Ada yang masih pakai formula ini buat cara menghitung FM200? Rumus Volume x 0,5463 buat hitung cepat kebutuhan gas FM-200? Ini hasilnya beneran akurat gak sih, rumus hitung cepat atau formula jalan pintas? Rumus asal-asalan atau formula akal-akalan?
Sains metode pemadam api menggunakan Clean Agent Gas bukanlah takaran kopi dan gula yang bebas dipadu sesuai selera.
Lalu seperti apa sih persamaan perhitungan yang sebenarnya?
Selamat datang di Special Hazard Fire Suppression Systems, yang mana keselamatan jiwa adalah passion. Karena suatu saat apa yang kita kerjakan berkemungkinan besar bakal menyelamatkan nyawa seseorang. Oleh karenanya saya harap Anda juga turut menjadikan perlindungan bahaya kebakaran khusus sebagai salah satu keahlian Anda.
Halo, kembali lagi bersama saya, FADHLAN HAMID, tim ReedFOX yang akan membantu Anda cara menghitung kapasitas berat gas FM200 (HFC-227ea) versi NFPA 2001 terbaru, edisi 2022.
Namun sebelum memulai, saya ingin kita sepakat terlebih dahulu, bahwasanya kebakaran adalah suatu fenomena proses reaksi, yang melibatkan unsur fisika, kimia, dan matematika.
Metode pemadaman kebakaran menggunakan media clean agent gas, NFPA membedakannya menjadi 2 mekanisme, yaitu: Total Flooding dan Local Application.
Oleh karena FM-200 Fire Suppression Systems bekerja secara Total Flooding, maka ada beberapa faktor penting yang perlu menjadi pertimbangkan sebelum menghitung kapasitas berat gas FM-200. Seperti: Dimensi volume ruangan, temperature ruangan, klasifikasi kelas kebakaran, safety factor kelas kebakaran, design concentration, massa jenis gas (specific vapour volume), suhu penyimpanan gas FM-200, hingga tekanan udara.
Tertarik? Simak terus ya.
Rangkuman Cara Menghitung FM200
Setelah membaca dan mempelajari artikel ini, saya harap nantinya Anda mampu menghitung sendiri secara mandiri, aplikasi kebutuhan gas FM-200 pada suatu ruangan. Berikut uraian lengkap cakupan pembahasan di dalam artikel ini:
- Standard & regulasi dunia yang mengatur tentang bagaimana cara menghitung FM200 menyesuaikan volume ruangan.
- Cara menghitung FM200 berdasarkan ketetapan equation formula versi NFPA 2001 edisi 2022 terbaru.
- Mengidentifikasi dan menjelaskan maksud dan arti dari simbol equation formula pada NFPA 2001 edisi 2022 tentang bagaimana cara menghitung FM200.
- Cara menemukan dan menentukan nilai masukan sebagai nilai notasi equation formula cara menghitung FM200.
- Cara menghitung net volume ruangan yang akan diproteksi oleh FM200 Fire Suppression Systems.
- Cara menemukan nilai Minimum Extinguishing Concentration (MEC) dan Minimum Design Concentration (MDC), menentukan nilai Safety Factor (SF), dan menghitung nilai Agent Design Concentration.
- Penggunaan referensi data setara untuk acuan pengganti nilai MEC pada UL 2166, yang bertujuan untuk menentukan nilai MDC bahan kimia Kelas Api B selain jenis n-Heptane.
- Cara menentukan nilai Spesific Vapor Volume berdasarkan suhu atau temperatur ruangan.
- Mengidentifikasi kelas kebakaran untuk menentukan nilai Safety Factor.
- Contoh cara menghitung FM200 berupa studi kasus untuk mengetahui kebutuhan kapasitas berat gas FM-200, dengan perbedaan nilai suhu ruangan dan kelas kebakaran.
- Simulasi berupa contoh cara menghitung FM200 untuk Kelas Api A, B, dan C.
Standard & Regulasi Cara Menghitung FM200
Equation formula tentang bagaimana cara menghitung kebutuhan gas FM-200 yang akan kita bahas, contohkan, dan gunakan dalam artikel ini, nantinya akan mengacu pada standar NFPA 2001, Edisi 2022.
Selain NFPA 2001:2022, ada equation formula lainnya yang menyajikan tentang bagaimana cara menghitung FM200 (HFC-227ea), yaitu: ISO 14520-9, BS EN 15004-5, SNI 19-6772-2002, dan UL 2166.
British Standard — BS ISO 14520-9
Gaseous Fire-extinguishing Systems — Physical Properties and System Design. Part 9: HFC 227ea Extinguishant.
British Standard — BS EN 15004-5
Fixed Firefighting Systems — Gas Extinguishing Systems. Part 5: Physical Properties and System Design of Gas Extinguishing Systems for HFC 227ea Extinguishant.
Badan Standarisasi Nasional — SNI 19-6772-2002
Tata Cara Sistem Pemadam Api FM 200 (HFC-227ea).
UL Standard — UL 2166
Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units.
Semua formulanya hampir sama, yang membedakan hanyalah pada penggunaan notasi atau simbol. Cara menghitung FM200 (HFC-227ea) versi ISO dan BS EN, InsyaAllah akan saya bahas di artikel berikutnya.
Equation Formula Cara Menghitung FM200 Berdasarkan NFPA 2001:2022
Dalam NFPA 2001 terbaru edisi 2022, equation formula atau rumus yang digunakan sebagai cara menghitung FM200, dapat Anda temukan di Chapter 7 – Total Flooding Systems, bagian 7.3. Total Flooding Quantity.
Pada bagian 7.3 tersebut, Anda juga akan menemukan beberapa rumus dan formula perhitungan lainnya, yang nanti penggunannya juga bakal bisa untuk kondisi-kondisi tertentu. Namun saat ini kita fokus dulu pada pembahasan formula dasar bagaimana cara menghitung FM200 berdasarkan NFPA 2001:2022.
Pada klausul 7.3.1, menyebutkan bahwa: “The quantity of halocarbon agent required to achieve the design concentration shall be calculated from the following equation: …“
Maksudnya, keperluan jumlah agent gas FM-200 untuk mencapai desain konsentrasi tertentu, perhitungannya harus menggunakan persamaan rumus berikut:
Nah, sekarang kita udah tau nih rumus atau formulanya.
Selanjutnya kita identifikasi maksud dan arti dari simbol atau notasi pada formula tersebut.
W = Weight
Weight artinya berat, inilah tujuan kita untuk mencari tau. Berapa sih, berat gas FM-200 yang kita butuhin.
V = Volume
Volume yang dimaksud adalah volume area atau kubikasi ruangan yang akan kita proteksi (enclosure hazards). Kubikasi ruangan tersebut, dihitung berdasarkan volume bersihnya (net volume).
Net Volume adalah total volume ruangan setelah dikurangi kubikasi struktur bangunan yang bersifat tetap dan solid.
Jadi maksudnya gini, anggaplah Anda memiliki ruangan yang berukuran panjang 12 meter, lebar 8 meter, dan tinggi 4 meter. Apabila dijumlahkan, berarti volume ruangan Anda adalah sebesar 384 m3.
Namun pada bangunan tersebut, terdapat struktur tiang beton yang berjumlah sebanyak 12 tiang, berukuran 30 x 30 cm dengan ketinggian 4 meter. Selanjutnya hitunglah kubikasi tiang beton tersebut jika kubikasi tiangnya mengurangi volume ruangan.
Berdasarkan ilustrasi di atas, ada 2 tiang kolom yang berukuran penuh, 6 tiang yang berukuran setengah, dan 4 tiang berukuran seperempat.
- (0,3*0,3*4) x 2 = 0,72 m3
- ((0,3*0,3*4) x 6) : 2 = 1,08 m3
- ((0,3*0,3*4) x 4) : 4 = 0,36 m3
Jika dijumlahkan, berarti kubikasi atau volume seluruh tiang Anda adalah 0,72 + 1,08 + 0,36, maka total volumenya adalah 2,16 m3.
Artinya, volume ruangan Anda yang sebenarnya hanyalah sebesar 381,84 m3. Volume kotor ruangan, kurang volume tiang kolom.
Itulah yang dimaksud dengan net volume ruangan Anda.
Baca juga: Prosedur Refill Isi Ulang FM-200 (HFC-227ea)
C = Concentration
Agent Design Concentration artinya nilai konsentrasi gas yang nantinya akan diaplikasikan dalam ruangan. Nilai minimum Agent Design Concentration disebut juga dengan Minimum Design Concentration (MDC).
Concentration adalah persentase massa jenis uap/gas (% per volume) pada suhu tertentu, yang akan mempengaruhi jumlah atau banyaknya gas yang akan diaplikasikan pada ruangan yang akan diproteksi, yang akan mempengaruhi efektifitasnya ketika menyingkirkan panas.
Namun sebelum melanjutkan tentang bagaimana cara menentukan nilai Agent Design Concentration, saya akan jelaskan terlebih dahulu definisi dan perbedaan antara Minimum Extinguishing Concentration (MEC) dengan Minimum Design Concentration (MDC) menurut NFPA 2001, edisi 2022.
Minimum Extinguishing Concentration (MEC)
Minimum Extinguishing Concentration (MEC) adalah suatu perolehan nilai dari hasil penelitian dan pengujian dari masing-masing zat/bahan/material (fuel) yang diuji/dibakar berdasarkan golongan klasifikasi kebakarannya.
Berikut adalah perbandingan nilai Minimum Extinguishing Concentration (MEC) yang tercantum pada NFPA 2001 edisi 2022 dan edisi 2015:
- MEC Class A & C = 5.2
- MEC Class B = 6.62 (6.7)
Dalam proses pengujiannya, suatu zat/bahan/material diletakkan di dalam suatu wadah khusus, kemudian dibakar, lalu dipadamkan menggunakan gas FM200 (HFC-227ea). Metode atau proses pengujian seperti ini dikenal dengan istilah Cup Burner.
Nah, nilai MEC yang dihasilkan, dihitung berdasarkan suatu perhitungan kimia dan fisika, tentang seberapa banyak energi/panas yang dilepaskan oleh pembakaran sampel uji, dan seberapa banyak jumlah gas HFC-227ea yang dibutuhkan untuk memadamkan suatu takaran sampel uji berdasarkan volume tertentu, satuan ukur yang digunakan adalah % per volume.
Sekarang mari coba kita perhatikan klausul 7.2.2.1.1, 7.2.2.2.1, atau 7.2.2.4, tentang bagaimana cara NFPA 2001:2022 menentukan/menghitung nilai MDC untuk kebakaran kelas A, B, dan C.
Berdasarkan klausul tersebut, bahwasanya semua ketentuan nilai MEC untuk semua kelas api, semua rujukannya kembali mengarah ke Listing Program, UL 2166 untuk Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units, or equivalent. (Saya ulangi, or equivalent, artinya: atau yang setara).
Mengapa demikian? Karena pengujian untuk menentukan nilai MEC tersebut dilakukan oleh UL (Underwriters Laboratories) sebagai laboratorium acuan standarisasi keselamatan di seluruh dunia. Makanya nilai MEC yang terkandung di dalam NFPA 2001, merujuk pada program pengujian UL 2166, Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units, atau yang setara.
Minimum Design Concentration (MDC)
Minimum Design Concentration (MDC) adalah nilai konsentrasi gas yang akan diaplikasikan pada ruangan yang akan diproteksi, setelah diterapkan nilai Safety Factor. Penerapan Safety Factor dilakukan dengan cara mengalikan nilai Safety Factor dengan nilai MEC.
Berikut adalah perbandingan nilai Minimum Design Concentration (MDC) yang tercantum pada NFPA 2001 edisi 2022 dan edisi 2015. Adapun ketetapan nilai MDC dari 3 edisi terakhir NFPA 2001 (Edisi 2015, 2018, dan 2022), yaitu sebagai berikut:
- MDC Class A = 6.7
- MDC Class B = 8.7 (n-Heptane)
- MDC Class C = 7.0
Referensi pada NFPA 2001:2022, untuk Kelas A dan C lihat Annex A Table A.7.2.2.3(b). Lalu untuk Kelas B lihat Annex A Table A.7.2.2.2.1, namun untuk kelas B yang ditampilkan hanyalah nilai MEC-nya (Fuel: n-Heptane).
Sedangkan dalam NFPA 2001 edisi 2015, nilai MDC untuk kelas B telah ditetapkan langsung dengan nilai 8,7.
Btw, terdapat perbedaan penentuan nilai MDC yang ditetapkan oleh NFPA 2001, ISO 14520-9, BS EN 15004-5, dan UL 2166, artinya tidak semuanya sama ya.
Bahkan system arrangement pada Test Enclosure ketika UL 2166 melakukan pengujian, mereka menggunakan nilai 83.34 untuk Kelas A, dan 76.92 untuk Kelas B.
Namun dalam artikel ini, kita hanya membahas tentang nilai MDC yang telah ditetapkan oleh NFPA 2001 saja.
Referensi Nilai MDC x Safety Factor
Hanya saja yang perlu diingat adalah, pada dasarnya nilai MDC adalah hasil perkalian antara nilai MEC dengan nilai Safety Factor.
Lalu, apa dasar referensinya kenapa Minimum Extinguishing Concentration (MEC) harus dikalikan dengan Safety Factor?
Referensinya silahkan Anda temukan di NFPA 2001:2022 Chapter 7, bagian 7.2. Design Concentration Requirements.
Untuk Kelas A, klausul 7.2.2.1.2 (1), Kelas B, klausul 7.2.2.2.3, dan untuk Kelas C, klausul 7.2.2.4.1.
Atau di Annex A.7.2.2.3(7.b) di NFPA 2001:2022 untuk persamaan perhitungannya.
Sementara berikut ini adalah nilai Safety Factor yang telah ditentukan oleh NFPA 2001 edisi 2022:
- Class A = 1.2
- Class B = 1.3
- Class C = 1.35
Cara Menentukan Nilai Minimum Design Concentration (MDC)
Bagaimana cara menghitung atau menentukan nilai Agent Design Concentration?
Ada 2 cara untuk menentukan nilai Agent Design Concentration, yaitu:
1. Menggunakan nilai MDC sebagai nilai minimum yang telah ditentukan oleh NFPA 2001, atau
2. Menggunakan nilai Minimum Extinguishing Concentration (MEC) yang telah ditentukan oleh NFPA 2001, kemudian dikalikan dengan nilai Safety Factor.
1. Menggunakan Nilai MDC (NFPA 2001:2022)
Jika Anda ingin menggunakan nilai MDC, berikut di bawah ini adalah nilai MDC yang telah ditetapkan oleh NFPA 2001 edisi 2022:
Nilai MDC Kelas A = 6.7
Nilai MDC Kelas B = 8.7 (n-Heptane)
Nilai MDC Kelas C = 7.0
Perhatian!
Nilai 8.7 pada MDC Kelas B, hanya berlaku untuk bahan kimia yang berjenis n-Heptane.
Nilai MDC untuk Kelas B, harus disesuaikan dengan jenis bahan kimia yang menjadi sumber penyalaannya (ignition source). Alasannya karena setiap bahan kimia memiliki karakteristik yang berbeda-beda, sehingga turut serta mempengaruhi nilai MEC dan MDC-nya.
Saya ingatkan kembali, bahwasanya semua nilai MEC yang ditentukan oleh NFPA untuk Kelas Api A, B, dan C, semua rujukannya kembali mengarah ke Listing Program, UL 2166 untuk Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units, or equivalent. (Saya ulangi lagi, or equivalent artinya: atau yang setara).
Lalu, bagaimana cara mengetahui nilai MDC suatu bahan kimia selain n-Heptane?
Saya pribadi menggunakan data “setara” yang telah disajikan oleh salah satu manufacture perangkat Fire Suppression Systems, mengutip sumber dari Great Lakes Chemical Corporation, salah satu perusahaan manufacture gas HFC227ea.
Kenapa saya menggunakan data dari manufacture tersebut di atas?
Sebab, baik di NFPA 2001, UL 2166, dan BS EN 15004-5, saya pastikan kepada Anda, Anda tidak akan menemukan nilai MEC dan nilai MDC bahan kimia kelas B di semua dokumen tersebut. Bahkan di ISO 14520-9, hanya menyajikan data nilai MDC beberapa bahan kimia saja.
Padahal masing-masing dokumen tersebut, harganya puluhan sampai ratusan US Dollar ($). Tapi karena Anda merupakan salah satu calon pelanggan yang bakal jadi pelanggan loyal saya, makanya saya bersedia berbagi rahasia ini secara cuma-cuma alias GRATIS kepada Anda. 😍
2. Menggunakan Nilai MEC x Safety Factor (NFPA 2001:2022)
Berapapun angka yang dihasilkan oleh perkalian antara nilai MEC dengan Safety Factor (SF), pokoknya hasilnya tidak boleh lebih kecil dari nilai MDC yang telah ditetapkan.
Jika Anda ingin menggunakan nilai MEC x SF, berikut di bawah ini adalah nilai MEC yang telah ditetapkan oleh NFPA 2001 edisi 2022:
Nilai MEC Kelas A & C = 5.2
Nilai MEC Kelas B = 6.7 (n-Heptane)
Contoh Cara Menghitung Nilai MDC Kelas C
(MEC Kelas C) x (SF Kelas C)
(5.2) x (1.35) = 7,02
Karena nilai MDC yang telah ditetapkan sebelumnya adalah sebesar 7.0%, maka Anda bisa menggunakan nilai MDC untuk Kelas C, sebesar 7% atau 7.02%.
Contoh Cara Menghitung Nilai MDC Kelas B
Untuk kelas B, sekarang kita coba ambil contoh bahan kimia berjenis Ethanol. Berdasarkan data “setara” yang saya gunakan sebagai referensi pribadi, maka kita akan aplikasikan nilai MEC Ethanol sebesar 8,3.
(MEC Kelas B jenis Ethanol) x (SF Kelas B)
(8.3) x (1.3) = 10,79
Karena nilai MDC Kelas B jenis Ethanol yang telah ditetapkan sebelumnya adalah sebesar 10.8%, maka Anda wajib menggunakan nilai MDC untuk Kelas B jenis Ethanol, sebesar 10.8%. Karena nilai hasil perkaliannya tidak boleh lebih kecil dari nilai MDC yang telah ditetapkan. Oleh karena itu, MDC senilai 10,79 sudah tidak boleh diterapkan lagi.
Contoh Cara Menghitung Nilai MDC Kelas A
Kali ini ada yang agak berbeda ketika kita menghitung nilai MDC Kelas A. Karena nilai hasil perkalian MEC kelas A dengan Safety Factor, selisih hasilnya agak jauh berbeda dengan nilai MDC yang telah ditetapkan.
(MEC Kelas A) x (SF Kelas A)
(5.2) x (1.2) = 6,24
Nah, nilai hasil perkaliannya hanya sebesar 6,24. Sedangkan nilai MDC Kelas A yang telah ditetapkan adalah sebesar 6.7%. Walaupun begitu, maka Anda wajib menggunakan nilai MDC untuk Kelas A, sebesar 6.7%. Karena aturannya nilai hasil perkalian tidak boleh lebih kecil dari nilai MDC yang telah ditetapkan. Oleh karena itu, MDC senilai 6,24 sudah tidak boleh diterapkan lagi.
Kenapa bisa begitu?
Sebenarnya ini rahasia! 😀
Jadi, nilai MEC sebesar 5,2 dan nilai Safety Factor 1.2 yang diaplikasikan untuk Kelas A, berlaku hanya untuk 4 jenis material yang digunakan pada saat melakukan pengujian Kelas A. Ke-empat material tersebut yaitu: Wood Crib, Polymethyl-methacrylate (PMMA), Polypropylene (PP), dan Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) Polymer.
Nah, selain dari wood crib dan ketiga material berbahan plastik tersebut (polymeric/non-cellulosic), maka Safety Factor Kelas A yang harus diterapkan adalah Safety Factor dengan nilai 1,3.
Makanya, nilai MDC yang ditetapkan untuk Kelas A adalah sebesar 6,7. Hasil perhitungan dari:
(MEC Kelas A) x (SF Higher Design Concentration Kelas A)
(5.2) x (1.3) = 6,76
Justifikasi tersebut tidak bakal Anda temukan di NFPA manapun, tapi adanya di ISO 14520-1.
Well. Jadi sekarang Anda sudah bisa menentukan sendiri, mau menggunakan nilai MDC yang telah ditentukan, atau hitung manual menggunakan nilai MEC kali Safety Factor.
S = Specific Vapor Volume
Specific Vapor Volume adalah volume spesifik suatu uap zat super-panas, yang bernilai 1 atm, dengan suhu minimum yang akan diantisipasi, berdasarkan volume ruangan yang akan dilindungi.
Sederhananya, Specific Vapor Volume merupakan transformasi bentuk fisik suatu volume massa jenis gas (mengembang dan menyusut), yang diakibatkan oleh adanya perubahan suhu, karena akan mempengaruhi volume dan massa jenisnya.
Secara termodinamika, uap dan gas merupakan satu golongan zat yang sama. Dan terkait dengan volume massa suatu zat, saya ilustrasikan seperti ini: “Lebih berat mana? 1 kg Kapas basah, atau 1 kg Kapas kering?”
Yes! Berat keduanya sama.
Yang membedakan hanyalah ukuran massa dan volumenya. Mungkin Anda akan membutuhkan wadah yang lebih besar untuk menyimpan kapas kering, daripada penggunaan wadah untuk menyimpan kapas basah.
Dan walapun memiliki berat yang sama, namun hanya kapas kering doang yang mampu melayang terbang, maju mundur cantik, terhempas di udara terombang-ambing jika terhela semilir hembusan angin.
Setiap materi atau zat yang ada di semesta ini, memiliki suatu nilai fisik yang mengisi ruang bernama “massa”. Yang mana salah satu sifatnya, jika terpapar panas akan memuai, dan jika terpapar dingin akan menyusut.
Begitu pula dengan udara, uap dan gas. Satuan nilai ukur tekanan suatu udara/gas, standarnya dinyatakan dalam satuan ukur yang bernama “atm” atau atmosfer, berdasarkan tekanan gaya gravitasi. Tekanan udara 1 atm sama dengan 1,01325 bar atau setara dengan 1,033 kg/cm2.
Ucapan terima kasih kepada para ilmuwan hebat, Abdurrahman Al-Khazini (1115–1130 M), dan Sir Isaac Newton (1642–1727 M), yang menemukan dan mempelopori bidang keilmuwan fisika, khususnya gravitasi, tekanan, gaya, dan massa.
Lalu, bagaimana cara menentukan nilai specific vapor volume untuk FM-200 pada suhu tertentu?
Penasaran mau tau gimana caranya?
Mau tau aja, atau mau tau banget?
Cara Menentukan Specific Vapor Volume
Baik, sekarang silahkan buka NFPA 2001:2022. Annex A, Table A.7.3.1(j) – HFC 227ea Total Flooding Quantity (SI Units).
Berdasarkan tabel periodik di atas, silahkan Anda tentukan suhu minimum yang akan Anda antisipasi terlebih dahulu. Contoh, suhu di dalam ruangan misalnya berkisar antara 23~28 °C. Tapi, kalau lagi musim hujan/dingin, suhu di dalam ruangan Anda bisa menurun hingga mencapai 20 °C.
Berarti suhu 20 °C itulah yang dimaksud dengan suhu minimum yang akan diantisipasi.
Jika suhu minimum yang akan Anda antisipasi adalah 20 °C, maka Specific Vapor Volume-nya adalah 0,1373 m3/kg.
Voila, sekarang Anda sudah menemukan nilai specific vapor volume yang akan Anda masukkan ke dalam rumus cara menghitung kebutuhan kapasitas berat gas FM-200.
Specific Vapor Volume dan Antisipasi Suhu Minimum
Apa sih tujuan menentukan nilai specific vapor volume berdasarkan antisipasi suhu minimum?
Karena panas merupakan salah satu bentuk energi, maka secara fisika perpindahan panas (heat transfer) dibedakan menjadi 3 mekanisme, yaitu: Konduksi, Konveksi, dan Radiasi.
Untuk memahami, mengukur, dan menghitung perpindahan panas secara konduksi dan radiasi, kita harus paham dasar Termodinamika.
Dan untuk memahami, mengukur, dan menghitung perpindahan panas secara konveksi, kita harus paham dasar Mekanika Fluida.
Itulah alasan mengapa Thermodinamics dan Fluid Mechanics adalah prasyarat untuk memahami, mengukur, dan menghitung proses perpindahan panas.
Api dan Panas (Energi)
Jadi begini, walaupun terkesan sama dan saling berkaitan, pada dasarnya api dan panas adalah 2 hal yang berbeda. Sama seperti telur dan ayam, mana yang duluan?
Api mampu menghasilkan panas, dan panas juga mampu menciptakan api.
Jadi, mana yang duluan, panas atau api? Hayoo? 😀
Kembali lagi, kebakaran adalah suatu fenomena proses reaksi, yang melibatkan unsur kimia, fisika, dan matematika. Salah satu sifat fisik suatu zat atau materi, ada yang namanya titik nyala (flash point) untuk zat padat dan titik didih (boiling point) untuk zat cair/gas.
Flash point atau titik nyala adalah suhu penyalaan di mana sesuatu benda dapat terbakar dan akan terbakar dengan sendirinya ketika benda tersebut sudah menyentuh suhu penyalaannya. Fenomena ini dikenal dengan nama proses Pyrolysis pada saat terjadinya Flashover.
Pryrolysis dan Flashover nanti akan saya bahas tersendiri di artikel berikutnya. Oia, sekalian artikel yang membahas tentang Backdraft.
Kembali ke topik, biar pembahasannya gak terlalu melebar.
Kenapa harus menentukan antisipasi suhu minimum?
Alasan awamnya: Karena FM-200 Fire Suppression Systems bakal bekerja ketika masih terjadi kebakaran api dini. Dan FM-200 Fire Suppression Systems mampu melakukan pemadaman kebakaran sebesar apapun, hanya dalam kurun waktu kurang dari 10 detik. Bahkan sebelum Anda sendiri menyadari akan adanya ancaman bahaya kebakaran.
Klasifikasi Kelas Kebakaran (Fire Class)
Bagaimana caranya menentukan klasifikasi bahaya/kelas kebakaran? Sederhana kok, cukup kita cari tau aja properti atau barang apa aja sih, yang ingin Anda lindungi di dalam ruangan tersebut?
Mengidentifikasi klasifikasi kelas kebakaran, bertujuan untuk menentukan nilai Safety Factor.
Misalnya, ruangan yang ingin Anda lindungi adalah ruangan penyimpanan lukisan. Karena lukisan pada umumnya tersebut dari bahan kain (canvas) dengan bingkai yang terbuat dari kayu, maka properti Anda tersebut akan tergolong dalam klasifikasi kebakaran Kelas A.
Baca juga: Klasifikasi Kelas Kebakaran (Fire Class).
Namun jika ruangan yang ingin Anda lindungi adalah ruangan yang berisi peralatan elektronik, (mis. ruang server atau ruang komputer), maka properti Anda tersebut akan tergolong dalam klasifikasi kebakaran Kelas C.
Cara Menghitung FM200 Berdasarkan NFPA 2001 Terbaru, 2022 Edition.
Sebagai ilustrasi untuk menghitung kebutuhan gas FM-200, saya akan menyajikan 4 contoh studi kasus yang berbeda. Namun dengan volume ruangan yang sama, yaitu ruangan yang berukuran 7x5x3 (P*L*T).
Tapi yang jadi pembedanya adalah klasifikasi kebakaran atau sumber penyalaan (ignition source) dan temperature/suhu ruangan di masing-masing area tersebut. Tujuannya supaya Anda bisa melihat perbandingan kebutuhan jumlah gas FM-200 berdasarkan kelas api dan suhu ruangan.
Contoh Kasus #1 – Gudang Lukisan Ronaldo da Vinci
Ronaldo da Vinci adalah seorang pelukis terkenal. Dia berencana membangun gudang untuk tempat penyimpanan lukisannya sebelum akhirnya laku terjual. Gudang tersebut berukuran panjang 7 meter, dengan lebar 5 meter, dan plafonnya setinggi 3 meter, dengan suhu yang direkomendasi sekitar 23~28 °C. Dan sebagai langkah untuk melindungi lukisannya dari bahaya kebakaran, dia berencana menggunakan FM-200 Fire Suppression Systems di gudang tersebut. Namun dia tidak tahu cara menghitung kebutuhan kapasitas gas FM 200.
Sekarang mari kita bantu Ronaldo da Vinci untuk menentukan kapasitas berat gas FM-200.
Diketahui:
V = 105 m3
Nilai 105 m3 merupakan hasil perhitungan rumus volume: Panjang x Lebar x Tinggi.
S = 0,1373 m3/kg
Nilai 0,1373 m3/kg merupakan specific vapor volume pada suhu 20 °C yang mengacu pada tabel periodik Annex A, Table A.7.3.1(j) – HFC 227ea Total Flooding Quantity (SI Units) NFPA 2001:2022. Karena suhu kerja di dalam ruangan tersebut 23~28 °C, maka kita asumsikan antisipasi suhu minimumnya adalah 20 °C.
C = 6,7
Kenapa pakai nilai MDC Kelas A? Karena properti lukisan umumnya terdiri dari material yang tergolong dalam kebakaran kelas A, yaitu bahan padat mudah terbakar. Seperti kertas, kayu, kain, karet, dll (versi NFPA).
Contoh Cara Menghitung FM200 – Kelas Api A
Berikut adalah contoh bagaimana cara menghitung kebutuhan gas FM-200 untuk Kelas Api A berdasarkan ketentuan rumus (equation formula) NFPA 2001 edisi 2022.
Jadi, Ronaldo da Vinci membutuhkan sekitar 55 Kg gas FM-200 untuk melindungi gudang lukisannya dari ancaman bahaya kebakaran.
Coba kita bandingin dengan rumus hitung cepat “Volume x 0,5463“.
Volume x 0,5463 = W
105 * 0,5463 = 57,3615 (58 Kg)
Wah, hasilnya selisih sekitar 3 kg lebih banyak.
Contoh Kasus #2 – Lab. Ethanol Robert Einstein (Temp. 25 °C)
Robert Einstein adalah seorang guru fisika yang sedang berencana membangun fasilitas laboratorium untuk mendukung penelitiannya mengembangkan bahan bakar kendaraan menggunakan Ethanol. Laboratorium tersebut panjangnya 7 meter, lebarnya 5 meter, dan tinggi langit-langitnya 3 meter, dengan suhu ruang sekitar 28~33 °C. Untuk melindungi laboratoriumnya dari ancaman kebakaran, dia berencana menggunakan FM-200 Fire Suppression Systems di laboratorium tersebut. Namun Robert Einstein belum tahu cara menghitung kebutuhan kapasitas gas FM 200.
Sekarang mari kita bantu Robert Einstein menentukan kebutuhan kapasitas berat gas FM-200.
Diketahui:
V = 105 m3
Nilai 105 m3 merupakan hasil perhitungan rumus volume: Panjang x Lebar x Tinggi.
S = 0,1399 m3/kg
Nilai 0,1399 m3/kg merupakan specific vapor volume suhu 25 °C yang mengacu pada tabel periodik Annex A, Table A.7.3.1(j) – HFC 227ea Total Flooding Quantity (SI Units) NFPA 2001:2022. Karena suhu kerja di dalam ruangan tersebut 28~33 °C, maka kita asumsikan antisipasi suhu minimumnya adalah 25 °C.
C = 10,8
Kenapa pakai nilai MDC 10.8? Karena nilai MEC bahan kimia Ethanol adalah 8.3, dan Safety Factor untuk kelas B adalah 1.3, sehingga MEC x SF = 10,79. Sementara penetepan nilai MDC untuk bahan kimia jenis Ethanol adalah 10.8, maka kita harus menggunakan ketetapan nilai MDC sebelumnya.
Contoh Cara Menghitung FM200 – Kelas Api B (Ethanol, temp. 25 °C)
Berikut adalah contoh bagaimana cara menghitung kebutuhan gas FM-200 untuk Kelas Api B (bahan kimia jenis Ethanol, dengan suhu ruangan 25 °C) berdasarkan ketentuan rumus (equation formula) NFPA 2001 edisi 2022.
Jadi, Robert Einstein membutuhkan sekitar 91 Kg gas FM-200 untuk melindungi laboratoriumnya dari ancaman bahaya kebakaran.
Coba kita bandingin dengan rumus hitung cepat “Volume x 0,5463“.
Volume x 0,5463 = W
105 * 0,5463 = 57,3615 (58 Kg)
Wah, jauh banget ya selisihnya, kurangnya 33 kg.
Contoh Kasus #3 – Lab. Ethanol Robert Einstein (Temp. 15 °C)
Setelah sukses dengan penelitian sebelumnya, kali ini Robert Einstein berencana membangun fasilitas laboratorium lainnya. Ukuran ruangannya sama, namun kali ini suhu ruangannya saja yang berbeda, sekitar 19~24 °C.
Sekarang mari kita bantu Robert Einstein menentukan kebutuhan kapasitas berat gas FM-200.
Diketahui:
V = 105 m3
Nilai 105 m3 merupakan hasil perhitungan rumus volume: Panjang x Lebar x Tinggi.
S = 0,1347 m3/kg
Nilai 0,1347 m3/kg merupakan specific vapor volume suhu 15 °C yang mengacu pada tabel periodik Annex A, Table A.7.3.1(j) – HFC 227ea Total Flooding Quantity (SI Units) NFPA 2001:2022. Karena suhu kerja di dalam ruangan tersebut 19~24 °C, maka kita asumsikan antisipasi suhu minimumnya adalah 15 °C.
C = 10.8
Kenapa pakai nilai MDC 10,8? Alasannya sama seperti pada Contoh Kasus #2.
Contoh Cara Menghitung FM200 – Kelas Api B (Ethanol, temp. 15 °C)
Berikut adalah contoh bagaimana cara menghitung kebutuhan gas FM-200 untuk Kelas Api B (bahan kimia jenis Ethanol, dengan suhu ruangan 15 °C) berdasarkan ketentuan rumus (equation formula) NFPA 2001 edisi 2022.
Kali ini Robert Einstein membutuhkan sekitar 95 Kg gas FM-200 untuk melindungi laboratorium barunya dari ancaman bahaya kebakaran.
Coba kita bandingan dengan rumus hitung cepat “Volume x 0,5463“.
Volume x 0,5463 = W
105 * 0,5463 = 57,3615 (58 Kg)
Waduh, kali ini kok jadi makin jauh ya, selisih kurangnya 37 kg.
Contoh Kasus #4 – Data Center/Ruang Server Boogel
Moogle merupakan perusahaan perangkat lunak yang menyediakan segala informasi/data secara gratis untuk seluruh para pengguna internet, semacam perpustakaan atau pusat informasi digital. Maka dari itu, Boogel berencana membangun fasilitas penyimpanan data digital (data center/server room) tersebut di dalam ruangan yang berukuran panjang 7 meter, lebar 5 meter, dan tinggi 3 meter, dengan suhu ruang sekitar 16~21 °C. Untuk melindungi ruang servernya dari bahaya kebakaran, Boogel berencana menggunakan FM-200 Fire Suppression Systems di data center tersebut. Namun Boogel kesulitan untuk menghitung kebutuhan kapasitas gas FM 200.
Seperti biasa, tugas kita kali ini membantu Boogel menentukan kapasitas berat gas FM-200.
Diketahui:
V = 105 m3
Nilai 105 m3 merupakan hasil perhitungan rumus volume: Panjang x Lebar x Tinggi.
S = 0,1347 m3/kg
Nilai 0,1347 m3/kg merupakan specific vapor volume suhu 15 °C yang mengacu pada tabel periodik Annex A, Table A.7.3.1(j) – HFC 227ea Total Flooding Quantity (SI Units) NFPA 2001:2022. Karena suhu kerja di dalam ruangan tersebut 16~21 °C, maka kita asumsikan antisipasi suhu minimumnya adalah 15 °C.
C = 7,0
Kenapa pakai MDC Kelas C? Karena perangkat elektronik seperti komputer, panel listrik, dan perangkat elektronik lainnya, tergolong dalam kebakaran kelas C, yaitu Kelas Elektrikal (versi NFPA).
Contoh Cara Menghitung FM 200 – Kelas Api C
Berikut adalah contoh bagaimana cara menghitung kebutuhan gas FM-200 untuk Kelas Api C berdasarkan ketentuan rumus (equation formula) NFPA 2001 edisi 2022.
Jadi, Boogel membutuhkan sekitar 59 Kg gas FM-200 untuk melindungi Ruang Server atau Data Center-nya dari ancaman bahaya kebakaran.
Coba kita bandingan dengan rumus hitung cepat “Volume x 0,5463“.
Volume x 0,5463 = W
105 * 0,5463 = 57,3615 (58 Kg)
Wah, keren juga selisihnya cuma kurang 1 Kg.
Kesimpulan Cara Menghitung FM200
Bentar, tarik nafas dulu.
Cara menghitung FM200 sebaiknya mengacu pada pengakuan dan ketetapan aturan dan standar dari dunia Internasional. Anda bisa mengacu pada NFPA 2001 jika Anda condong ke Barat, dan silahkan mengacu British Standard (BS EN 15004-5) jika Anda cenderung ke Eropa. Namun jika Anda tim netral, silahkan menganut ISO 14520-9.
Tapi kalau Anda seorang nasionalis, maka SNI 19-6772-2002 solusinya.
Lalu, mana yang paling baik? ISO mengadopsi BS EN, sedangkan SNI mengadopsi NFPA (walau terkesan seadanya). Rusia dan China? Mohon maaf saya ndak ngerti bahasanya. 😀
Cara menghitung FM200 menggunakan rumus “Volume x 0,5463” sebenarnya merupakan rumus hitung cepat untuk mengetahui jumlah kasar seberapa banyak kebutuhan gas FM-200 untuk melindungi suatu ruangan tertentu.
Penggunaan rumus “Volume x 0,5463“, hanya berlaku untuk menentukan berat gas FM-200 jika diaplikasikan pada suhu 20 °C untuk jenis Kelas Api A.
Selain rumus hitung cepat “Volume x 0,5463”, ternyata di luar sana banyak juga yang menciptakan kalkulasi kasar cara hitung cepat. Seperti misalnya pada contoh Rough Calculation Formula of FM-200 System di bawah ini:
Saya tidak akan menjelaskan seperti apa dasar dan kondisi perhitungan atas formula tersebut, karena saya tidak mau Anda tersesat dengan opini-opini baru.
Tabel Rekapitulasi Studi Kasus Contoh Cara Menghitung FM200
Selanjutnya berikut di bawah ini saya sajikan tabel rekapitulasi, hasil contoh studi kasus cara menghitung FM200 yang kita simulasikan sebelumnya.
Berdasarkan hasil contoh studi kasus cara menghitung FM200 yang kita simulasikan sebelumnya, walaupun dengan volume ruangan yang sama, namun kita mendapati hasil berat gas FM-200 yang berbeda-beda. Dengan kata lain, perbedaan tersebut merupakan pengaruh dari tingkat faktor suhu dan jenis properti yang berada di dalam ruangan.
Sumber Referensi
NFPA 2001:2008, Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems.
BS EN 15004-1:2019, Fixed Firefighting Systems. Gas Extinguishing Systems – Design, Installation and Maintenance.
BS EN 15004-5:2020, Fixed Firefighting Systems. Gas extinguishing systems – Physical Properties and System Design of Gas Extinguishing Systems for HFC 227ea Extinguishant.
ISO 14520-1:2023, Gaseous Fire-Extinguishing Systems — Physical Properties and System Design — Part 1: General Requirements.
ISO 14520-9:2019, Gaseous Fire-Extinguishing Systems — Physical Properties and System Design — Part 9: HFC 227ea Extinguishant.
UL Standard 2166, Halocarbon Clean Agent Extinguishing System Units.
SNI 19-6772-2002, Tata Cara Sistem Pemadam Api FM200 (HFC 227EA).
90-FM200M-021, Kidde FM-200 ECS Series Engineered Fire Suppression System – Design, Installation, Operation, and Maintenance Manual.
