BAB III BAHASAN UTAMA 3.1. Diagram Alir Perancangan Tata Udara Gambar 3. 1. Diagram alir prancangan [3] 3.2. Perancangan Tata Udara Dalam merancang suatu sistem tata udara, seorang perancang harus mampu memberikan rekomendasi beberapa system yang sesuai dengan tujuan proyek, 23
serta dapat memberikan performa seperti yang diharapkan. Untuk mendapatkan hasil seperti yang diharapkan perancang hendaknya bersama sama dengan pemilik project melakukan komunikasi guna mendapatkan hasil rancangan sesuai yang diharapkan. Beberapa langkah yang dilakukan saat perancangan pada PT. Seltech Utama akan diuraikan sebagai berikut : 3.2.1. Analisa Kondisi Gedung Analisa ini dilakukan dengan melihat fungsi gedung yang dikerjakan, beberapa hal terkait kondisi gedung dan harus diperhatikan dalam perancangan diantaranya: 1. Fungsi ruang gedung Seperti dijelaskan sebelumnya, tujuan dari penggunaan air conditioning adalah untuk membuat nyaman penghuni dalam suatu ruangan (dalam gedung). Maka fungsi gedung perlu diperhatikan, karena akan sangat berkaitan dengan tingkat kenyamanan penghuninya. Funsi gedung ini mencakup kegiatann utama yang dilakukan dalam ruang gedung, waktu kegiatan puncak, serta kondisi berpakaian penghuni. Dengan menganalisa hal tersebut maka beban panas dari penghuni akan dapat dihitung 2. Kondisi termal gedung. Kondisi termal gedung meliputi temperatur udara dalam gedung, flow rate udara, kelembaban udara relative serta tuntutan ketelitian temperatur yang diharapkan dalam gedung. 3. Data teknis gedung Perlu diperhatikan data teknis suatu gedung, karena data ini akan bertanggung jawab terhadap beban panas yang masuk dari luar gedung, hal yang perlu diperhatikan adalah data fisik gedung, misalnya dinding gedung, infiltrasi yang masuk dalam ruangan yang dikondisikan, banyaknya jendela kaca yang digunakan. Selain data fisik karakter thermal dari dinding dan insulasi bangunan juga harus diperhatikan. 24
4. Data cuaca dan iklim lingkungan Terdiri dari data cuaca tahunan yang digunakan sebagai acuan perancangan, data yang digunakan adalah cuaca pada bulan terpanas dalam satu tahun, sehingga sistem dapat mengatasi beban pendinginan pada cuaca terpanas tersebut. kemudia perlu juga dijadikan pertimbangan desain adalah data temperature udara serta kelembaban udara di lokasi, karena hal ini akan berkaitan dengan efisiensi chiller. Setelah dilakukan pengumpulan data maka dengan acuan data gedung perancang akan dapat menghitung beban kalor total pada gedung tersebut yang kemudian dapat digunakan untuk pertimbangan desain selanjutnya. Berikut merupakan gambaran beban pendinginan dalam gedung. Gambar 3. 2. Gambaran kondisi gedung dan beban panasnya [3] 3.2.2. Analisa Beban Pendinginan Beban pendinginan merupakan beasarnya panas yang harus dipindahkan dari ruangan yang dikondisikan. Berdasarkan analisa yang dilakukan pada gedung, maka dapat dilakukan perhitungan terhadap beban pendinginan pada ruang gedung. Ada 3 metode utama yang dapat dilakukan untuk menghitung beban pendinginan gedung. ketiga metode ini memiliki dua langkah yang sama yaitu, 25
langkah pertama dilakukan perhitungan pertambahan panas ( heat gain), barulah dari pertambahan panas tersebut dapat di konversi menjadi beban pendinginan. Ketiga metode tersebut adalah metode Transfer Function Method (TFM), Cooling Load Temperature Defference (CLTD) dan Total Equivalent Temperature Difference with Time Average (TETD/TA). Perbedaan dari ketiga metoda ini dapat digambarkan dalam bagan berikut: Gambar 3. 3. Perbedaan besarnya penambahan kalor sesaat dan beban pendinginan sesaat [3] Seperti terlihat pada bagan, TFM berfokus pada fungsi panas konduksi dan pertambahan panas akibat aktivitas penghuni dan beban internal ruangan. TETD/TA lebih melihat pada perbedaan temperatur rata rata ruangan yg dikondisikan dan pengaruhnya terhadap fungsi waktu. CLTD menggunakan perbedaan yang diakibatkan temperatur antara selubung ruang dengan ruang yang dikondisikan,perhitungan ini mencakup beban internal ruangan. Kenyataannya yang terjadi pada perusahaan kontraktor. Perhitungan tersebut hanya dijadikan acuan awal untuk menentukan beban pendinginan persatuan luas. Jadi untuk pada gedung yang terlalu luas maka diambil satu ruangan sebagai 26
standarisasi persatuan luas. Kemudian nilai tersebut dipakai untuk perhitungan seluruh gedung. Beban dibedakan menjadi 2 kelompok, beban ringan untuk area dengan beban internal kecil misalnya office, perpustakaan, sementara untuk beban berat digunakan pada area dapur, kantin, auditorium, dan ruangan lain yang memiliki lonjakan populasi cukup signifikan pada waktu tertentu. Tabel 3. 1. Beban Pendingina Persatuan luas [5] Kelompok Beban Beban Pendinginan (BTU/h) Ringan 600 Berat 750 3.2.3. Analisa Psikometri Setelah dilakukan pengumpulan data teknis lingkungan dan kondisi gedung lalu dilakukan analisa psikometri udara dalam gedung serta lingkungan selain untuk menentukan kondisi sistem indoor, analisa ini juga digunakan untuk mengetahui posisi atau keadaan udara gedung. Setelah diketahui posisi posisi udara dalam chart lalu dilakukan analisa target yang ingin dicapai sistim AC, sesuai dengan comfort zone yang dikehandaki. Analisa ini sangat penting dilakukan agar perhitungan lebih presisi, sehingga tidak akan terjadi over design (desain yang berlebih) atau malah desain kurang besar. Over design tentunya juga akan mengurangi kenyamanan ruangan, karena ruangan akan menjadi terlampau dingin yang mempengaruhi aktifitas penghuni, sementara kurangnya kapasitas pendinginan mengakibatkan ruangan terlampau panas, yang berarti tujuan dari pemasangan sistem tidak tercapai. 27
Gambar 3. 4. Kurva Psychrometric untuk pengkondisian udara ruangan [3] 3.2.4. Pemilihan Sistem & Equipment Pemilihan sistem dilakukan berdasar pada analisa psikometri dan beban pendinginan. Perancang sebaiknya memberikan beberapa pilihan sistem yang dapat digunakan dalam gedung. Apakah akan menggunakan sistem sentral Chiller, sentral split (Split Duct) atau pun split sistem. Pada sistem cental chiller ada beberapa sistem yang harus dipersiapkan oleh perancang untuk ditawarkan pada pemilik proyek. Sistem yang dimaksud adalah sistim pendingin dalam ruangan (FCU/AHU), dan sistem chillernya sendiri, apakah itu menggunakan sistem Water Cooled atau Air Cooled. Sistem ini akan bergantung pada kondisi gedung, ruang chiller yang dimiliki, serta preferensi pemilik. 1. Sistem Pendingin dalam Ruangan Beberapa sistem yang dapat ditawarkan untuk unit FCU diantaranya dengan Ducted FCU, dimana satu FCU akan melayani satu atau beberapa ruangan sekaligus. Hal ini tentu akan menguntungkan dalam hal perawatan karena semakin sedikit unit yang harus dirawat maka biaya perawatan juga akan berkurang. Pada sistem ini udara dingin didistribusikan kedalam ruangan melalui sistem ducting dengan outlet Diffuser dan Grille. Sistem ducted FCU akan sangat cocok digunakan pada koridor, ruangan dengan diding partisi, serta 28
Gambar 3. 5 Skema Sistem Chiller dengan ceiling type fan coil unit [5] 29
pada ruangan yang cukup luas. Penggunaan sistem ini pada ruangan yang luas memungkinkan didapatkan temperatur yang merata pada semua ruangan, karena udara dingin didistribusikan langsung ka seluruh area secara merata menggunakan ducting. Selain sistim tersebut diatas, dapat juga digunakan FCU jenis Ceiling Type, dimana FCU berada pada ceiling ruangan. Ada dua jenis Fcu tipe Ceiling yaitu under ceiling dan Cassette Type. Kedua tipe ini memiliki kapasitas pendinginan yang kecil, cocok untuk ruangan yang kecil sehingga kontrol pendinginan dapat dilakukan independen untuk tiap ruangan. Akan sangat merepotkan ketika menggunakan Ducted FCU untuk ruangan kecil yang tersekat sekat, karena kontrol temperatur tidak dapat dilakukan independen untuk tiap ruangan. Sistem dengan AHU juga dapat dijadikan pilihan, dengan kapasitas pendingin dan tekanan statis yang besar dan kualitas filterisasi yang lebih baik dari FCU sistem ini akan sangat baik digunakan pada ruang yang membutuhkan tekanan kerja tinggi, pada ruangan yang sangat luas, serta dapat digunakan pada ruang steril. Sistem AHU banyak digunakan pada laboratorium, ruang penyimpanan produk, ruang operasi rumah sakit, dan lainnya. Dengan tekanan statis dan filterisasi yang baik maka AHU akan menyuplai udara yang bersih, serta dapat mencegah udara luar masuk melalui infiltrasi. 2. Sistim Instalasi Chiller Pemilihan jenis chiller akan mempengaruhi sistem instalasinya. Ada dua sistem yang digunakan pada chiller sesuai dengan jenis pendingin chiller yaitu Water Cooled dan Air Cooled. Secara umum sistem chiller disebut Chilling system, jadi pada air dingin yang dihasilkan oleh Chiller didstribusikan ke pemakaian melaui sistem pipa dengan bantuan pompa. 30
Gambar 3. 6. Skema sistem Chiller dengan pendingin udara [5] Gambar 3. 7. Skema sistem Chiller dengan pendingin air [5] Pada chilling system dengan sistem open loop air pendingin di tampung terlebih dahulu dalam bak penampungan baru kemudian disirkulasikan dengan pompa sirkulasi. Kelebihan sistem ini adalah, pendinginan yang konstan sehingga chiller akan bekerja lebih ringan. Sementara pada sistem close loop air yang dihasilkan chiller langsung didistribusikan ke pemakaian dan dikembalikan ke chiller menggunakan satu instalasi pemipaan yang merupakan satu kesatuan sistem. 31
Gambar 3. 8. Skema Water cooled chilling system open loop dengan reciver tank [5] 32
Pada Water cooled system akan ada tambahan satu sistem pipa yaitu sistem pipa kondenser (Condensing system). Sistem ini menggunakan tambahan pompa dan cooling tower yang digunakan untuk mendinginkan refrigran pada kondenser chiller. Pada pemilihan sistem ini perancang harus selalu melakukan komunikasi dengan pemilik proyek karena jika terjadi sedikit saja perubahan pada kondisi gedung maka akan merubah sistem keseluruhan. Pada fase ini perancang harus sudah mempersiapkan Schematic drawing untuk memudahkan komunikasi dengan pemilik proyek. Pemilihan equipment dilakukan berdasarkan data iklim setempat untuk chiller dan cooling tower. Karena kinerja chiller akan sangat tergantung pada lingkungan misalnya chiller air cooled yang mengandalkan udara dari lingkungan sekitar untuk mendinginkan refrigran. Semantara pada chiller water cooled maka cooling tower yang akan melakukan pendinginan pada pendingin condenser dengan bantuan udara lingkungan sekitar. Pemilihan chiller didasarkan pada perhitungan beban total yang telah dilakukan sebelumnya. Untuk perhitungan pompa pada fase ini hanya dilakukan pada flow rate saja, untuk perhitungan mendetail terkait dengan total head dilakukan setelah dilakukan ploting sistem pada paln drawing (pembuatan Layout drawing) pada gedung pemilik proyek. 33
3.2.5. Sistem Layout Drawing Ada beberapa jenis drafting yang dilakukan dalam tahap ini beserta dengan fungsinya masing masing. Drafting digunakan untuk memvisualisasikan sistem pada plan drawing atau layout gedung pemilik proyek. Setelah menentukan sistem dan equipment yang dipakai, maka kemudian dilakukan drafting kedalam layout gedung. System Layout drawing biasanya disebut dengan approval drawing. Pada drawing ini seluruh equipment di plot dalam satu gambar agar dapat terlihat sistem yang ditawarkan serta instalasinya pada layout gedung. Pada tahap ini pemberian ukuran secara detai belum dilakukan, misalnya pada ukuran ducting, ukuran pipa, detail instalasi dan yang lainnya. System layout drawing merupakan gambar yang akan digunakan untuk acuan awal perhitungan material. Pada gambar ini mulai terlihat pemasangan aksesori pemipaan maupun posisi control dan panel power untuk menjalankan sistem. Gambar ini juga yang akan diajukan kepada pemilik untuk disetujui dan mulai dilakukan perhitungan yang lebih mendetai pada sistem, seperti ukuran pipa, aksesori pemipaan, ukuran ducting dan aksesorinya serta ukuran diffuser dan grill. 34
Gambar 3. 9. Layout instalasi Air Cooled Chiller [5] 35
Gambar 3. 10. Layout instalasi pemipaan AHU [5] 36
Gambar 3. 11. Layout instalasi ducting [5] 37
3.2.6. Desain dan perhitunggan sistem distribusi Sistim distribusi yang dimaksud disini adalah sistem pemipaan dan sistem ducting. Setelah gambar disetujui kemudian dibuatlah perhitungan terhadap system layout tersebut. Perhitungan dilakukan dengan mempertimbangkan estetika gedung selain harus memenuhi fungsinya penempatan sistim pipa maupun ducting harus mampu menyatu dengan keindahan gedung. Pertimbangan desain yang dilakukan pada tahap ini meliputi pemberian dimensi, spesifikasi material, metode pengerjaan. 3.2.7. General Arrangement Drawing Gambar ini merupakan gambaran umun satu sistem yang telah dilengkapi dengan ukuran dan spesifikasi yang dibutuhkan. General arrangement drawing memiliki fungsi untuk mempermudah perhitungan material dan mengetahui tingkat kesulitan instalasi sistem pemipaan dan sistem ducting. Pada beberapa project yang telah menggunakan jasa konsultan, general arrangement drawing biasanya dibuat oleh konsultan dan akan diberikan kepada kontraktor untuk dilakukan pengecekan dan dilakukan perhitungan material sebagai dasar perhitungan harga proyek. General Arrangement dapat digunakan juga sebagai gambar acuan untuk melakukan intalasi (gambar kerja) dengan kelengkapan yang dimiliki gambar ini hal ini memungkinkan. Hanya saja untuk instalasi yang terlalu detail gambar ini tidak dapat dipakai. 38
Gambar 3. 12. General Arrangement Air Cooled Chiller System [5] 39
Gambar 3. 13. General Arrangement Air Cooled Chiller System [5] 40
Gambar 3. 14. General Arrangement instalasi ducting [5] 41
3.2.8. Penyusunan Bill of Material Penyusunan Bill of Material (BoM) dilakukan berdasarkan pada general arrangement drawing yang telah dibuat. Penyusunan ini dilakukan untuk memudahkan estimator dalam menyusun metode pelaksanaan dan penjadwalan project. Dalam BoM perancang harus memberikan data spesifikasi atas material dengan jelas, dan jika ada toleransi atas grade barang tersebut harus dilampirkan bahkan terkadang perancang juga harus memberikan rekomendasi merek (brand) tertentu yang akan digunakan pada instalasi tersebut. Beberapa pemilik proyek biasanya akam meminta spesifikasi dan merek tertentu pada sistim instalasi mereka, hal ini merupakan sesuatu yang wajar karena akan memudahkan pemilik dalam penyediaan part dan part akan memiliki kemampuan tukar yang tinggi, sehingga tidak akam menyulitkan ketika terjadi fail pada part tersebut. 42
Tabel 3. 2. Bill of Materials [5] Owner : PT. XXX Project : INSTALASI BRINE CHILLER (30HXC285) Lokasi : Tangerang LIST MATERIAL No Material Satuan Qty Spesifikasi I Lingkup kerja dari Chiller ke Water Tank 1 Pekerjaan pemipaan supply & return Ø 6" m 34 Pipa SS304 c/w isolasi & alm. jacketing 2 Pompa Chiller Unit 1 750 GPM, Head 30 Mtr 3 GateValve Ø 6" pc 2 SS 4 GateValve Ø 5" pc 2 SS 5 Flexible Joint Ø 6" pc 2 SS 6 Flexible Joint Ø 5" pc 2 SS 7 Strainer Ø 5" pc 1 8 Check Valve Ø 5" pc 1 SS 9 Thermometer pc 3 range 0-50 C 10 Pressure gauge pc 3 range 0-10 kg II Lingkup kerja dari Chiller ke Cooling Towe 1 Pekerjaan pemipaan supply & return Ø 8" M 154 pipa Galvanis 2 Pompa Kondenser Unit 2 800 GPM, Head 40 Mtr 3 Header Ø 12" Unit 2 4 GateValve Ø 8" pc 2 5 GateValve Ø 6" pc 4 6 Flexible Joint Ø 8" pc 2 7 Flexible Joint Ø 6" pc 4 8 Strainer Ø 6" pc 2 9 Check Valve Ø 6" pc 2 10 Thermometer pc 4 range 0-50 C 11 Pressure gauge pc 4 range 0-10 kg III Lingkup Kerja Ke pompa Sirkulasi Temperin 1 Pekerjaan pemipaan Ø 3" M 3 Pipa SS304 2 Pompa Sirkulasi Unit 1 SS, 50 m 3 /h, Head 40 Mtr 3 GateValve Ø 3" pc 2 SS 4 Flexible Joint Ø 3" pc 2 SS 5 Strainer Ø 3" pc 1 6 Check Valve Ø 3" pc 1 SS 7 Thermometer pc 1 range 0-50 C 8 Pressure gauge pc 1 range 0-10 kg IV Lingkup Kerja Ke pompa Sirkulasi Powder P 1 Pekerjaan pemipaan Ø 3" M 3 Pipa SS304 2 Pompa Sirkulasi Unit 1 SS, 60 m 3 /h, Head 40 Mtr 3 GateValve Ø 3" pc 2 SS 4 Flexible Joint Ø 3" pc 2 SS 5 Strainer Ø 3" pc 1 6 Check Valve Ø 3" pc 1 SS 7 Thermometer pc 1 range 0-50 C 8 Pressure gauge pc 1 range 0-10 kg 43
44