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《To Catch the Rain》是第一本根據 Appropedia 的有關雨水的獨家內容創作的書。感謝您讓這一切發生!在這裡獲取數位版或在亞馬遜上獲取平裝本

本頁介紹了一些用於計算雨水收集系統潛在收集量的基本數學。

集合計算

V=×一個×k×e{\displaystyle V=R\乘以 A\乘以 k\乘以 e}{\displaystyle V=R\乘以 A\乘以 k\乘以 e}

在哪裡:

象徵描述單位筆記
V收藏量加侖/次或米3 /次用它來幫助確定水箱尺寸
沉澱英吋/時間或毫米/時間收集這些數據或從現有的氣候數據中找到它
一個收集表面的足跡英尺2或米2這是收集表面的水平投影面積。對於長方形的房子,使用長度乘以寬度。
e收集表面效率無單位的.75 土壤,.8 平均,.95 金屬[1]
K轉換7.48 加侖/英尺3或國際單位制您也可以在此處結合降水資料的 1 英尺/12 英吋轉換。

美國的例子

哥倫比亞的降雨量,由NOAAggweather繪製。

密蘇裡州哥倫比亞市一棟 1900 平方英尺的傾斜木瓦屋頂房屋在 3 月可收集 2500 加侖的水:

  • V=×一個×k×e{\displaystyle V=R\乘以 A\乘以 k\乘以 e}{\displaystyle V=R\乘以 A\乘以 k\乘以 e}
中號一個rc小時 tt一個 ve=2.64n×1ft12n×1900年ft2×7.48一個ft3×0.8{\displaystyle 3 月\ 總\ 體積={\frac {2.64in}{mo}}\times {\frac {1ft}{12in}}\times 1900ft^{2}\times {\frac {7.48gal}{ ft ^{3}}}\乘以0.8}{\displaystyle 3 月\ 總\ 體積={\frac {2.64in}{mo}}\times {\frac {1ft}{12in}}\times 1900ft^{2}\times {\frac {7.48gal}{ ft ^{3}}}\乘以0.8}
  • 三月總體積 =當月2500 加侖

國際單位制範例

多明尼加共和國聖多明哥一座 100 平方公尺的混凝土屋頂房屋在 7 月可收集 13,050 公升(3,447 加侖)的水:

  • V=×一個×k×e{\displaystyle V=R\乘以 A\乘以 k\乘以 e}{\displaystyle V=R\乘以 A\乘以 k\乘以 e}
DR.gif中100平方公尺雨水計算
  • 7月份總體積 = 13,050 公升

試算表計算器

雨水電子表格的輸出

是一個電子表格的鏈接,該電子表格考慮了水箱的大小和水的使用情況。此電子表格接受降水量、收集面積、屋頂材料的效率和使用情況作為輸入,以便輸出收集量,並在一個月的需求超過可用量或可用性隨著時間的推移而下降時發出警告。

線上計算機

雨水收集計算器有助於設計雨水收集系統。有關如何使用該工具的說明以及所有計算的基礎,請參閱雨水收集計算器

另一個有用的計算器是Good Calculators 的雨水收集計算器,它允許您根據每月歷史降雨資料估計一個日曆年內的雨水收集潛力。此降雨量收集計算器使用國家氣候資料中心 (NCDC) 感興趣區域的 30 年平均降雨量資料。

尖端

  • 請記住,這可以按年、月、日等計算。高時間分辨率很難獲得,並且需要更多的計算。
  • 為了快速計算,您可以使用經驗法則:每平方英尺每英吋降雨量 0.5 加侖[2]
  • 要獲得更快的數字,您可以使用 SI 單位進行以下計算:屋頂效率(例如 0.8),單位為公升/m 2屋頂(相當於 0.8 毫米的雨水)。[3]

後續步驟

  • 電子表格可以開發為:
    • 對最佳水箱尺寸做出最佳猜測
    • 根據系統成本和水費計算回購時間
  • 這也應該有更簡單的度量範例
  • 全球降水數據的更多鏈接
  • 各種屋頂材料的雨水收集效率係數表。
  • 透過簡單的繪圖建立基礎知識的頁面。

管道尺寸計算

管道太小會限制水夠快流過系統。

經驗法則:每 1m 2屋頂面積的排水溝橫斷面為1cm 2 。 [4]

另一種方法是使用管道尺寸/摩擦表來找到可接受的摩擦量。

例子

管道尺寸參考屋頂面積表。

根據經驗法則:對於 23m 2 ,最小管道尺寸為 23 cm 2

  1. 從方程式轉換為直徑一個re一個=Π×D一個eter22{\displaystyle 面積=\Pi \times \left({\frac {直徑}{2}}\right)^{2}}{\displaystyle 面積=\Pi \times \left({\frac {直徑}{2}}\right)^{2}},產量:
    • D一個eter=2×一個re一個Π{\displaystyle 直徑=2\times {\sqrt {\frac {面積}{\Pi }}}}{\displaystyle 直徑=2\times {\sqrt {\frac {面積}{\Pi }}}}
    • 2×23c2π=5.41c{\displaystyle 2\times {\sqrt {\frac {23cm^{2}}{\pi }}}=5.41cm}{\displaystyle 2\times {\sqrt {\frac {23cm^{2}}{\pi }}}=5.41cm}
  2. 轉換為英寸,得出:
    • 5.41c×1n2.54c=2.13n{\displaystyle 5.41cm\times {\frac {1in}{2.54cm}}=2.13in}{\displaystyle 5.41cm\times {\frac {1in}{2.54cm}}=2.13in}

因此,應使用直徑至少 2.13 英吋的管道。滿足該要求的最常見尺寸是 2.5 英吋。

首次沖水計算

由於屋頂受到污染,第一批雨水應從儲水箱中轉移。根據經驗,每沖走一毫米的降雨,污染就會減半。[5]

計算:平方公尺(屋頂面積)X 污染係數[5] = 需轉移的升數。

或者

基於時間的經驗法則:轉移前 10 分鐘的降雨。每分鐘下起傾盆大雨 * 10 分鐘 = 轉移量

或者

基於面積的經驗法則:每平方公尺屋頂 0.41 公升[需要驗證]或每 1,000 平方英尺屋頂 10 加侖[6]

以下是基於最後一個經驗法則的首次沖水量和長度計算器的鏈接

https://docs.google.com/spreadsheets/d/e/2PACX-1vRtO8QKZ55vUJ6-RqEXiOysiCxIrbn5MnEdMTWJSv1EerLO9rx_XjOWXyV-CrXHw81VggKmjYh7Mpn/pub/pub

外部連結

參考

  1. Tim Dower 的屋頂效率
  2. ^ 每平方英尺每英吋降雨 5 加侖,假設屋頂效率約為 0.8,即 1 英吋 * 1 英尺/12 英吋 * 1 英尺2 * 7.48 加侖/英尺3 * 0.8 = 0.499 加侖。
  3. 此<屋頂效率值>描述的是每平方公尺的公升數[L/m²],相當於[mm]。如果將 1 公升水倒入面積為 1m x 1m (1 L/m²) 的玻璃箱中,則水深將為 1mm。 SI 單位很棒! 1 mm * 1/1000 m/mm * 1 m 2 * 1000 l/m 3 * 0.8 = 0.8 公升。請注意 m 到 mm 的轉換如何與 l 到 m3 的轉換相互抵消。
  4. 國內雨水集水區。約翰·古爾德和埃里克·尼森-彼得森。 ITDG 出版 2003 年。
  5. 跳轉至:5.0 5.1 http://web.archive.org/web/20101125005317/http://eprints.libr.port.ac.uk:80/archive/00000083/
  6. ^ 「首次沖洗分流的一個經驗法則是,每 1,000 平方英尺的收集表面至少分流 10 加侖。但是,首次沖洗量隨屋頂表面灰塵量的變化而變化,這是以下因素的函數:乾旱天數、碎片的數量和類型、懸垂的樹木和季節。摘自德州雨水收集手冊,2005 年,第 8 頁。
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作者朗尼·格拉夫曼
執照CC-BY-SA-3.0
語言英語(en)
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已創建2009 年3 月 17 日,朗尼‧格拉夫曼
修改的2024 年1 月 15 日, 2A02 : 8388:4C1:7980:B814:6EF4:C057:D205
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