SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326

## PERENCANAAN PENANGKAL PETIR DI GEDUNG SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI PEKANBARU
Ermawati 1, Engla Harda Arya 2
STT Pekanbaru
Jl. Dirgantara No.4, Kel, Sidomulyo Tim., Kec. Marpoyan Damai, Kota Pekanbaru, Riau 28125 Email : ermawatip44@gmail.com 1 , Englahardaarya@gmail.com 2

## Abstract
The installation of lightning rods is very necessary for office buildings, buildings, towers so that humans and equipment inside the building are protected from the danger of lightning strikes. This study plans a good  lightning  rod  to  be  installed  in  the  Pekanbaru  Technology  High  School  building  by  knowing  the values  of  lightning  strike  density,  lightning  strike  distance,  the  level  of  building  hazard  estimates, determining the area that attracts lightning strikes, determining the number of lightning strikes per year, and determining the radius. protection against lightning strikes. The results of the research that has been carried out, in the Pekanbaru Technological School (STTP) building with a building length of 32.50 m, a building  width  of  22.50  m,  and  a  building  height  of  18.00  m.  obtained  the  value  of  lightning  density N_g=35,3602  km²/year,  area  of  attraction  for  lightning  strikes  A_e=15,827.49  m²,  the  number  of lightning  strikes  N_d=0,559/year,  has  level  III  protection  with  E=082,  area  of  radius  A_x=174.885.44 m², So to be safer from lightning strikes, the STTP building using an electrostatic lightning rod is enough to use 1 finial with a length of 2 m.
Keywords: electrostatic, lightning rod, lightning strike, strike density,

## Abstrak (Times New Roman 10 Bold)
Pemasangan    penangkal  petir  sangat  diperlukan  untuk  bangunan  kantor,  gedung,  menara  agar  manusia dan  peralatan-peralatan  yang  berada  didalam  bagunan  tersebut  terhindar  dari  bahaya  sambaran  petir. Penelitian  ini    merencanakan  penangkal  petir  yang  baik  untuk  dipasang  di  gedung  Sekolah  Tinggi Teknologi  Pekanbaru  dengan  mengetahui  nilai-nilai  kerapatan  sambaran  petir,  jarak  sambaran  petir, tingkat  perkiraan  bahaya  bangunan,  menentukan  luas  daerah  yang menarik  sambaran petir,  menentukan jumlah  sambaran  petir  pertahun,  dan  menentukan  radius  perlindungan  terhadap  sambaran  petir.    Hasil penelitian  yang  telah  dilakukan,  pada  gedung  Sekolah  Tinggi  Teknologi  Pekanbaru  (STTP)  dengan panjang  bangunan  32,50  m,  lebar  bangunan  22,50  m,  dan  tinggi  bangunan  18,00  m.  didapatkan  nilai kerapatan  petir =35.3602  km²/tahun,  luas  daerah  menarik  sambaran  petir =15.827,49  m²,  jumlah sambaran petir =0,559/tahun, memiliki proteksi tingkat III dengan E=082, luas radius =174.885,44 m²,    Maka  untuk  lebih  aman  dari  sambaran  petir  maka  gedung  STTP  menggunakan  penangkal  petir elektrostatik cukup menggunakan 1 finial dengan panjangnya 2 m.
Kata kunci: elektrostatis, penangkal petir,sambaran petir, kerapatan sambaran

## 1. Pendahuluan
Petir merupakan peristiwa peluahan listrik antara suatu  awan  bermuatan  dengan  bumi,  atau  antara awan  bermuatan  dengan  awan  bermuatan
lainnya.  Dalam  peristiwa  ini,  jarak  antara  awan ke awan atau awan ke bumi relative cukup tinggi dan  dapat  diasumsikan  sebagai  jarak  elektroda. sumber terjadinya petir adalah awan c ummulonimbus atau awan guruh yang
SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326
berbentuk  gumpalan  dengan  ukuran vertical lebih  besar  dari  ukuran horizontal .  Ukuran vertical dapat  mencapai  14  km  dan  ukuran horizontal berkisar 1,5 sampai 7,5 km [1].
Perencanaan  penangkal  petir  adalah untuk memperoleh suatu sistem yang direncanakan  dan  dilaksanakan  dengan  baik sehingga jika terjadi sambaran petir maka sarana inilah  yang  menyalurkan  arus  petir  ke  dalam tanah  dengan  aman  tanpa  menimbulkan  bahaya bagi  makhluk  hidup  dan  benda  lainnya  yang berada di dalam, di luar atau di sekitar bangunan. Bagian bangunan yang biasanya terkena sambaran  petir  adalah  ujung-ujung  runcing  dari atap,  bumbungan,  jurai  atau  lisplang-atap, puncak  menara,  cerobong  asap  atau  bangunan yang  menonjol  di  atap.  Petir  yang  terjadi  antara awan dengan permukaan bumi dapat menimbulkan kerusakan pada gedung tinggi dan peralatannya [2].
Pembangunan gedung Sekolah Tinggi Teknologi  Pekanbaru  (STTP)  yang  terdiri  dari  4 lantai  sangat  membutuhkan  instalasi  penangkal petir yang baik dikarenakan bangunan bertingkat lebih  memiki  resiko  gangguan  sambaran  petir  , baik gangguan mekanik maupun gangguan alam. Salah  satu  gangguan  alam  yang  sering  terjadi adalah sambaran petir. Mengingat letak geografis Indonesia yang dilalui garis khatulistiwa menyebabkan Indonesia beriklim tropis, akibatnya Indonesia memiliki hari guruh rata-rata per  tahun  yang  sangat  tinggi.  Akibat  terkena sambaran  petir  dapat  membahayakan  makhluk hidup  dan  peralatan  listrik  yang  ada  di  dalam gedung tersebut. Untuk melindungi dan mengurangi  dampak  kerusakan  akibat  sambaran petir  maka  di  gedung  tersebut  perlu  dipasang instalasi penangkal petir.
Teknik  penangkal  petir  ini  yang  sederhana dan  pertama  kali  dikenal  menggunakan  prinsip yang pertama, yaitu dengan membentuk semacam  tameng  atau  perisai  berupa  konduktor yang  akan  mengambil  alih  sambaran  petir. Sistem  proteksi  konvensional  memiliki  tiga bagian utama yaitu batang penangkal petir, kabel konduktor  serta  tempat  pembumian.  Batang penangkal  petir  atau  terminasi  udara  sering  juga disebut splitzer berada  paling  atas  gedung  atau menara [3].
Finial ialah penangkal petir batang pendek yang biasa  dipasang  pada  bangunan  atap  datar  yang mempergunakan  instalasi  penangkal  petir  sistem kurungan faraday sedangkan  bangunan  atap runcing mempergunakan metode Rolling Sphere, metode sudut proteksi dan metode jala.
Finial berupa  konduktor  batang  tegak merupakan finial yang  memiliki  konstruksi berupa  sisi  ujung  finialnya  secara  umum berbentuk metal yang runcing sebagai pengumpul  muatan  listrik  statis  dan  diletakkan pada  tempat  yang  tinggi  khususnya  pada  atap bangunan  miring,  sehingga  petir  diharapkan menyambar ujung metal tersebut terlebih dahulu [4].
Penelitian  lainnya  yang  dilakukan  oleh  [5]  yang berjudul  “Perancangan  Kinerja  Penangkal  Petir Menggunakan  Metoda  Bola  Gelinding  pada Gedung  Perpustakaan  Universitas  Lancang Kuning Pekanbaru”. Petir merupakan gejala alam dan tidak bisa dihilangkan atau dicegah, kejadian petir  dapat  melibatkan  arus  impuls  yang  tinggi, dalam waktu singkat dengan akibat bahaya yang besar.  Pelepasan  muatan  listrik  antara  awan dengan  tanah  terjadi  karena  adanya  kuat  medan listrik  antara  muatan  di  awan  dengan  muatan induksi  di  permukaan  tanah.  Semakin  besar muatan  yang  terdapat  di  awan,  semakin  besar pula medan listrik yang terjadi.
Apabila  kuat  medan  ini  melebihi  kuat  medan tembus  udara,  maka  akan  terjadi  pelepasan muatan peristiwa pelepasan muatan ini dinamakan kilat atau petir.
Mengingat  kota  pekanbaru  termasuk  daerah dengan sambaran petir yang cukup tinggi, apakah perlu  penangkal  petir  dipasang  pada  Gedung Sekolah  Tinggi          Teknologi  Pekanbaru.  Jenis penangkal  petir  apakah  yang  cocok  dipasang pada Gedung sekolah tinggi teknologi pekanbaru.

## 2. Methodologi
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merencanakan suatu sistem instalasi penangkal petir yang sesuai untuk  dipasang  pada  gedung  Sekolah  Tinggi Teknologi  Pekanbaru  (STTP),  sehingga  gedung tersebut  benar-benar  dapat  terlindungi  dari bahaya sambaran petir.
SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326
Langkah-langkah yang
digunakan dalam perencanaan adalah sebagai berikut:
2.1. Prosedur
Dalam  melakukan  pengumpulan  data- data penulis melalui beberapa prosedur, diantaranya adalah:
1. Melakukan observasi lapangan ke Dinas Pekerjaan  Umum  Kota  Pekanbaru  (PU) dan Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stadiun Klimatologi Pekanbaru (BMKG). 2. Melakukan observasi ke gedung
Sekolah Tinggi Teknologi Pekanbaru.

## 2.2. Objek Perencanaan
Objek  dalam  penelitian  ini  adalah gedung  Sekolah  Tinggi  Teknologi  Pekanbaru dengan berukuran 32,50 m x 16 m yang terletak di jalan Dirgantara No. 04 Kota Pekanbaru, Riau.

## 2.3. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang diambil dalam penelitian ini adalah metode observasi dan studi kepustakaan. 2.4. Teknik Analisis Data Data  yang  diperoleh  akan  dianalisis. Langkah-langkah perencanaan instalasi
penangkal petir yang dilakukan adalah :
1. Menentukan  tingkat  perkiraan  bahaya gedung STTP
2. Menentukan kerapatan sambaran petir
3. Menentukan  luas  daerah  yang  menarik sambaran petir
4. Menentukan  jumlah  sambaran  petir  per tahun
5. Menentukan tingkat proteksi
6. Menentukan jarak sambaran petir (meter)
7. Menentukan luas daerah proteksi (Rolling Sphere)
8. Menentukan sudut lindung
9. Menentukan jumlah elektroda
10. Menentukan  menentukan  luas  daerah proteksi ( Elektrostatik )
11. Menentukan radius proteksi ( Elektrostatik ) 12. Menentukan luas daerah proteksi
standar NFC 17-102 ( Elektrostatik )
13. Menentukan terminasi udara
14. Menentukan konduktor penyalur
15. Perbandingan  sistem  penangkal  petir Rolling Sphere dan Elektrostatik

## 3. Hasil dan Pembahasan

## 3.1. Deskripsi Bangunan
Gedung  Sekolah  Tinggi  Teknologi
Pekanbaru (STTP) yang terletak di Jl. Dirgantara No.4  Kota  Pekanbaru.  Gedung  ini  dibangun diatas  lahan  seluas  731,25  m².  Data  dimensi gedung  Sekolah  Tinggi  Teknologi  Pekanbaru
(STTP) sebagai berikut : 1. Panjang bangunan = 32,50 m 2. Lebar bangunan = 22,50 m 3. Tinggi bangunan = 18,00 m Dari  data-data  yang  diatas  kita  dapat menentukan  tingkat  perkiraan  bahaya  gedung STTP (R) = A+B+C+D+E dengan indeks-indeks sebagai berikut dengan menggunakan persamaan (5) : 1. Indeks A penggunaan dan isi Gedung  STTP  merupakan  gedung  yang berisi  cukup  banyak orang    dan  banyak barang-barang  berharga  dan  berisi  arsip dan dokumen penting. Nilai = 2 2. Indeks B kontruksi bangunan Gedung  STTP  termasuk  bangunan dengan  menggunakan  kontruksi  beton bertulang. Nilai = 2 3. Indeks C tinggi bangunan Gedung  STTP  mempunyai  ketinggian
18,00 meter
Nilai = 4
SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326
4. Indeks D situasi bangunan Gedung  STTP  terletak  di  tanah  datar pada semua kegiatan Nilai = 0 5. Indeks E pengaruh kilat Hari  guruh  pertahun  di  daerah  Riau adalah 218
Nilai = 7 Jadi Jumlah R = A + B +C + D + E R = 2 + 2 + 4 + 0 + 7 = 15
Karena  nilai  R  =  15  maka  indeks perkiraan  bahaya  terhadap  sambaran  petir  pada gedung  STTP  adalah  sangat  besar.  Sehingga pengaman untuk gedung STTP terhadap sambaran petir sangat dianjurkan.

## 3.2. Menentukan Kerapatan Sambaran Petir
Adapun  beberapa  data  kota  -  pulau  hari  guruh dari BMKG pada tahun 2018.
Tabel 3.1 BMKG Hari Guruh per Tahun 2018
No Kota – Pulau
Curah
Petir IKL 1 Bogor – Jawa 201 55.15 2 Belawan – Sumatera 246 67.36 3 Balikpapan – Kalimantan 227 62.10 4 Citeko – Jawa 227 62.30 5 Gorontalo – Sulawesi 212 58.08 6 Indramayu – Jawa 187 51.23 7 Jakarta – Jawa 193 52.88 8 Jaya Pura – Irian 197 53.88 9 Banyuwangi-Jawa 101 27.56
10 Meulaboh – Sumatera 178 48.77 11 Lhokseumawe 201 55.07 12 Medan – Sumatera 224 61.34 13 Sibolga – Sumatera 158 43.29 14 Dumai – Sumatera 218 59.75 15 Riau – Sumatera 218 59.33 16 Pangkal Pinang – Kalimantan 118 32.33 17 Paloh – Kalimantan 188 51.56 18 Batam – Batam 131 35.94 19 Amahai – Maluku 109 29.95 20 Masamba – Sulawesi 248 67.88 Kerapatan  sambaran  petir  dapat diketahui dengan persamaan (3)
km²/tahun Dimana : Td = hari guruh per tahun Nilai digunakan untuk
menentukan  jumlah  sambaran  petir  per tahun pada sub bab berikutnya.

## 3.3. Menentukan  Luas  Daerah  yang  Menarik

## Sambaran Petir Luas
Area ekivalen pada gedung STTP dapat dicari menggunakan persamaan (12), yaitu :
SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326
Dimana :
a = panjang bangunan b = lebar bangunan h = tinggi bangunan Hasil luas daerah yang menarik
sambaran  petir  pada  gedung  STTP bernilai
. Dan tersebut digunakan untuk
menentukan jumlah sambaran petir per tahun.
3.4. Menentukan  Jumlah  Sambaran  Petir per Tahun
Jumlah  rata-rata  frekuensi  sambaran petir  langsung  per  tahun diketahui persamaan (13), yaitu : Diamana :
=  Frekuensi  sambaran  petir  per
tahun = Kerapatan sambaran petir = Luas area ekivalen Jumlah  rata-rata  frekuensi  sambaran petir langsung bernilai 3.5. Menentukan Efesiensi Sistem Proteksi Petir
(SPP) lalu Menentukan Tingkat Proteksi
Dari stasiun BMKG diperoleh nilai
frekuensi  sambaran  petir  tahunan  setempat yang diperbolehkan adalah /tahun. Nilai maka diperlukan  sistem  proteksi    dan  efesiensi SPP  dapat  dihitung  berdasarkan  persamaan (14), yaitu : Dimana : = Frekuensi sambaran petir per tahun = Frekuensi sambaran petir setempat Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan  nilai ,  nilai ini mendekati  0,90  dengan ini  dapat  ditentukan
tingkat  proteksi  untuk  gedung  STTP,  Maka didapatkan  bahwa  gedung  STTP  mempeunyai tingkat proteksi III. Maka dapat ditentukan sudut proteksinya  (α˚)  dari  penempatan  suatu  terminal udara,  radius  bola  yang  di  pakai  maupun  jala (konduktor horizontal) sesuai tabel 3.2.
Tabel  3.2.  Daerah  Proteksi  dari  Teriminasi  Udara  sesuai dengan Tingkat Proteksinya

## 3.6. Menentukan  Radius  Perlidungan  Terhadap Sambaran Petir
Adapun  untuk  radius  perlindungan terhadap sambaran petir penulis akan menggunakan  metode Elektrostatik sebagai berikut
Pada sistem penangkal petir elektrostatik  yang  direncanakan  akan  dipasang diatap  gedung  STTP  dengan  jenis  Helita  Pulsar 60 No tipe IMH. 6012 dengan panjang terminasi udara 2 meter.
Radius  penangkal  petir  bila  yang direncanakam  87,989  meter  maka  penulis menggunakan  radius  100  meter  pada  sistem  ini. Karena  pada  acuan  standar  desain  pabrikan radius yang tertera adalah 100 meter sampai 150 Ting kat Prote ksi `     h (m) R (m) 20 30 45 60 Leb ar
Mat a Jala (m) α˚ α˚ α˚ α˚
I 20 25 * * * 5 II 30 35 25 * * 10 III 45 45 35 25 * 10 IV 60 55 45 35 25 20
SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326
meter  lebih  maka  luas  daerah  proteksinya berdasarkan persamaan (1), yaitu :
Bangunan  gedung  STTP  memiliki tingkat  proteksi  tingkat  III  berhubung  dengan sistem  penangkal  petir  elektrostatik  proteksi tingkat  III  yaitu  dengan  D  sebesar  45  m, berdasarkan  spesifikasi  pulsar  nilai  ∆  60. Berdasarkan persamaan (3), yaitu :
Dimana : :  h  =  (bangunan  tertinggi  – bangunan terendah – jarak atap dari bawah support  final)  +  tinggi  support  terminasi udara h = (18-7-2) + 2 = 11 D = 45 m : ∆ = 60 m Bila  merujuk  pada  spesifikasi  yang tertulis penangkal petir yang terpasang mempunyai  radius  proteksi  sebesar  87,989  m, namun  pada  kenyataan  berdasarkan  perhitungan menggunakan  standar  NFC  17-102  diatas  hanya sekitar  236  m  sehingga  luas  radius  proteksinya menjadi :
Berdasarkan  spesifikasi  penangkal  petir tersebut memiliki radius proteksi 100 m dan luas proteksinya  31.400  m²  namun  berdasarkan analisa  perhitungan  menggunakan  standar  NFC 17-102  radius  proteksi  sebesar  236  m  dengan luas  radius  sebesar
m²  sehingga
terjadi kenaikan radius karena adanya perhitungan bangunan terendah sekitar lokasi.
Dari    perhitungan  di  atas  bahwa  jenis penagkal  petir Elektrostatik mempeunyai  luas radius  sebesar m².  semsntara  luas area gedung STTP adalah sebesar 731,25 ², maka digunakan  jenis  penangkal  petir Elektrostatik karena  luas  radius  penangkal  petir ini mampu melindungi  seluruh  area  gedung  STTP  terhadap sambaran petir.

## 4. Simpulan
Bedasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka  dapat  disimpulkan  untuk  perencanaan penangkal  petir  pada  gedung  STTP  adalah sebagai berikut :
1. Penangkal  petir  yang  akan  dipasang  di gedung  STTP  adalah  penangkal  petir  jenis Elektrostatis . 2. Jumlah finial yang tepasang adalah 1 unit.
3. Luas  daerah  ekivalen  pada  gedung  STTP sebesar 15.827,49 m².
4. Radius    penangkal  petir  Elektrostik  yang digunakan  memiliki  luas  proteksi  sebesar 31.400 m².
5. Teriminasi  udara  dan  konduktor  penyalur menggunakan  tembaga  yang  berukuran  35 mm².
6. Di  Riau  mempunyai  data  hari  guruh  curah petir  218  dan  dikelompokkan    terjadi sambaran petir sangat tinggi.

## Daftar Pustaka
[1] S. A. HUTAGAOL, “STUDI TENTANG  SISTEM  PENANGKAL PETIR PADA BTS ( BASE TRANSCEIVER  STATION  )  (  Aplikasi pada  PT.  Telkomsel  -  Banda  Aceh  ),” Universitas Sumatera Utara, 2009. [2] R.  P.  Ambarita,  A.  Syakur,  and Yuningtyastuti,  “Simulasi  Penentuan Nilai Tahanan Pentanahan Menara Transmisi 150 Kv Terhadap Backflashover  Akibat  Sambaran  Petir Langsung,” Transient ,  vol.  4,  no.  4,
2015. [3] F.  A.  Sinaga  and  Ansyori1,  “Evaluasi Sistem Proyeksi Petir Menara Telekomunikasi PT Dayamitra Telekomunikasi (Telkom Group) Simpang Timbangan Indralaya,”
SURYA TEKNIKA Vol. 8 No. 2, Desember 2021:  320 – 326
Mikrotiga ,  vol.  2,  no.  1,  pp.  11–15, 2015.
[4] Dachlan, H. S., Dhofir, M., & Fernanda, V.  (2012).  Pengaruh  Sudut  Keruncingan Dan  Diameter  Finial  Franklin  Terhadap Distribusi  Medan  Listrik  Dan  Tingkat Tegangan Tembus. Jurnal EECCIS , 2 (1), 1-10.
[5]    Atmam  &  Situmeang,  Usaha,  2015,
Perancangan  Kinerja  Penangkal  Petir Menggunakan  Metode  Bola  Gelinding pada  Gedung  Perpustakaan  Universitas Lancang Kuning, Jurnal Sains, Teknologidan Industri, Volume 13 No. 1, pp. 130-135, ISSN : 2407-0939. Pekanbaru.