Perhitungan Tinggi Fire Wall dan Radiasi Panas pada Tangki Gasoline & Gasoil

1️⃣ Latar Belakang

Di fasilitas penyimpanan bahan bakar cair seperti gasoline dan gasoil, fire wall berfungsi sebagai penghalang radiasi panas untuk melindungi peralatan kritis, termasuk valve foam system dan valve fire water system.

Kebakaran pada tangki bahan bakar dapat menghasilkan radiasi panas intensif yang membahayakan peralatan, struktur, dan personel. Standar keselamatan seperti API 2218 dan NFPA 30 merekomendasikan batas paparan radiasi maksimum sebesar 12,5 kW/m² untuk area peralatan agar:

• Personel dapat bertahan tanpa peralatan pelindung dalam waktu singkat.

• Material dan peralatan tidak mengalami kerusakan signifikan akibat panas.

Penentuan tinggi fire wall menjadi krusial agar peralatan tetap dalam zona aman sesuai batas radiasi tersebut.

---

2️⃣ Prinsip Dasar Perhitungan Radiasi

Radiasi panas dari nyala api dapat dihitung menggunakan rumus:

q = EEP × F × tau

Keterangan:

• q = heat flux di titik penerima (kW/m²)

• EEP = effective emissive power nyala api (kW/m²)

• F = view factor (0–1), menggambarkan proporsi nyala yang “terlihat” dari titik penerima

• tau = faktor transmisi atmosfer (0–1), dipengaruhi oleh kelembaban, asap, dan jarak

Rumus View Factor untuk persegi panjang w × h:

a = w / (2 × R)
b = h / (2 × R)
Omega = 4 × atan( (a × b) / sqrt(1 + a² + b²) )
F = Omega / (2 × 3,14159)

---

3️⃣ Pengaruh Fire Wall terhadap Garis Pandang Nyala Api

Fire wall memotong sebagian garis pandang antara sumber nyala dan peralatan. Geometri pemotongan dapat dihitung:

z_cut = he + (Hw – he) × (R_total / jarak_valve_ke_dinding)

h_visible = max(0, Hf – z_cut)

Keterangan:

• he = tinggi peralatan (valve) (m)

• Hw = tinggi fire wall (m)

• Hf = tinggi nyala api (m)

• R_total = jarak total valve ke sumber api (m)

Semakin besar Hw, semakin kecil h_visible, sehingga F menurun dan q ikut berkurang.

---

4️⃣ Data Studi Kasus

• Tinggi valve (he) = 0,7 m

• Jarak valve ke fire wall = 2 m

• Jarak fire wall ke tangki = 10 m

• Jarak total valve ke api (R_total) = 12 m

• Diameter tangki = 40 m → lebar nyala (w) = 40 m

• Tinggi nyala (Hf) = 20 m (konservatif)

• EEP untuk gasoline = 110 kW/m²

• tau = 0,9

• Batas penerimaan radiasi = 12,5 kW/m²

---

5️⃣ Langkah Perhitungan

Step 1 – Hitung z_cut
z_cut = 0,7 + (Hw – 0,7) × (12 / 2)

Step 2 – Hitung h_visible
h_visible = max(0, 20 – z_cut)

Step 3 – Hitung View Factor (F)
a = 40 / (2 × 12)
b = h_visible / (2 × 12)
Omega = 4 × atan( (a × b) / sqrt(1 + a² + b²) )
F = Omega / (2 × 3,14159)

Step 4 – Hitung q
q = 110 × F × 0,9

---

6️⃣ Hasil Perhitungan

---

7️⃣ Interpretasi Teknis

• Hw = 3,0 m → sudah memenuhi kriteria, namun margin tipis (q ≈ 12,15 kW/m²).

• Hw = 3,2–3,5 m → memberikan margin aman 20–55% di bawah batas radiasi.

• Hw ≥ 4,0 m → menutup line-of-sight total, radiasi langsung nyaris nol.

---

8️⃣ Rekomendasi Desain

• Gunakan Hw ≥ 3,2 m untuk margin aman terhadap variasi kondisi (angin, turbulensi nyala, variasi EEP).

• Lakukan verifikasi menggunakan perangkat lunak CFD (Computational Fluid Dynamics) untuk desain final, terutama pada fasilitas dengan banyak tangki.

• Dokumentasikan asumsi: nilai EEP, tau, geometri tangki, dan kriteria q.

---

9️⃣ Kesimpulan

Metode q = EEP × F × tau memberikan estimasi cepat radiasi panas dari kebakaran tangki.
Dalam studi kasus ini, tinggi fire wall 3,2–3,5 m direkomendasikan untuk menjaga radiasi di bawah 12,5 kW/m² dengan margin aman.

---

📚 Referensi

1. API 2218 – Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants

2. NFPA 30 – Flammable and Combustible Liquids Code

3. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering – Bab Thermal Radiation

4. Mudan, K. S., “Thermal Radiation Hazards from Hydrocarbon Fires,” Process Safety Progress