Volume 17 Nomor 1 Maret 2018
Mekanika: jurnal ilmiah mekanika 1
Volume 17 Nomor 1 Maret 2018
PERENCANAAN SISTEM ELEKTRIKAL PADA APARTEMEN MENARA ONE SURAKARTA
Ulil Albab Al Faruq 1, , Budi Santoso 1, , Chico Hermanu B.Apribowo 2
1 Teknik Mesin – Universitas Sebelas Maret
2 Teknik Elektro – Fakultas Teknik - Universitas Sebelas Maret

## Keywords :
Menara One High rises building Apartments Electrical system Electric power Abstract :
This  paper  presents  the  design  of  electrical  system  in  Menara  One apartment. Electrical system calculation based on PUIL 2000 method. The conductor uses 1.25 times the nominal current as a safety factor. The calculation of voltage drop based on total load, length, and area of  conductor.  Total  load  is  calculated  from  apartment  room  and apartment  utility  load.  Total  load  results  are  used  to  determine generator  capacity  and  transformer.  The  load  capacities  apartment rooms are 2.2 kVA for type 1 and 3.5 kVA for type 2-6. The total  of utility  load  is  215.8  k  VA.  The  maximum  installed  room  for  the apartment is 982.31 kVA with voltage drop from the farthest panel to the LVMDP is 1.89%.

## 1. PENDAHULUAN
Kota  Surakarta  merupakan  kota  dengan perkembangan  kepadatan  penduduk  cukup  tinggi. Terbatasnya  persediaan  lahan  di  kota  ini  menjadi alasan  utama  untuk  membangun  gedung-gedung bertingkat  untuk  menunjang  aktifitas  masyarakat. Apartemen  Menara  One  merupakan  salah  satu bangunan yang direncanakan untuk tujuan tersebut.
[8]  menyatakan  bahwa  sistem  elektrikal  dalam suatu gedung meliputi  pengubahan tegangan menegah  PLN  menjadi  tegangan  rendah,  dan persediaan  sarana  distribusi  listrik  tegangan  rendah hingga  ke  beban-beban  peralatan  listrik.  Sistem elektrikal  harus  dapat  melindungi  gedung  dari bahaya terjadinya kebakaran karena hubung singkat. Sistem  kelistrikan  mengikuti  persyaratan  umum instalasi listrik (PUIL).
[7]  melakukan  perencanaan  elektrikal  pada bangunan tempat tinggal maupun industri di Nigeria dengan  menggunakan  software NEC  Calculator . Hasilnya  adalah  software  ini  mampu  membantu designer  elektrikal  dalam  menghitung  jumlah penerangan,  ukuran  penghantar,  susut  tegangan  dan kalkulasi beban listrik.
[4] melakukan perancangan sistem Mekanikal Elektrikal Plumbing (MEP) STIKES Muhammadiyah Klaten. Perancangan menghasilkan daya total 99,85 kVA dan pengaman MCB pusat sebesar 200 A. AC yang digunakan adalah 1,5 PK, 2 PK dan 2,5 PK. Kebutuhan air bersih rata-rata adalah sebesar 8,89 m 3 /jam dengan head pompa 27,6 m dan volume tangki air bawah sebesar 7480 liter.
Artikel ini akan membahas perencanaan sistem elektrikal di Apartemen Menara One Surakarta yang meliputi  daya  listrik  suplai  PLN  pada  hunian apartemen,  daya  listrik  peralatan  utilitas,  total  daya apartemen dan susut tegangan.

## 2. DASAR TEORI
2.1 Perhitungan Instalasi Penerangan Langkah-langkah perhitungan instalasi
penerangan adalah sebagai berikut:
a. Menentukan data ukuran ruangan
b. Menentukan tingkat pencahayaan minimum yang direkomendasikan [2].
c. Menentukan tingkat pencahayaan yang direncanakan (F total ), 𝐸 × 𝐴
[5]  mengusulkan  panduan  tentang  aplikasi  dari instalasi  sistem  MEP  untuk  integrasi  antar  muka pada kontruksi gedung. Delapan kriteria
𝐹 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐾 𝑝
Dimana:
× 𝐾 𝑑 ( 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 ) (1)
yang  diperhatikan  dalam  sistem MEP adalah keamanan,  fungsional,  kontruksi,  koordinasi  dengan pekerja  kontruksi  sipil,  ekonomi,  efisiensi,  mudah perawatan, dan kemudahan untuk dilakukan pembaharuan sistem.
E = Tingkat pencahayaan minimum (lux) A =  Luas  bidang  kerja  (m 2 ) K p =  Koefisien  penggunaan K d = Koefisien penyusutan
Volume 17 Nomor 1 Maret 2018
Mekanika: jurnal ilmiah mekanika 2 Volume 17 Nomor 1 Maret 2018
d. Menentukan  jenis  lampu  yang  akan  digunakan. Jenis lampu yang dapat dipilih adalah lampu LED, lampu Fluoresen, lampu pijar dan lampu HID.
Susut tegangan dinyatakan dalam persen % dan tidak boleh  lebih  dari  5%  dari  tegangan  PHB  (Panel Hubung Bagi) utama yaitu:
e. Menentukan jumlah armatur (N total ), ∆𝑉 (%) = ∆𝑉 ×100% 𝑉 (6)
Dimana: 𝑁 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝐹 1 × 𝑛 (2) Dimana: ∆ V = Susut tegangan (V) F 1 = Fluks satu buah lampu (lux) n = Jumlah lampu dalam satu armatur F tota l = Tingkat pencahayaan yang direncanakan

## 2.2 Kemampuan Hantar Arus
Luas  penghantar  berdasarkan  arus  yang melewati  penghantar.  Arus  nominal  yang  melewati suatu penghantar dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:
Untuk arus bolak-balik satu fasa
𝐼 = 𝑃 ( 𝐴 ) (3) 𝑣 × 𝑐𝑜𝑠𝜑 Untuk arus bolak-balik tiga fasa 𝐼 = 𝑃 ( 𝐴 ) (4) √ 3 × 𝑣 × 𝑐𝑜𝑠𝜑
Dimana:
I = Arus nominal (A) P = Daya aktif (W)
V
= Tegangan (V)
cos ⱷ = Faktor daya
Luas  penghantar  kabel  dilihat  dari  katalog  yang dikeluarkan oleh Yunitomo (2016) yang berdasarkan Kemampuan Hantar Arus (KHA). KHA yang dipakai dalam  pemilihan  luas  penghantar  kabel  adalah  1,25 kali  dari  arus  nominal  yang  melewati  penghantar tersebut [1].

## 2.3 Pengaman
MCB  ( Mini  Circuit  Breaker )  dan  MCCB ( Molded  Case  Circuit  Breaker) berfungsi  sebagai pengaman  arus  hubung  singkat  dan  beban  lebih. Kapasitas  MCB  dan  MCCB  dipilih  dengan mengetahui  kemampuan  hantar  arus  pemutus  daya yang  besarnya  2,5  kali  dari  arus  nominal.  Arus nominal diketahui dengan Persamaan (3) dan (4).

## 2.4 Susut Tegangan
Susut  tegangan  adalah  rugi  yang  diakibatkan resistansi  dan  reaktansi  pada  penghantar.  Susut tegangan  berbanding  lurus  dengan  panjang  saluran dan  beban,  serta  berbanding  terbalik  dengan  luas penampang  saluran.  Persamaan  susut  tegangan adalah,
∆𝑉 = √ 3 × 𝐼 × 𝑙 ( 𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑 )
(5)
Dimana:
I = Arus (A) ( 𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑 ) = Resistansi dan reaktansi penghantar (Ω/km)
l = Panjang penghantar (km)
V = Tegangan (V)

## 3. METODE PENELITIAN
Tahapan  perencanaan  sistem  elektrikal  gedung dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Gedung  Apartemen Menara  One  terletak  di  Jl.  Permata  Raya,  Pabelan, Kartasura,  Kabupaten  Sukoharjo,  Jawa  tengah. Tampak  Apartemen  Menara  One  dapat  dilihat  pada Gambar  2.  Apartemen  Menara  One  terdiri  dari  12 lantai. Unit apartemen terletak pada Lantai 2 sampai dengan Lantai 11. Retail dan foodcourt terletak pada Lantai 1 dan resto terletak pada Lantai 12. Apartemen ini  dibangun  diatas  tanah  seluas  2000  m 2 dengan tinggi  43  m  (Menara  Santoso,  2016).  Secara  rinci ruang dan luas dapat dilihat pada Tabel 1.
Data-data  arsitek  dan  hasil  survey  digunakan untuk  menentukan  daya  listrik  penerangan,  daya listrik utilitas gedung, daya masing-masing apartemen sehingga didapat kapasitas transformator dan genset.
Gambar 1. Diagram alir perencanaan
Gambar 2. Tampak gedung Apartemen Menara One
Tabel 1. Ruang dan luas lantai Apartemen Menara One
Lantai Ruang Luas (m²) Hunian apartemen Tipe hunian Jumlah hunian 2-10 Tipe 1 135 23,49 Tipe 2 18 31,59 Tipe 3 9 34,01 Tipe 4 9 44,95 Tipe 5 27 31,59 Tipe 6 9 58,68 11 Hunian apartemen Luas (m²) Type hunian Jumlah hunian Tipe 1 5 23,49 Tipe 2 3 31,59 Tipe 3 2 34,01 Tipe 4 1 44,95 Tipe 5 3 31,59 Tipe 6 1 58,68 12 R. Resto 272,12 R. Dapur 41,30 R.Toilet Resto 19,35 Kolam Renang 52,50 Terrace 80,64 Lantai Ruang Luas (m²) Dasar R. Genset 24,87 R. BBM 19,00 R. Panel 43,00 R. Pompa 38,23 R. Panel PLN 2,00 R. TPS 1,47 R. MEP 62,21 R. Shaft Plambing 2,00 1 R. Fitnees Centre 97,50 R. Ganti 20,24 R. Retail 1 14,40 R. Retail 2 11,30 R. Retail 3 11,30 R. Retail 4 11,30 R. Retail 5 11,30 R. Retail 6 164,10 R. Retail 7 Food Court 115,20 R. Toilet Pria 5,60 R. Toilet Wanita 5,60
28,6 m
43 m
Volume 17 Nomor 1 Maret 2018 Mekanika: jurnal ilmiah mekanika 4 Volume 17 Nomor 1 Maret 2018 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Instalasi Penerangan
Bentuk  ruangan  pada  unit  apartemen  sebagian besar  berbentuk  persegi.  Jumlah  lampu  dan  armatur untuk masing-masing ruangan bergantung dari fungsi dan luas ruangannya. Perhitungan jumlah lampu dan armatur  pada  sebuah  ruangan,  bertujuan  untuk mendapatkan  tingkat  pencahayaan  yang  baik. Perencanaan  menggunakan  katalog  lampu  merek Philips [10]. Sebagai contoh perhitungan penerangan yang  berdasarkan  [2]  untuk  kamar  tidur  unit apartemen tipe 1 adalah,
Data ruangan kamar tidur: Panjang ( p ) = 3,7 m Lebar ruangan = 3,2 m Tinggi  dari  bidang  kerja            =  2,3  m Kp (bangunan baru) = 0,9 Kd (bangunan baru) = 0,8 E (kamar tidur) =  125  lux
Dengan Persamaan (1) didapat fluks total sebesar, 125  × (3,7  × 3,2)
Gambar 3. Instalasi penerangan apartemen tipe 1
Dengan cara yang sama didapat jumlah lampu balkon 1 buah dengan daya 7 W, jumlah lampu kamar mandi 1 buah dengan daya 10,5 W dan jumlah lampu dapur 1 buah dengan daya 10,5 W.

## 4.2 Penentuan Daya Listrik
Hasil perhitungan daya listrik masing-masing 𝐹 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0,9 × 0,8 tipe apartemen dapat dilihat pada Tabel 2. Daya listrik untuk peralatan utilitas bangunan ditunjukkan pada = 2055,6 𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
Asumsi  lampu  memakai  merek  philips  LED    7    W (F 1 = 470 lumen) dan dengan Persamaan (2) didapat jumlah armatur/lampu sebesar,
Tabel 3.
Daya listrik tiap lantai ditunjukkan pada Tabel 4. Jumlah  total  daya  listrik  Apartemen  Menara  One Surakarta adalah 854,07 kVA. Dengan asumsi
N armatur 2055,6 = 470 × 1 = 3,9 → 4 lampu
penambahan  15%  dari  daya  total  untuk  SDP (Sub Distribution Panel) cadangan didapat daya listrik total Apartemen Menara One sebesar 982,31 kVA
Jumlah  armatur/lampu  pada  kamar  tidur  adalah  4 lampu  dengan  daya  per  lampu  7  watt.  Peletakan lampu  penerangan  kamar  tidur  apartemen  tipe  1 dilihat pada Gambar 3.
Berdasarkan perhitungan daya total, transformator  yang  dipilih  adalah  yang  berkapasitas 1000kVA step down [3] dan genset dengan kapasitas 1000 kVA tipe open type [6].
Tabel 2. Daya Listrik Apartemen
Tipe Apartemen Daya Peralatan (VA) Total Daya Peralatan (VA) Daya Langganan PLN (VA) Lampu Kulkas TV AC Exhaust Fan Elektrik Water Heater Socket outlet 1 70,63 88,24 94,12 600,00 223,53 437,50 600,00 2131,18 2200 2 161,88 88,24 94,12 1270,59 223,53 437,50 1000,00 3240,59 3500 3 219,38 88,24 94,12 1494,12 335,29 437,50 500,00 3475,88 3500 4 142,50 88,24 188,24 1588,24 223,53 437,50 600,00 3176,47 3500 5 128,75 88,24 94,12 1164,71 223,53 437,50 600,00 2703,53 3500 6 201,88 88,24 94,12 1670,59 141,18 411,76 800,00 3346,47 3500 Tabel 3. Daya Peralatan Utilitas Apartemen No Peralatan Utilitas bangunan Lokasi Jumlah Daya (VA) Total Daya (VA) 1 Mesin Lift Lantai atap 2 10000 20000 2 Pompa Transfer Lantai dasar 1 5500 5500 3 Pompa Filter Lantai dasar 1 1100 1100 4 Pompa Deepwell Lantai dasar 1 7500 7500 5 Elektrik Hydrant pump Lantai dasar 1 150000 150000 6 Jookey pump Lantai dasar 1 7500 7500 7 Booster pump Lantai atap 1 2200 2200 8 Pressure fan Lantai atap 2 11000 22000 TOTAL 215800
Volume 17 Nomor 1 Maret 2018 Mekanika: jurnal ilmiah mekanika 5 Volume 17 Nomor 1 Maret 2018

## 4.3 Perhitungan luas penampang penghantar
Sebagai  contoh  luas  penampang  penghantar adalah penghantar utama LVMDP ( Low Voltage Main Distribution  Panel )  ke  PP  ( Power  Panel )  lantai  1. Dengan  menggunakan  Persamaan  (4),  arus  nominal penghantar dari LVMDP ke PP Lantai 1 adalah,
43195,48 𝐼 = √ 3 × 380
= 65,45 𝐴
Berdasarkan arus nominal diperoleh KHA sebesar,
𝐾𝐻𝐴 = 1,25 × 65,45 = 81,81 A KHA sebesar 81,81 A didapat luas penghantar NYY 4 × 25  mm 2 [11].  Dengan  cara  yang  sama  didapat luas  penghantar  kabel  untuk  seluruh  instalasi.  Jenis penghantar yang digunakan pada Apartemen Menara One  adalah  NYM,  NYY,  FRC,  NA2XSY  dan NYFGbY.

## 4.4 Pembagian Kelompok Beban
Suplai  energi  listrik  apartemen  Menara  One menggunakan sistem 3 fasa dengan tegangan suplai
Secara  keseluruhan  terdapat  17  panel  beban. Pada  setiap  lantai  terdapat  satu  buah  panel  beban, kecuali  lantai  dasar  memiliki  tiga  buah  panel  yang terdiri dari satu panel pompa, satu panel hydrant dan satu panel dasar.

## 4.5 Perhitungan Susut Tegangan
Perhitungan  susut  tegangan  terbesar  pada Apartemen  Menara  One  adalah  dari  jarak  terjauh LVMDP  ke  PP  lantai  12.  Dengan  menggunakan Persamaan (3) didapat arus nominal dari LVMDP ke PP lantai 12 sebesar,
𝐼 = 24394 380√3
= 37,06 A
Asumsi yang digunakan adalah, cos ⱷ = 0,8 kabel NYY 4 x 6 mm 2
L = 63 m = 0,063 km ( 𝑅𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝑋𝑠𝑖𝑛𝜑 ) = 1,78 Ω/ km
Dengan menggunakan Persamaan (5) dan (6) didapat susut tegangan sebesar,
220/380   V,  sehingga   perlu   dilakukan  pembagian kelompok  beban.  Hal  ini  bertujuan  untuk  menjaga keseimbangan  beban  pada  tiap  fasa,  melokalisir gangguan yang timbul agar tidak mempengaruhi kerja sistem  secara  keseluruhan,  mempermudah  dalam pemasangan, pemeriksaan, pengoperasian dan perbaikan. Alur pendistribusian daya listrik dari Panel LVMDP  ( Low  Voltage  Main  Distribution  Panel )  ke panel beban ditunjukkan pada Gambar 4.
∆𝑉 = √ 3 × 37,06 × 0,063 × 1,78 = 7,19 𝑉
Jadi persentase susut tegangannya sebesar:
∆𝑉 (%) = 7,19 × 100% = 1,89 % 380
Nilai  susut  tegangan  yang  diperoleh  tidak  melebihi dari  yang  disyaratkan  [1]  yaitu  5%,  ,hal  ini  berarti telah memenuhi ketentuan yang berlaku.
Tabel 4. Daya listrik tiap lantai
No Lantai Daya (VA) Total Daya (VA) Penerangan Apartemen AC Utilitas Socket Outlet 1 Lantai dasar 7064,71 - - 213750,30 2000,00  232200,00 2 Lantai 1 3787,06 - 34114,91 447,06 4400,00 43200,00 3 Lantai 2 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 4 Lantai 3 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 5 Lantai 4 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 6 Lantai 5 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 7 Lantai 6 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 8 Lantai 7 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 9 Lantai 8 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 10 Lantai 9 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 11 Lantai 10 905,00 55300,00 - - 400,00 57240,00 12 Lantai 11 1272,00 39000,00 - 320,00 400,00 40992,00 13 Lantai 12 2419,41 - 18960,00 1214,12 2000,00 24394,00 14 Lantai atap 2614,12 - - 55330,00 2000,00 60240,00 Total 854074,00
Volume 17 Nomor 1 Maret 2018
Gambar 4. Diagram distribusi listrik Apartemen Menara One
Volume 17 Nomor 1 Maret 2018 Mekanika: jurnal ilmiah mekanika 7 Volume 17 Nomor 1 Maret 2018

## 5. KESIMPULAN
Dari  perhitungan  sistem  elektrikal  yang  telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Daya listrik pada hunian apartemen tipe 1 adalah 2200 VA dan daya listrik pada hunian apartemen tipe 2 sampai 6 adalah 3500 VA.
2. Kapasitas  Transformator stepdown dan  genset adalah 1000 kVA.
3. Susut  tegangan  maksimum  yang  terjadi  adalah 1,89 % atau 7,19 V.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1] BSN, “SNI 04-0225-2000: Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000,” PUIL 2000 ,
Jakarta, 2000.
[2] BSN, “SNI 03-6575-2001: Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Buatan Pada Bangunan Gedung,”, Jakarta, 2001.
[3] Centrado, “Centrado  Distribution  & Power Transformers Catalog,”  Centrado, 2017. [pdf]. Tersedia: http://centrado.co.id/images/stories/.../bro surtrafotm-en.pdf , [Diakses:  12  Februari 2017].
[4] D.  I.  Fawzi,  “Perancangan  Sistem
Mekanikal  Elektrikal  Plumbing  (  MEP  ) pada  Gedung  Perawat  Stikes,” Skripsi, Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2015. [5] S. J. Guo, C. S. Tai, and H. C. Chen, “The
Application  of  MEP  Systems  Installation for  Interface  Integration  in  Building Construction,” J.  Marine  Sci.  Tech. ,  vol.
21,  pp.  15–23.  doi:10.6119/JMST-011- 0708-1, 2013.
[6] Komatsu, “Full Line-Up of EGS-Series
Generator Set Catalog,” Komatsu, 2017.
[pdf] Tersedia:
http://komatsu.com/generator/shared/pdf/ line_up_of_egs_series_generator.pdf,
[diakses: 24 Februari 2017].
[7] J.  Lanre  and  C.  Akinyemi,  “Design  and Development  of  Calculator  Software  for Residential  Electrical  Services  Design,”
Int.  J.  Eng.  Tech. ,  vol.  2,  pp.  371–378. 2012.
[8] A. Lukmantara , “Sistem Elektrikal
Gedung , ” Lukmantasa, 2014 . [Online] Tersedia: http://aloekmantara.blogspot.co.id/2014/5 / sistem-elektrikal-gedung, [Diakses: 14 November 2016].
[9] Menara  Santosa,  “Menara  One  Soho Apartments,”  Menara  Santosa,  2016. [Online]. Tersedia : http://menarasantosa.com, [Diakses:  21 November 2016].
[10] Philips, “Philips Lighting Catalogue,” Philips, 2017. [pdf]. Tersedia:
http://philips-lighting-catalogue-2017- final-interactive1-europe.pdf, [Diakses: 16 Februari 2017]
[11]
Yunitomo, “Yunitomo Electrical Cable Catalog,” Yunitomo, 2017. [pdf]. Tersedia: http://www.yunitomo.com/files /katalog%20yunitomo%202017.pdf,
[Diakses: 12 Februari 2017].