak membahas pemeliharaan 6. Tidak membahas perencanaan biaya
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Teori Api Segitiga Api Fire Tetrahedron
KLASIFIKASI KEBAKARAN Klasifikasi/pengelompokkan kebakaran menurut peraturan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi Nomor 04/MEN/1980 Bab I Pasal 2, ayat 1 Kebakaran Klas A Kebakaran yang menyangkut benda-benda padat kecuali logam, pemadam foam (busa) dan air. Kebakaran 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 Klas C Kebakaran instalasi listrik bertegangan seperti : breaker listrik, peralatan yang menggunakan listrik, kontrol panel. Pemadam : Carbondioxyda (CO 2 ), tepung kering (dry chemical). Dalam pemadaman ini dilarang menggunakan media air. Kebakaran Klas D Kebakaran pada benda-benda logam padat. Pemadam pasir halus dan kering, dry powder khusus
PRINSIP PEMADAMAN API Starvation Cooling Smoothering Break Chain Reaction Dilution
BAB III METODE PENELITIAN
BAB IV PENGOLAHAN DATA Gambaran Umum Gudang Personal Wash Gudang Personal Wash memiliki luas 1152 m 2, 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 kebakaran kelas A dan B, bisa dipadamkan menggunakan air maupun foam. Sehingga media pemadam yang dipiulih adalah (foam). Berdasarkan NFPA 16 ekspansi yang 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 NFPA 13 Lokasi alternative sprinkler yang dipasang pada rak adalah di atas barang-barang A dan C untuk ketinggian rak 7.77 m dengan barang kelas katagori III. Sehingga jumlah sprinkler yang dibutuhkan adalah 68 buah (lampiran 2.) Jarak maksimal yang diijinkan antara sprinkler untuk kebakaran berat adalah 3.7 m dan untuk menghindari adanya space kosong dari pancaran sprinkler, sprinkler disain overlap dengan jarak sprinkler ke dinding ½ S. Sehingga sprinkler yg dibutuhkan adalah 162 sprinkler. (Lampiran 4 dan 10) di Tanda X adalah letak penempatan sprinklr
Penempatan Detektor Rak Tanda adalah letak penempatan detektor SNI 03-3985-1995 Penyimpanan barang rak tinggi, i detektor perlu dipasangkan pada langit-langit l di atas setiap jalan/gang dan pada tingkat pertengahan pada rak. Sehingga detektor yang diperlukan adalah 80 buah
Detektor Langit-Langit Tanda adalah letak Tanda adalah letak penempatan detektor rak penempatan langit-langit detektor SNI 03-3985-1995 Setiap kelompok k atau zona detektor harus dibatasi maksimum 20 buah detektor nyala api yang dapat dilindungi ruangan dengan luas maksimum 1000 m 2, artinya setiap 50 m 2 terdapat 1 detektor nyala api dengan jarak antar detektor minimum 7.07 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 m 3 /min 0.666 L/s. Jumlah total sprinkler yang dibutuhkan adalah 306 buah sehingga debit dan kebutuhan volume air adalah sbb : Kebutuhan volume air Q = Q tiap sprinkler x jumlah Q total V sprinkler = 40 L/menit x 306 = 12240 L/menit = Q x T = 12240 L/menit x 60 menit = 734400 L Discharge duration untuk kebakaran berat
Kebutuhan Foam Concentrate Kebutuhan air Foam Concentrate Q = application i rate x A =4.1L/m 2.menit x 186 m 2 = 762.6 L/menit V fc = Q fc x discharge duration x % foam concentrate = 762.66 x 60 menit x 0.0303 = 1438.66 L Sehingga volume foam concentrate yang dibutuhkan adalah 1438.66 L = = X = x = 46516.67 L Sehingga air yang dibutuhkan untuk foam concentrate yaitu 46516.67 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 m 2 NFPA 11 Low-expansion foam adalah pancaran yang memiliki ekspansi hingga 20 L/ m 2.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 8.625 in. 7.98 in. 4.5 in. 4.5 in. 4.026 in (OD) Diameter Dalam 7.98 in. 6.065 in. 4.026 in. 4.026 in. 1.660 in (ID) Diameter dalam (ID) = OD (2x thickness) Jarak Gantungan - - 15 ft 15 ft 15 ft Perhitungan Head Losses Diketahui Debit fluida total : 12240 L/menit 0.204 m 3 /s Debit tiap sprinkler : 40 L/menit 0.00067 m 3 /s Massa jenis air ( ) : 997.08 kg/m 3 (lampiran 16) Percepatan gravitasi : 9.8 m/s 2 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 dalam tabel di bawah ini : Nama Pipa Sprinkler yang Debit Fluida dilalui (buah) (m3/s) D5 306 12240 D6 304 12160 D7 302 12080 D8 300 12000 D9 298 11920 D10 296 11840 D11 294 11760 D12 292 11680 D13 290 11600 D14 288 11520 D15 272 10880 D16 256 10240 D17 220 8800 D18 204 8160 D19 188 7520 D20 152 6080 D21 136 5440 D22 120 4800 D23 84 3360 D24 68 2720 P9 36 1440 P8 32 1280 P7 28 1120 Nama Pipa Sprinkler yang Debit Fluida dilalui (buah) (m3/s) P6 24 960 P5 20 800 P4 16 640 T1 16 640 P3 12 480 P2 8 320 T2 8 320 R8 8 320 R7 7 280 R6 6 240 R5 5 200 R4 4 160 P1 4 160 R3 3 120 R2 2 80 C2 2 80 C1 1 40 R1 1 40 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 masih sesuai dengan kontrol sehingga perencanaan
Perhitungan Head Losses Pada 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 (m 3 /s) A (m 2 ) V (m/s) Ceiling sprinkler P1 4 160 0,002666667002666667 0,008008 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 0,021333333021333333 0,008008 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 sprinkler P1 997,08 0,00088700088 0,33333333 0,102 38219,526112611 P2 997,08 0,000887 0,66666666 0,102 76439,05222 P3 997,08 0,000887 1 0,102 114658,5795 P4 997,08 0,000887 1,33333333 0,102 152878,1056 P5 997,08 0,000887 1,66666667 0,102 191097,6329 P6 997,08 0,000887 2 0,102 229317,159 P7 997,08 0,000887 2,33333333 0,102 267536,6851 P8 997,08 0,000887 2,66666667 0,102 305756,2123 P9 997,08 0,000887 3 0,102 343975,7384 Sprinkler in rack T1 997,08 0,000887000887 1,33333333 0,102 152878,10561056 T2 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 : DengaRe = 3,8 x 10 4 dan = 0.00040004 maka dai Moody Diagram didapatkan nilai f = 0,023023 Karena Re tiap pipa berbeda-beda, nilai faktor gesekan pipa pun berbeda-beda pula. Faktor gesekan pipa tersebut dirangkum dalam tabel berikut: Nama Pipa Re f Ceiling sprinkler P1 3,8 x 10 4 0,0004 0,023 P2 7,6 x 10 4 0,0004 0,021 P3 1,1 x 10 5 0,0004 0,019 P4 1,5 x 10 5 0,0004 0.0188 P5 1,9 x 10 5 0,0004 0,0182 P6 2,2 x 10 5 0,0004 0,018 P7 2,6 x 10 5 0,0004 0,0179 P8 3 x 10 5 0,0004 0,0178 P9 3,4 x 10 5 0,0004 0,0175 Sprinkler in rack T1 1,5 x 10 5 0,0004 0.0188 T2 7,6 x 10 4 0,0004 0,021
e. Kehilangan Tekanan pada pipa P1 Major Losses (Hf) L ID V : 2,616 m= 0.0133m. : 4 0.102 m : 0.3334 m/s f : 0.023 g :9.8m/s 2 Nilai Hf dirangkum dalam tabel berikut Maka, H f = f = 0.023 x = 0.0133 m Nama Pipa Jumlah pipa f L (m) D (m) V (m/s) g H f H f total P1 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 0,04885154 P3 4 0,019 2,616 0,102 1 9,8 0,02486194 0,09944778 P4 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 0,01790179 2,616 0,102 2,3333 98 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 0,50640756 T1 9 0,0188 6,469 0,102 1,3333 9,8 0,10814743 0,97332693 T2 9 0,021 9,879 0,102 0,6667 9,8 0,04612044 0,41508404 Total Major losses 4,0455076
Minor Losses Elbow 90 0 pada pipa T1 ke R8 Diketahui : V : 1,3333 m/s K :elbow 90 0 pipa 4 : 0.51 ( lampiran) g : 9.8 m/s 2 maka, H l =K Ada 18 belokan dan dirangkum dalam tabel berikut = 0.51 x = 0,043043 m Nama pipa T1-R8 T2-R8 Jumla h elbow V (m/s) K g H l 90 0 H l total 1,333 0,04625619 0,41630571 0,51 9,8 9 3 1 5 0,666 0,0115657801156578 0,10409204 0,51 9,8 9 7 2 1 Total minor losses Elbow 90 0 0,52039775 6
Fetting tee thru branch pada pipa P1 ke P2 Diketahui : V : 0.6667 m/s K : Fitting tee thru branch pada pipa 4 : 1.02 ( lampiran) g : 9.8 m/s 2 maka, H l = K = 1.02 x = 0,0231 m Ada 32 buah fitting tee thru branch dan dirangkum dalam tabel berikut Nama Jumlah pipaa pipa V (m/s) K g tee thru flow Hl total 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 P3-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 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 Total minor losses fitting tee thru branch 6,568726 Dikarenakan aliran menyebar ke kanan dan ke kiri, minor losses fitting tee thru branch dihitung dua kali sehingga, H l(fitting tee thru branch) = 6.568726 x 2 = 13,13741374 m
BAB V KESIMPULAN 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 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 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 panel
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 pada Bangunan Gedung. SNI 03-3989-2000 3989 2000, Tata cara perencanaan dan pemasangan sistem springkler otomatik untuk pencegahan bahaya kebakaran pada bangunan gedung