Sistem Pada Sprinkler :
1. Wet Riser System : Seluruh instalasi pipa sprinkler berisikan air bertekanan dengan tekanan air selalu dijaga pada tekanan yang relatif tetap
2. Dry Riser System : Seluruh instalasi pipa sprinkler tidak berisikan air bertekanan, peralatan penyedia air akan mengalirkan air secara otomatis jika instalasi fire alarm memerintahkannya.
- Pada umumnya gedung bertingkat menggunakan sistim Wet Riser.
- Pada sistem dilengkapi Fire Brigade Connection yang diletakkan diluar bangunan.
PERALATAN UTAMA DAN FUNGSI
1. Pompa kebakaran terdiri dari Electric Pump, Diesel Pump & Jockey Pump.
- Apabila tekanan didalam pipa menurun, maka secara otomatis Jockey pump akan bekerja untuk menstabilkan tekanan air didalam pipa.
- Jika tekanan terus menurun (misal glass bulb pada kepala sprinkler pecah) maka pompa kebakaran utama akan bekerja dan otomatis pompa jockey berhenti.
- Apabila pompa kebakaran utama gagal bekerja setelah 10 detik, kemudian pompa cadangan Diesel secara otomatis akan bekerja.
- Jika kedua pompa tersebut gagal bekerja, alarm akan segera berbunyi dengan nada yang berbeda dengan bunyi alarm sistim, untuk memberi tahukan kepada operator akan adanya gangguan.
- Sistim bekerja pompa Fire Hydrant adalah “Start otomatis” dan “Mati secara Manual”.
- Pada saat pompa kebakaran utama bekerja, wet alarm valve akan terbuka dan segera membunyikan alarm gong. Aliran didalam pipa cabang akan memberi indikasi pada flow switch yang terpasang pada setiap cabang & dikirim ke panel fire alarm untuk membunyikan alarm pada lantai bersangkutan.
2. Pressure Switch : Alat kontrak yang bekerja akibat perubahan tekanan.
3. Manometer : Alat untuk membaca tekanan
4. Time delay relay : Alat relay yang bekerja berdasarkan seting waktu yang sudah ditentukan.
5. Safety valve : Alat pelepas tekanan lebih
6. Pressure Reducing Valve : Alat pembatas tekanan
7. Kepala Sprinkler (Head Sprinkler) : Alat pemancar air yang bekerja setelah pecahnya bulb akibat panas yang ditimbulkan oleh kebakaran. Ukuran kepala sprinker 15 mm, kepadatan pancaran 5 mm/mnt, area kerja maks. 144 m2, laju aliran 725 lt/mnt dan setiap katup kendali jumlah maks. adalah 1.000 buah kepala sprinkler.
Hingga saat ini Sprinkler masih diperlukan pada bangunan gedung, karena sistem sprinkler otomatik telah terbukti paling efektif dalam memadamkan kebakaran. Namun sangat disayangkan jika masih banyak stakeholders (pemilik, bahkan konsultan dan instansi berwenang) menganggap bahwa sprinkler tidak efektif dan memakan biaya besar, sehingga menggantinya dengan sistem lain.
Sistem sprinkler otomatik adalah adalah kombinasi dari deteksi panas dan pemadaman, ia bekerja secara otomatik penuh tanpa bantuan orang atau sistem lain. Sehingga system ini merupakan sistem penanggulangan/ pemadaman kebakaran yang paling efektif dibandingkan dengan sistem hidran dan lainnya. Sebuah studi di Australia & New Zealand memberikan angka keberhasilan mencapai 99% (Marryat, 1988).
Studi lain di USA (NFPA, 2001) menyimpulkan bahwa sprinkler mampu membatasi kebakaran pada area of origin pada tingkat 90% dibanding tanpa sprinkler yang hanya 70%. Semua building code di dunia mempersyaratkan proteksi sprinkler di bangunan tinggi, bahkan sekarang di USA sudah mulai digalakkan sprinkler untuk residensial tunggal dengan ketinggian satu sampai dua tingkat.
Fenomena kebakaran adalah sedemikian sehingga bila dalam waktu 5 menit kebakaran tidak dapat dikendalikan atau dipadamkan pada area of origin, maka kemungkinan besar kebakaran akan menyebar ke seluruh lantai dan bangunan. Sementara itu waktu tanggap sprinkler adalah waktu yang diperlukan untuk mengendalikan atau memadamkan kebakaran secara otomatik. Banyak kejadian dilaporkan bahwa ketika petugas pemadam tiba di tempat, api telah padam oleh sprinkler (NFPA Journal).
Sistem deteksi dan alarm tidak berfungsi sebagai alat pengendali/ pemadam, namun lebih berfungsi sebagai pemberi peringatan pada penghuni bangunan agar segera menyelamatkan diri. Sedangkan regu pemadam yang menggunakan APAR (fire extinguisher) dan hidran belum dapat menggantikan sprinkler karena masih dipengaruhi oleh faktor manusia (terutama waktu tanggap dan human error).
Komponen biaya paling besar dari sistem sprinkler adalah pompa kebakaran dan panelnya, pemipaan berikut katupnya, serta sering digunakannya katup kontrol tekanan (PRV) dalam rancangan secara indiskriminatif. Penggunaan PRV ini dapat dihindari dengan sistem zona, di mana tekanan kerja setiap zona adalah maksimum 175 psi (12 bar), yaitu sama dengan tekanan kerja maksimum kepala sprinkler.
Justru PRV dipersyaratkan digunakan di sistem hidran bila tekanan pada kotak hidran bangunan melebihi 6,9 bar (SNI 03-1745-2000). Selain itu, sistem sprinkler otomatik boleh dikombinasikan dengan sistem pipa tegak atau slang (hidran) dengan menggunakan hanya satu set pompa kebakaran untuk keduanya sprinkler dan hidran (SNI 03-1745-2000).
Bila bangunan telah diproteksi oleh sprinkler, maka persyaratan lain seperti ketahanan api, kompartemen, dan sistem deteksi serta alarm menjadi lebih ringan (NFPA 101). Misalnya untuk kelas hunian apartemen, ketahanan api dinding apartemen boleh 1 jam atau bahkan 4 jam. Serta deteksi boleh hanya memakai detektor asap (kecuali untuk ruang tertentu yang karena fungsinya harus menggunakan detektor panas). Dengan demikian sesungguhnya sistem sprinkler tidak memakan biaya besar dari total nilai proyek keseluruhan.
Konsep fire safety di bangunan menurut pendekatan sistemik (NFPA 550) terbagi menjadi 2 bagian utama yaitu (a) Pencegahan penyalaan, dan (b) Pengelolaan pengaruh kuat (impact) kebakaran. Pencegahan termasuk pengendalian sumber panas-energi, pengendalian interaksi sumber-bahan bakar, dan pengendalian bahan bakar. Atau dengan kata lain berarti fire safety housekeeping, dan sistem proteksi pasif atau kompartemenisasi.
Kota-kota besar di USA seperti Los Angeles dan New York, yang sebelumnya hanya mengandalkan sistem proteksi pasif atau kompartemenisasi dan sistem deteksi dan alarm serta sistem hidran, sekarang mempersyaratkan proteksi dengan menggunakan sprinkler. Di Singapore memang sprinkler merupakan opsi untuk bangunan hunian apartemen, akan tetapi komponen utama sistemnya tetap dipasang (pompa kombinasi dengan pompa hidran, dan pipa tegak serta pipa cabang utama), kecuali pipa cabang akhir dan kepala sprinkler yang merupakan opsi dan masih ada persyaratan lainnya yang harus dipenuhi.
Prinsip kerja sprinkler memanfaatkan teori kebakaran kompartemen (SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3rd Edition, 2002). Kebakaran di lantai akan membuat asap dan udara ruangan terikutkan mengapung ke atas yang dinamakan plume. Bila plume membentur langit-langit, maka terjadi aliran udara panas secara radial pada atau dekat dengan langit-langit. Aliran udara panas ini dinamakan ceiling jet dan terjadi pada ketebalan maksimum 30 cm dari langit-langit.
Bila ceiling jet mengenai kepala sprinkler maka terjadi perpindahan kalor secara konvektif dari ceiling jet ke elemen sensor panas sprinkler (fusible link atau glass bulb) yang menyebabkan temperaturnya akan naik dari sebelumnya sama dengan temperatur ruangan. Elemen sensor panas ini mempunyai temperatur kerja nominal yang bermacam-macam dari 57°C s/d 343°C, dapat diplih tergantung dari rancangan bahaya kebakaran huniannya.
Kepala sprinkler akan beroperasi bila temperatur elemen sensor panasnya telah naik mencapai temperatur kerja nominalnya. Untuk hunian apartemen, umumnya digunakan temperatur nominal 57°C atau 68°C. Prinsip operasi sprinkler ini sama persis dengan prinsip operasi detektor panas lain seperti yang digunakan dalam sistem deteksi dan alarm. Oleh karena itu, bila bangunan telah diproteksi oleh sprinkler maka tidak perlu lagi dilengkapi dengan detektor panas dan hanya perlu dilengkapi dengan detektor asap.
Bila kebakaran terus terjadi, maka di dalam ruangan/ kompartemen akan terbentuk 2 lapisan yaitu, (a) lapisan asap di atas, dan (b) lapisan relatif bebas asap di bawahnya. Temperatur dan ketebalan lapisan asap akan naik dan terus bertambah selama terjadi kebakaran. Sedangkan temperatur lapisan bebas asap di bawahnya relatif sama dengan temperatur ruangan.
Pada saat sprinkler beroperasi, temperatur ruangan (bukan temperatur nyala api) relatif tidak berubah atau kenaikannya tidak besar, kecuali terjadi kegagalan sistem sprinkler sehingga kebakaran tidak padam dan lapisan asap akan terus turun ke lantai. Hal ini dapat diprediksikan dengan program simulasi kebakaran di kompartemen (Program CFAST dan ASET).
Meskipun persentase kegagalan sprinkler adalah sangat kecil dibanding keberhasilannya, sprinkler dapat gagal terutama karena sebab-sebab berikut, pertama, kesalahan rancangan, sistem sprinkler haras dirancang sesuai dengan tingkat resiko bahaya kebakaran bangunan. Misalnya bangunan dengan hunian apartemen di atas dan paserba di podium, mempunyai risiko bahaya yang berbeda, dengan demikian rancangan densitasnya pun berbeda.
Kedua, kesalahan instalasi, pengawasan pelaksanaan di lapangan kuang, misalnya posisi kepala sprinkler terhadap langit-langit dan rintangan (kolom dan balok struktur) tidak memenuhi persyaratan instalasi sehingga sangat mengurangi kinerja sprinkler. Ketiga, tidak adanya program inspeksi, tes dan pemeliharaan berkala yang sesuai standar (NFPA 25), mengakibatkan sistem tidak beroperasi saat diperlukan bila terjadi kebakaran.
Dan keempat, ciri-ciri bangunan seperti arsitektur terbuka sehingga lantai terbuka ke udara luar, dan kompartemen yang tidak mempunyai ketahanan api (dari bahan mudah terbakar kayu dan lain-lain). Ciri-ciri tersebut mempengaruhi kinerja sistem sprinkler.
Springkler merupakan sistem yang digunakan untuk memadamkan kebakaran pada sebuah bangunan. Springkler akan secara otomatis menyala bila ada kebakaran yang terjadi.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan sistem fire sprinkler :
• Jenis sistem dan fungsi bahaya kebakaran
• Perhitungan hidrolik tiap jenis hunian (bahaya kebakaran ringan Q=225 l/min, p=2.2 kg/cm2; bahaya kebakaran sedang Q=375 – 1100 l/min, p=1.0 – 1.7 kg/cm2; bahaya kebakaran berat Q=2300 – 4550 l/min, p=1.8 – 7.3 kg/cm2).
• Kepadatan pancaran dan kerja maksimum yang diestimasi
• Sistem penyediaan air
• Penempatan dan letak kepala sprinkler
• Jenis kepala sprinkler (57 0C-jingga, 68 0C-merah, 79 0C-kuning, 93 0C-hijau, 141 0C-biru, 182 0C-ungu, 203/260 0C-hitam).
Sedangkan jumlah maksimum kepala sprinkler yang dapat dipasang pada satu katup kendali untuk sistem bahaya kebakaran ringan (mengingat topik yang kami analisa adalah hotel) adalah 500 buah kepala sprinkler. Perlengkapan tanda bahaya untuk sistem sprinkler harus terdiri dari katup kendali tanda bahaya (alarm control valve) atau alat deteksi aliran (flow switch) yang dibenarkan dengan perlengkapan yang diperlukan untuk memberikan suatu isyarat tanda bahaya.
KLASIFIKASI SPRINKLER
Sistem sprinkler terdiri dari 3 klasifikasi sesuai dengan klasifikasi hunian bahaya kebakaran, yaitu :
1. Sistem bahaya kebakaran ringan
Kepadatan pancaran yang direncanakan 2.25 mm/menit, dengan daerah kerja maksimum yang diperkirakan : 84 m2, adapun jenis hunian kebakaran ringan antara lain seperti bangunan perkantoran, perumahan, pendidikan, perhotelan, rumah sakit dan lain-lain.
2. Sistem bahaya kebakaran sedang
Kepadatan pancaran yang direncanakan 5 mm/menit, dengan daerah kerja maksimum yang diperkirakan : 72 – 360 m2, sedangkan yang termasuk jenis hunian kebakaran ini adalah : industri ringan seperti : pabrik susu, elektronika, pengalengan, tekstil, rokok, keremik, pengolahan logam, bengkel mobil dan lain-lain.
3. Sistem bahaya kebakaran berat
Untuk proses industri kepadatan pancaran yang direncanakan 7.5 – 12.5 mm/menit, dengan daerah kerja maksimum yang diperkirakan adalah 260 m2, sedangkan bahaya pada gudang penimbunan tinggi kepadatan yang direncanakan 7.5 – 30 mm/menit. Daerah kerja maksimum yang diperkirakan 260 – 300 m2 dengan kepadatan pancaran yang direncanakan untuk bahaya pada gedung penimbunan tinggi tergantung pada sifat bahaya barang yang disimpan, adapun yang termasuk jenis hunian kebakaran ini adalah industri berat seperti : pabrik kimia, korek api, bahan peledak, karet busa, kilang minyak, dan lain-lain.
Semua ruang dalam bangunan tersebut harus dilindungi dengan sistem sprinkler, kecuali ruang tertentu yang telah mendapat izin dari pihak yang berwenang seperti : ruang tahan api, kamar kakus, ruang panel listrik, ruangan tangga dan ruangan lain yang dibuat khusus tahan api.
JENIS SPRINKLER
#1. Antifreeze Sprinkler System (a wet system)
Sistem sprinkler pipa basah yang mempunyai sprinkler otomatis dengan sistem pemipaan yang mempunyai penyelesaian untuk mencegah pembekuan (antifreeze) dan terhubung dengan suplai air. Penyelesaian pencegahan pembekuan adalah dengan dibuangnya bersamaan dengan air saat sistem sprinkler bekerja setelah ada panas dari suatu kebakaran.
#2. Circulating Closed – Loop Sprinkler System
Sistem sprinkler pipa basah yang mempunyai anti proteksi kebakaran yang sudah terhubung ke sistem sprinkler otomatis dalam sistem susunan yang tersirkulasi (Close loop piping arrangement) dengan tujuan untuk meningkatkan pemipaan sprinkler ke air yang ada untuk pemanasan dan pendinginan dimana air terjebak atau tidak bisa dipindahkan atau digunakan dari sistem tapi hanya disirkulasi melewati sistem pemipaan.
#3. Combined Dry Pipe – Preaction Sprinkler System
Sistem sprinkler pipa basah yang dikendali dengan sistem sprinkler otomatis yang sudah terhubung ke sistem pemipaan yang mempunyai udara di bawah tekanan dengan tambahan sistem deteksi yang terpasang pada daerah yang sama dengan sistem sprinkler. Cara kerja dari sistem deteksi memanfaatkan alat trip actuator dengan katup pipa kering terbuka secara tiba-tiba tanpa kehilangan tekanan udara dalam sistem, yang juga bisa terjadi dengan cara memasang atau membuka katup udara buang di ujung dari umpan utama yang mana biasanya pembukaan dari kepala sprinkler. Sistem deteksi juga melayani secara otomatis sistem fire alarms.
#4. Deluge Sprinkler System
Sistem sprinkler yang mempunyai sprinkler sistem terbuka yang sudah terhubung pemipaan dengan suplai air lewat katup yang dibuka oleh sistem deteksi yang terpasang pada daerah yang sama dengan dengan sprinkler, ketika katup terbuka, air mengalir ke dalam sistem pemipaan dan dibuang melalui sprinkler jika terjadi kebakaran.
#5. Dry Pipe Sprinkler System
Sistem sprinkler yang mempunyai sprinkler otomatis yang sudah terhubung dengan sistem pemipaan yang terdiri dari udara atau gas nitrogen dibawah tekanan, sprinkler akan terbuka jika tekanan air ke katup terbuka yang diketahui melalui katup pipa kering lalu air mengalir ke dalam sistem pemipaan dan keluar dari sprinkler yang terbuka.
#6. Gridded Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang mana mempunyai persilangan di pipa utama yang terhubung ke banyak pipa cabang. Cara kerja sistem sprinkler akan menerima air dari kedua ujung pipa cabang pada saat cabang lain membantu memindahkan air antara persilangan utama.
#7. Looped Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang mana percabangan utama yang banyak secara bersama-sama untuk ditetapkan lebih dari satu jalur untuk air yang mengalir ke sistem sprinkler yang bekerja dan pipa cabang yang tidak terhubung bersama.
#8. Preaction Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang dikendalikan secara otomatis dengan sistem pemipaan yang terdiri dari udara yang bertekanan dan tidak bertekanan dengan tambahan sistem deteksi yang terpasang dalam area yang sama dengan sprinkler.
#9. Wet Pipe Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang dikendalikan secara otomatis dengan sistem pemipaan yang terdiri dari air yang dihubungkan ke suplai air dan air dibuang lagi secepat mungkin dari sprinkler yang terbuka akibat panas dari suatu kebakaran.
KOMPONEN SPRINKLER
(1). PIPA PADA SPRINKLER
dengan jumlah hasil perhitungan bagi pipa pembagi, maka perhitungan harus dimulai dari pipa cabang yang terdekat pada katup kendali. Jika pipa cabang atau kepala springkler tunggal disambung pada pipa pembagi dengan pipa tegak, maka pipa tegak dianggap sebagai pipa pembagi. Titik desain adalah tempat dimana dimulai perhitungan pipa pembagi dan pipa cabang. Dalam perhitungan ukuran pipa pada sistem springkler, ukuran pipa hanya boleh mengecil sejalan dengan arah pengaliran air.
(2). KEPALA SPRINKLER
Sifat-sifat aliran kepala springkler harus berupa penggunaan sebagai kepala springkler pancaran atas, atau penggunaan sebagai kepala springkler pancaran bawah, atau penggunaan sebagai kepala springkler dinding, bentuk-bentuk kepala springkler dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
(3). SISTEM PENYEDIAAN AIR
Setiap sistem springkler otomatis harus dilengkapi dengan sekurang-kurangnya satu jenis sistem penyediaan air yang bekerja secara otomatis, bertekanan dan berkapasitas cukup serta dapat diandalkan setiap saat. Sistem penyediaan air harus dibawah penguasaan pemilik bangunan atau diwakilkan penuh. Air yang digunakan tidak boleh mengandung serat atau bahan lain yang dapat mengganggu bekerjanya springkler, sambungan pada sistem jaringan kota dapat diterima apabila kapasitas dan tekanannya mencukupi serta tangki yang diletakkan pada ketinggian tertentu dan direncanakan dengan baik dapat diterima sebagai sistem penyediaan air.
Untuk bahaya kebakaran bangunan perkantoran, penyediaan air harus mampu mengalirkan air dengan kapasitas 225 liter/menit dan bertekanan 2,2 kg/cm2 ditambah tekanan air yang ekivalen dengan perbedaan tinggi antara katup kendali dengan springkler tertinggi. Pompa kebakaran harus ditempatkan sedemikian rupa, sehingga mudah dicapai didalam bangunan perkantoran atau ditempatkan di dalam bangunan tahan api diluar bangunan perkantoran. Pompa kebakaran tidak boleh digunakan untuk keperluan lain diluar keperluan kebakaran, untuk bahaya kebakaran bangunan perkantoran ukuran minimum pipa hisap adalah 65 mm. Pompa harus dijalankan oleh motor listrik atau motor diesel dan pompa joki dijalankan oleh motor listrik dimana kapasitas tangki bahan bakar untuk motor diesel untuk bahaya kebakaran bangunan perkantoran adalah 3 jam (mengacu pada SNI 03-3989-2000)
PERSYARATAN INSTALASI
Seluruh pemipaan sistem springkler harus dipasang sedemikian rupa sehingga dapat dikeringkan, sejauh memungkinkan seluruh pemipaan harus diatur untuk dapat dikeringkan melalui katup pengering yang berukuran sekurang-kurangnya 50 mm untuk hunian bangunan perkantoran dan semua katup yang disambungkan pada penyediaan air dan pipa penyediaan sistem springkler harus dari jenis katup penunjuk yang menunjukkan keadaan katup terbuka atau tertutup yang dibenarkan. Jarak maksimum antara gantungan tidak boleh lebih dari 3,5 mm untuk pipa berukuran 25 mm dan 32 mm, serta tidak lebih dari 4,5 mm untuk pipa berukuran 40 mm dan yang lebih besar (mengacu pada SNI 03-3989-2000), untuk pipa tegak harus ditahan dengan pengikat langsung pada pipa tegaknya atau dengan gantungan yang ditempatkan pada offset datar yang dekat pada pipa tegak, penahan pipa tegak harus disediakan pada setiap lantai dan pemasangan klem penahan pipa pada bagian bangunan harus kuat menahan pipa.
Perencanaan splinker sebagai berikut:
S = Perencanaanpenempatankepalasprinkler padapipacabang.
D = jarakantaraderetankepalasprinkler.
Nilai S danD :
1. Untukbahayakebakaranringan, maksimum4,6 m
2. Untukbahayakebakaransedang, maksimum4,0 ma
3. Untukbahayakebakaranberat, maksimum3,7 ma
Perencanaan sprinkler
1. Arah pancaran ke bawah, karena kepala sprinkler di letakkan pada atap ruangan.
2. Kepekaan terhadap suhu, warna cairan dalam tabung gelas berwarna Jingga pada suhu 53oC.
3. Sprinkler yang dipakai ukuran ½” dengan kapasitas(Q) = 80 liter/ menit.
4. Kepadatan pancaran = 2,25 mm/ menit.
5. Jarak maksimum antar titik sprinkler 4,6 meter.
6. Jarak maksimum sprinkler dari dinding tembok 1,7 meter.
7. Daerah yg dilindungi adalah semua ruangan kecuali kamar mandi, toilet dan tangga yang diperkirakan tidak mempunyai potensi terjadinya kebakaran.
8. Sprinkler overlap ¼ bagian
Contoh perhitungan sprinkler :
1. luas lantai yang direncanakan adalah 555 m2(luas total) –41 m2(luas toilet)= 514 m2
2. Satu buah sprinkler mampu mencakup area sebesar 4,6 m x 4,6 m
3. Direncanakan antara satu sprinkler dengan sprinkler yang lain terjadi overlapping sebesar ¼ area jangkauan, sehingga tidak ada titik yang tidak terkena pancaran air.
Maka area jangkauan sprinkler dapat dihitung sebagai berikut :
X = 4,6 m –(1/4 x 4,6 m)
= 4,6 m –1,15 m
= 3,45 m
Maka, L = 3,45 m x 3,45 m
= 11,9 m2
Jadi Jumlah Sprinkler yang dibutuhkan :
= 514 m2 /11,9 m2
= 37,64 atau 38 buah Sprinkler
dan sebagai tambahan untuk Volume kebutuhanair sprinkler per gedung :
V = Q x T
Dimana, V = Volume kebutuhanair (m3)
Q = Kapasitasair (dm3/menit)
Q = Q tiapsprinkler x Jumlahsprinkler yang pecah
= 80 dm3/menitx 12 sprinkler (1 zonaaktif)
= 960 dm3/menit
T = Waktuoperasisistem= 30 menit
V(kebutuhanair) = Q x T x 2 gedung
= 960 dm3/menitx 30 menitx 2 gedung
= 57600 dm3
= 57,6 m3
1. Wet Riser System : Seluruh instalasi pipa sprinkler berisikan air bertekanan dengan tekanan air selalu dijaga pada tekanan yang relatif tetap
2. Dry Riser System : Seluruh instalasi pipa sprinkler tidak berisikan air bertekanan, peralatan penyedia air akan mengalirkan air secara otomatis jika instalasi fire alarm memerintahkannya.
- Pada umumnya gedung bertingkat menggunakan sistim Wet Riser.
- Pada sistem dilengkapi Fire Brigade Connection yang diletakkan diluar bangunan.
PERALATAN UTAMA DAN FUNGSI
1. Pompa kebakaran terdiri dari Electric Pump, Diesel Pump & Jockey Pump.
- Apabila tekanan didalam pipa menurun, maka secara otomatis Jockey pump akan bekerja untuk menstabilkan tekanan air didalam pipa.
- Jika tekanan terus menurun (misal glass bulb pada kepala sprinkler pecah) maka pompa kebakaran utama akan bekerja dan otomatis pompa jockey berhenti.
- Apabila pompa kebakaran utama gagal bekerja setelah 10 detik, kemudian pompa cadangan Diesel secara otomatis akan bekerja.
- Jika kedua pompa tersebut gagal bekerja, alarm akan segera berbunyi dengan nada yang berbeda dengan bunyi alarm sistim, untuk memberi tahukan kepada operator akan adanya gangguan.
- Sistim bekerja pompa Fire Hydrant adalah “Start otomatis” dan “Mati secara Manual”.
- Pada saat pompa kebakaran utama bekerja, wet alarm valve akan terbuka dan segera membunyikan alarm gong. Aliran didalam pipa cabang akan memberi indikasi pada flow switch yang terpasang pada setiap cabang & dikirim ke panel fire alarm untuk membunyikan alarm pada lantai bersangkutan.
2. Pressure Switch : Alat kontrak yang bekerja akibat perubahan tekanan.
3. Manometer : Alat untuk membaca tekanan
4. Time delay relay : Alat relay yang bekerja berdasarkan seting waktu yang sudah ditentukan.
5. Safety valve : Alat pelepas tekanan lebih
6. Pressure Reducing Valve : Alat pembatas tekanan
7. Kepala Sprinkler (Head Sprinkler) : Alat pemancar air yang bekerja setelah pecahnya bulb akibat panas yang ditimbulkan oleh kebakaran. Ukuran kepala sprinker 15 mm, kepadatan pancaran 5 mm/mnt, area kerja maks. 144 m2, laju aliran 725 lt/mnt dan setiap katup kendali jumlah maks. adalah 1.000 buah kepala sprinkler.
Hingga saat ini Sprinkler masih diperlukan pada bangunan gedung, karena sistem sprinkler otomatik telah terbukti paling efektif dalam memadamkan kebakaran. Namun sangat disayangkan jika masih banyak stakeholders (pemilik, bahkan konsultan dan instansi berwenang) menganggap bahwa sprinkler tidak efektif dan memakan biaya besar, sehingga menggantinya dengan sistem lain.
Sistem sprinkler otomatik adalah adalah kombinasi dari deteksi panas dan pemadaman, ia bekerja secara otomatik penuh tanpa bantuan orang atau sistem lain. Sehingga system ini merupakan sistem penanggulangan/ pemadaman kebakaran yang paling efektif dibandingkan dengan sistem hidran dan lainnya. Sebuah studi di Australia & New Zealand memberikan angka keberhasilan mencapai 99% (Marryat, 1988).
Studi lain di USA (NFPA, 2001) menyimpulkan bahwa sprinkler mampu membatasi kebakaran pada area of origin pada tingkat 90% dibanding tanpa sprinkler yang hanya 70%. Semua building code di dunia mempersyaratkan proteksi sprinkler di bangunan tinggi, bahkan sekarang di USA sudah mulai digalakkan sprinkler untuk residensial tunggal dengan ketinggian satu sampai dua tingkat.
Fenomena kebakaran adalah sedemikian sehingga bila dalam waktu 5 menit kebakaran tidak dapat dikendalikan atau dipadamkan pada area of origin, maka kemungkinan besar kebakaran akan menyebar ke seluruh lantai dan bangunan. Sementara itu waktu tanggap sprinkler adalah waktu yang diperlukan untuk mengendalikan atau memadamkan kebakaran secara otomatik. Banyak kejadian dilaporkan bahwa ketika petugas pemadam tiba di tempat, api telah padam oleh sprinkler (NFPA Journal).
Sistem deteksi dan alarm tidak berfungsi sebagai alat pengendali/ pemadam, namun lebih berfungsi sebagai pemberi peringatan pada penghuni bangunan agar segera menyelamatkan diri. Sedangkan regu pemadam yang menggunakan APAR (fire extinguisher) dan hidran belum dapat menggantikan sprinkler karena masih dipengaruhi oleh faktor manusia (terutama waktu tanggap dan human error).
Komponen biaya paling besar dari sistem sprinkler adalah pompa kebakaran dan panelnya, pemipaan berikut katupnya, serta sering digunakannya katup kontrol tekanan (PRV) dalam rancangan secara indiskriminatif. Penggunaan PRV ini dapat dihindari dengan sistem zona, di mana tekanan kerja setiap zona adalah maksimum 175 psi (12 bar), yaitu sama dengan tekanan kerja maksimum kepala sprinkler.
Justru PRV dipersyaratkan digunakan di sistem hidran bila tekanan pada kotak hidran bangunan melebihi 6,9 bar (SNI 03-1745-2000). Selain itu, sistem sprinkler otomatik boleh dikombinasikan dengan sistem pipa tegak atau slang (hidran) dengan menggunakan hanya satu set pompa kebakaran untuk keduanya sprinkler dan hidran (SNI 03-1745-2000).
Bila bangunan telah diproteksi oleh sprinkler, maka persyaratan lain seperti ketahanan api, kompartemen, dan sistem deteksi serta alarm menjadi lebih ringan (NFPA 101). Misalnya untuk kelas hunian apartemen, ketahanan api dinding apartemen boleh 1 jam atau bahkan 4 jam. Serta deteksi boleh hanya memakai detektor asap (kecuali untuk ruang tertentu yang karena fungsinya harus menggunakan detektor panas). Dengan demikian sesungguhnya sistem sprinkler tidak memakan biaya besar dari total nilai proyek keseluruhan.
Konsep fire safety di bangunan menurut pendekatan sistemik (NFPA 550) terbagi menjadi 2 bagian utama yaitu (a) Pencegahan penyalaan, dan (b) Pengelolaan pengaruh kuat (impact) kebakaran. Pencegahan termasuk pengendalian sumber panas-energi, pengendalian interaksi sumber-bahan bakar, dan pengendalian bahan bakar. Atau dengan kata lain berarti fire safety housekeeping, dan sistem proteksi pasif atau kompartemenisasi.
Kota-kota besar di USA seperti Los Angeles dan New York, yang sebelumnya hanya mengandalkan sistem proteksi pasif atau kompartemenisasi dan sistem deteksi dan alarm serta sistem hidran, sekarang mempersyaratkan proteksi dengan menggunakan sprinkler. Di Singapore memang sprinkler merupakan opsi untuk bangunan hunian apartemen, akan tetapi komponen utama sistemnya tetap dipasang (pompa kombinasi dengan pompa hidran, dan pipa tegak serta pipa cabang utama), kecuali pipa cabang akhir dan kepala sprinkler yang merupakan opsi dan masih ada persyaratan lainnya yang harus dipenuhi.
Prinsip kerja sprinkler memanfaatkan teori kebakaran kompartemen (SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 3rd Edition, 2002). Kebakaran di lantai akan membuat asap dan udara ruangan terikutkan mengapung ke atas yang dinamakan plume. Bila plume membentur langit-langit, maka terjadi aliran udara panas secara radial pada atau dekat dengan langit-langit. Aliran udara panas ini dinamakan ceiling jet dan terjadi pada ketebalan maksimum 30 cm dari langit-langit.
Bila ceiling jet mengenai kepala sprinkler maka terjadi perpindahan kalor secara konvektif dari ceiling jet ke elemen sensor panas sprinkler (fusible link atau glass bulb) yang menyebabkan temperaturnya akan naik dari sebelumnya sama dengan temperatur ruangan. Elemen sensor panas ini mempunyai temperatur kerja nominal yang bermacam-macam dari 57°C s/d 343°C, dapat diplih tergantung dari rancangan bahaya kebakaran huniannya.
Kepala sprinkler akan beroperasi bila temperatur elemen sensor panasnya telah naik mencapai temperatur kerja nominalnya. Untuk hunian apartemen, umumnya digunakan temperatur nominal 57°C atau 68°C. Prinsip operasi sprinkler ini sama persis dengan prinsip operasi detektor panas lain seperti yang digunakan dalam sistem deteksi dan alarm. Oleh karena itu, bila bangunan telah diproteksi oleh sprinkler maka tidak perlu lagi dilengkapi dengan detektor panas dan hanya perlu dilengkapi dengan detektor asap.
Bila kebakaran terus terjadi, maka di dalam ruangan/ kompartemen akan terbentuk 2 lapisan yaitu, (a) lapisan asap di atas, dan (b) lapisan relatif bebas asap di bawahnya. Temperatur dan ketebalan lapisan asap akan naik dan terus bertambah selama terjadi kebakaran. Sedangkan temperatur lapisan bebas asap di bawahnya relatif sama dengan temperatur ruangan.
Pada saat sprinkler beroperasi, temperatur ruangan (bukan temperatur nyala api) relatif tidak berubah atau kenaikannya tidak besar, kecuali terjadi kegagalan sistem sprinkler sehingga kebakaran tidak padam dan lapisan asap akan terus turun ke lantai. Hal ini dapat diprediksikan dengan program simulasi kebakaran di kompartemen (Program CFAST dan ASET).
Meskipun persentase kegagalan sprinkler adalah sangat kecil dibanding keberhasilannya, sprinkler dapat gagal terutama karena sebab-sebab berikut, pertama, kesalahan rancangan, sistem sprinkler haras dirancang sesuai dengan tingkat resiko bahaya kebakaran bangunan. Misalnya bangunan dengan hunian apartemen di atas dan paserba di podium, mempunyai risiko bahaya yang berbeda, dengan demikian rancangan densitasnya pun berbeda.
Kedua, kesalahan instalasi, pengawasan pelaksanaan di lapangan kuang, misalnya posisi kepala sprinkler terhadap langit-langit dan rintangan (kolom dan balok struktur) tidak memenuhi persyaratan instalasi sehingga sangat mengurangi kinerja sprinkler. Ketiga, tidak adanya program inspeksi, tes dan pemeliharaan berkala yang sesuai standar (NFPA 25), mengakibatkan sistem tidak beroperasi saat diperlukan bila terjadi kebakaran.
Dan keempat, ciri-ciri bangunan seperti arsitektur terbuka sehingga lantai terbuka ke udara luar, dan kompartemen yang tidak mempunyai ketahanan api (dari bahan mudah terbakar kayu dan lain-lain). Ciri-ciri tersebut mempengaruhi kinerja sistem sprinkler.
Springkler merupakan sistem yang digunakan untuk memadamkan kebakaran pada sebuah bangunan. Springkler akan secara otomatis menyala bila ada kebakaran yang terjadi.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan sistem fire sprinkler :
• Jenis sistem dan fungsi bahaya kebakaran
• Perhitungan hidrolik tiap jenis hunian (bahaya kebakaran ringan Q=225 l/min, p=2.2 kg/cm2; bahaya kebakaran sedang Q=375 – 1100 l/min, p=1.0 – 1.7 kg/cm2; bahaya kebakaran berat Q=2300 – 4550 l/min, p=1.8 – 7.3 kg/cm2).
• Kepadatan pancaran dan kerja maksimum yang diestimasi
• Sistem penyediaan air
• Penempatan dan letak kepala sprinkler
• Jenis kepala sprinkler (57 0C-jingga, 68 0C-merah, 79 0C-kuning, 93 0C-hijau, 141 0C-biru, 182 0C-ungu, 203/260 0C-hitam).
Sedangkan jumlah maksimum kepala sprinkler yang dapat dipasang pada satu katup kendali untuk sistem bahaya kebakaran ringan (mengingat topik yang kami analisa adalah hotel) adalah 500 buah kepala sprinkler. Perlengkapan tanda bahaya untuk sistem sprinkler harus terdiri dari katup kendali tanda bahaya (alarm control valve) atau alat deteksi aliran (flow switch) yang dibenarkan dengan perlengkapan yang diperlukan untuk memberikan suatu isyarat tanda bahaya.
KLASIFIKASI SPRINKLER
Sistem sprinkler terdiri dari 3 klasifikasi sesuai dengan klasifikasi hunian bahaya kebakaran, yaitu :
1. Sistem bahaya kebakaran ringan
Kepadatan pancaran yang direncanakan 2.25 mm/menit, dengan daerah kerja maksimum yang diperkirakan : 84 m2, adapun jenis hunian kebakaran ringan antara lain seperti bangunan perkantoran, perumahan, pendidikan, perhotelan, rumah sakit dan lain-lain.
2. Sistem bahaya kebakaran sedang
Kepadatan pancaran yang direncanakan 5 mm/menit, dengan daerah kerja maksimum yang diperkirakan : 72 – 360 m2, sedangkan yang termasuk jenis hunian kebakaran ini adalah : industri ringan seperti : pabrik susu, elektronika, pengalengan, tekstil, rokok, keremik, pengolahan logam, bengkel mobil dan lain-lain.
3. Sistem bahaya kebakaran berat
Untuk proses industri kepadatan pancaran yang direncanakan 7.5 – 12.5 mm/menit, dengan daerah kerja maksimum yang diperkirakan adalah 260 m2, sedangkan bahaya pada gudang penimbunan tinggi kepadatan yang direncanakan 7.5 – 30 mm/menit. Daerah kerja maksimum yang diperkirakan 260 – 300 m2 dengan kepadatan pancaran yang direncanakan untuk bahaya pada gedung penimbunan tinggi tergantung pada sifat bahaya barang yang disimpan, adapun yang termasuk jenis hunian kebakaran ini adalah industri berat seperti : pabrik kimia, korek api, bahan peledak, karet busa, kilang minyak, dan lain-lain.
Semua ruang dalam bangunan tersebut harus dilindungi dengan sistem sprinkler, kecuali ruang tertentu yang telah mendapat izin dari pihak yang berwenang seperti : ruang tahan api, kamar kakus, ruang panel listrik, ruangan tangga dan ruangan lain yang dibuat khusus tahan api.
JENIS SPRINKLER
#1. Antifreeze Sprinkler System (a wet system)
Sistem sprinkler pipa basah yang mempunyai sprinkler otomatis dengan sistem pemipaan yang mempunyai penyelesaian untuk mencegah pembekuan (antifreeze) dan terhubung dengan suplai air. Penyelesaian pencegahan pembekuan adalah dengan dibuangnya bersamaan dengan air saat sistem sprinkler bekerja setelah ada panas dari suatu kebakaran.
#2. Circulating Closed – Loop Sprinkler System
Sistem sprinkler pipa basah yang mempunyai anti proteksi kebakaran yang sudah terhubung ke sistem sprinkler otomatis dalam sistem susunan yang tersirkulasi (Close loop piping arrangement) dengan tujuan untuk meningkatkan pemipaan sprinkler ke air yang ada untuk pemanasan dan pendinginan dimana air terjebak atau tidak bisa dipindahkan atau digunakan dari sistem tapi hanya disirkulasi melewati sistem pemipaan.
#3. Combined Dry Pipe – Preaction Sprinkler System
Sistem sprinkler pipa basah yang dikendali dengan sistem sprinkler otomatis yang sudah terhubung ke sistem pemipaan yang mempunyai udara di bawah tekanan dengan tambahan sistem deteksi yang terpasang pada daerah yang sama dengan sistem sprinkler. Cara kerja dari sistem deteksi memanfaatkan alat trip actuator dengan katup pipa kering terbuka secara tiba-tiba tanpa kehilangan tekanan udara dalam sistem, yang juga bisa terjadi dengan cara memasang atau membuka katup udara buang di ujung dari umpan utama yang mana biasanya pembukaan dari kepala sprinkler. Sistem deteksi juga melayani secara otomatis sistem fire alarms.
#4. Deluge Sprinkler System
Sistem sprinkler yang mempunyai sprinkler sistem terbuka yang sudah terhubung pemipaan dengan suplai air lewat katup yang dibuka oleh sistem deteksi yang terpasang pada daerah yang sama dengan dengan sprinkler, ketika katup terbuka, air mengalir ke dalam sistem pemipaan dan dibuang melalui sprinkler jika terjadi kebakaran.
#5. Dry Pipe Sprinkler System
Sistem sprinkler yang mempunyai sprinkler otomatis yang sudah terhubung dengan sistem pemipaan yang terdiri dari udara atau gas nitrogen dibawah tekanan, sprinkler akan terbuka jika tekanan air ke katup terbuka yang diketahui melalui katup pipa kering lalu air mengalir ke dalam sistem pemipaan dan keluar dari sprinkler yang terbuka.
#6. Gridded Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang mana mempunyai persilangan di pipa utama yang terhubung ke banyak pipa cabang. Cara kerja sistem sprinkler akan menerima air dari kedua ujung pipa cabang pada saat cabang lain membantu memindahkan air antara persilangan utama.
#7. Looped Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang mana percabangan utama yang banyak secara bersama-sama untuk ditetapkan lebih dari satu jalur untuk air yang mengalir ke sistem sprinkler yang bekerja dan pipa cabang yang tidak terhubung bersama.
#8. Preaction Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang dikendalikan secara otomatis dengan sistem pemipaan yang terdiri dari udara yang bertekanan dan tidak bertekanan dengan tambahan sistem deteksi yang terpasang dalam area yang sama dengan sprinkler.
#9. Wet Pipe Sprinkler System
Suatu sistem sprinkler yang dikendalikan secara otomatis dengan sistem pemipaan yang terdiri dari air yang dihubungkan ke suplai air dan air dibuang lagi secepat mungkin dari sprinkler yang terbuka akibat panas dari suatu kebakaran.
KOMPONEN SPRINKLER
(1). PIPA PADA SPRINKLER
dengan jumlah hasil perhitungan bagi pipa pembagi, maka perhitungan harus dimulai dari pipa cabang yang terdekat pada katup kendali. Jika pipa cabang atau kepala springkler tunggal disambung pada pipa pembagi dengan pipa tegak, maka pipa tegak dianggap sebagai pipa pembagi. Titik desain adalah tempat dimana dimulai perhitungan pipa pembagi dan pipa cabang. Dalam perhitungan ukuran pipa pada sistem springkler, ukuran pipa hanya boleh mengecil sejalan dengan arah pengaliran air.
(2). KEPALA SPRINKLER
Sifat-sifat aliran kepala springkler harus berupa penggunaan sebagai kepala springkler pancaran atas, atau penggunaan sebagai kepala springkler pancaran bawah, atau penggunaan sebagai kepala springkler dinding, bentuk-bentuk kepala springkler dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
(3). SISTEM PENYEDIAAN AIR
Setiap sistem springkler otomatis harus dilengkapi dengan sekurang-kurangnya satu jenis sistem penyediaan air yang bekerja secara otomatis, bertekanan dan berkapasitas cukup serta dapat diandalkan setiap saat. Sistem penyediaan air harus dibawah penguasaan pemilik bangunan atau diwakilkan penuh. Air yang digunakan tidak boleh mengandung serat atau bahan lain yang dapat mengganggu bekerjanya springkler, sambungan pada sistem jaringan kota dapat diterima apabila kapasitas dan tekanannya mencukupi serta tangki yang diletakkan pada ketinggian tertentu dan direncanakan dengan baik dapat diterima sebagai sistem penyediaan air.
Untuk bahaya kebakaran bangunan perkantoran, penyediaan air harus mampu mengalirkan air dengan kapasitas 225 liter/menit dan bertekanan 2,2 kg/cm2 ditambah tekanan air yang ekivalen dengan perbedaan tinggi antara katup kendali dengan springkler tertinggi. Pompa kebakaran harus ditempatkan sedemikian rupa, sehingga mudah dicapai didalam bangunan perkantoran atau ditempatkan di dalam bangunan tahan api diluar bangunan perkantoran. Pompa kebakaran tidak boleh digunakan untuk keperluan lain diluar keperluan kebakaran, untuk bahaya kebakaran bangunan perkantoran ukuran minimum pipa hisap adalah 65 mm. Pompa harus dijalankan oleh motor listrik atau motor diesel dan pompa joki dijalankan oleh motor listrik dimana kapasitas tangki bahan bakar untuk motor diesel untuk bahaya kebakaran bangunan perkantoran adalah 3 jam (mengacu pada SNI 03-3989-2000)
PERSYARATAN INSTALASI
Seluruh pemipaan sistem springkler harus dipasang sedemikian rupa sehingga dapat dikeringkan, sejauh memungkinkan seluruh pemipaan harus diatur untuk dapat dikeringkan melalui katup pengering yang berukuran sekurang-kurangnya 50 mm untuk hunian bangunan perkantoran dan semua katup yang disambungkan pada penyediaan air dan pipa penyediaan sistem springkler harus dari jenis katup penunjuk yang menunjukkan keadaan katup terbuka atau tertutup yang dibenarkan. Jarak maksimum antara gantungan tidak boleh lebih dari 3,5 mm untuk pipa berukuran 25 mm dan 32 mm, serta tidak lebih dari 4,5 mm untuk pipa berukuran 40 mm dan yang lebih besar (mengacu pada SNI 03-3989-2000), untuk pipa tegak harus ditahan dengan pengikat langsung pada pipa tegaknya atau dengan gantungan yang ditempatkan pada offset datar yang dekat pada pipa tegak, penahan pipa tegak harus disediakan pada setiap lantai dan pemasangan klem penahan pipa pada bagian bangunan harus kuat menahan pipa.
Perencanaan splinker sebagai berikut:
S = Perencanaanpenempatankepalasprinkler padapipacabang.
D = jarakantaraderetankepalasprinkler.
Nilai S danD :
1. Untukbahayakebakaranringan, maksimum4,6 m
2. Untukbahayakebakaransedang, maksimum4,0 ma
3. Untukbahayakebakaranberat, maksimum3,7 ma
Perencanaan sprinkler
1. Arah pancaran ke bawah, karena kepala sprinkler di letakkan pada atap ruangan.
2. Kepekaan terhadap suhu, warna cairan dalam tabung gelas berwarna Jingga pada suhu 53oC.
3. Sprinkler yang dipakai ukuran ½” dengan kapasitas(Q) = 80 liter/ menit.
4. Kepadatan pancaran = 2,25 mm/ menit.
5. Jarak maksimum antar titik sprinkler 4,6 meter.
6. Jarak maksimum sprinkler dari dinding tembok 1,7 meter.
7. Daerah yg dilindungi adalah semua ruangan kecuali kamar mandi, toilet dan tangga yang diperkirakan tidak mempunyai potensi terjadinya kebakaran.
8. Sprinkler overlap ¼ bagian
Contoh perhitungan sprinkler :
1. luas lantai yang direncanakan adalah 555 m2(luas total) –41 m2(luas toilet)= 514 m2
2. Satu buah sprinkler mampu mencakup area sebesar 4,6 m x 4,6 m
3. Direncanakan antara satu sprinkler dengan sprinkler yang lain terjadi overlapping sebesar ¼ area jangkauan, sehingga tidak ada titik yang tidak terkena pancaran air.
Maka area jangkauan sprinkler dapat dihitung sebagai berikut :
X = 4,6 m –(1/4 x 4,6 m)
= 4,6 m –1,15 m
= 3,45 m
Maka, L = 3,45 m x 3,45 m
= 11,9 m2
Jadi Jumlah Sprinkler yang dibutuhkan :
= 514 m2 /11,9 m2
= 37,64 atau 38 buah Sprinkler
dan sebagai tambahan untuk Volume kebutuhanair sprinkler per gedung :
V = Q x T
Dimana, V = Volume kebutuhanair (m3)
Q = Kapasitasair (dm3/menit)
Q = Q tiapsprinkler x Jumlahsprinkler yang pecah
= 80 dm3/menitx 12 sprinkler (1 zonaaktif)
= 960 dm3/menit
T = Waktuoperasisistem= 30 menit
V(kebutuhanair) = Q x T x 2 gedung
= 960 dm3/menitx 30 menitx 2 gedung
= 57600 dm3
= 57,6 m3
