빗물 수집 계산기

빗물 수집 계산기란?

빗물 수집 계산기는 지붕(또는 임의의 집수면)이 주어진 강우량으로부터 얼마나 많은 물을 모을 수 있는지 추정합니다. 지붕에 떨어진 비는 스며들지 않고 경사를 따라 흘러 홈통으로, 세로 배수관을 타고 내려가며, 계획을 세우면 우수관 대신 탱크나 통으로 들어갑니다. 이 계산기는 측정하거나 찾아볼 수 있는 세 가지 수치 — 집수 면적, 강우량, 그리고 유출 효율 — 을 현실적으로 저장할 수 있는 물의 양으로 바꿉니다.

이는 빗물통, 정원 관개용 저수, 또는 주택 전체 시스템을 위한 첫 크기 산정 단계입니다. 일반적인 지붕이 1인치의 비에서 수백 갤런을 낸다는 것을 알면 55갤런 통이 적당한지 2,500갤런 저수조가 적당한지 알 수 있습니다.

계산기는 어떻게 작동하나요?

세 가지 입력을 넣으면 계산기가 수집된 물의 양을 반환합니다.

• 지붕 집수 면적 — 비가 떨어지는 수평(평면) 투영 면적으로, ft², m², yd² 사이에서 전환할 수 있습니다. 지붕의 경사면이 아니라 지붕이 덮는 건물 면적을 사용하세요. 비는 수직으로 떨어지므로 경사 지붕은 그 평평한 투영과 같은 양의 비를 모읍니다.
• 강우량 — 비가 얼마나 내렸는지, in, mm 또는 cm로 입력합니다. 크기를 산정하려는 대상에 따라 단일 폭우, 월 합계 또는 연 평균을 사용하세요.
• 유출 효율 — 그 비 중에서 튀김, 증발, 지붕 젖음, 초기 우수 분리, 넘침을 거쳐 실제로 저장에 도달하는 비율로, 백분율로 입력합니다. 홈통이 잘 갖춰진 금속 또는 기와 지붕은 약 80–95 %이며, 거칠거나 흡수성 있는 표면은 더 많이 잃습니다. 기본값은 90 %입니다.

결과인 수집된 물은 미국 갤런으로 표시되며 리터나 세제곱미터로 전환할 수 있습니다.

공식

수집된 양은 비 1인치당 1제곱피트당 0.623 미국 갤런이라는 표준 수집 계수를 사용합니다. 이 계수는 단지 단위 환산입니다. 물 1세제곱피트는 7.48 미국 갤런이며 12인치 깊이에 퍼지므로, 1인치의 비가 덮는 1제곱피트마다 $7.48 \div 12 = 0.623$ 갤런입니다. 집수 면적 $A$(ft²), 강우량 $D$(in), 유출 효율 $E$(%)라 하면, 미국 갤런 단위의 수집된 양 $V$는 다음과 같습니다.

$$V = A \times D \times 0.623 \times \frac{E}{100}$$

미터법에서는 1제곱미터에 내리는 1밀리미터의 비가 정확히 1리터이므로 같은 개념이 더욱 간단합니다.

$$V_{\text{L}} = A_{\text{m}^2} \times D_{\text{mm}} \times \frac{E}{100}$$

계산기는 내부적으로 면적을 ft²로, 강우를 in로 계산하므로 어떤 단위를 입력하든 같은 결과를 얻습니다.

풀이 예제

예제 1: 1,000 ft² 지붕에 1인치의 비

투영 1,000 ft² 지붕이 1인치의 비를 받고, 홈통과 탱크가 그 거의 전부를 포집합니다(효율 100 %).

$$V = 1000 \times 1 \times 0.623 \times \frac{100}{100} = 623 \, \text{gal}$$

이 1인치의 비는 623갤런 — 약 2,358리터를 냅니다. 유용한 기준입니다. 효율 100 %에서 지붕 1,000 ft²마다 비 1인치당 약 623갤런을 모읍니다.

예제 2: 현실적인 효율에서의 더 강한 비

같은 1,000 ft² 지붕이지만 비는 2인치, 더 현실적인 유출 효율 90 %입니다.

$$V = 1000 \times 2 \times 0.623 \times \frac{90}{100} = 1121.4 \, \text{gal}$$

따라서 이 비는 저장으로 1,121.4갤런을 보냅니다 — 빗물통 여러 개를 넘치게 하기에 충분하며, 그래서 세로 배수관 분류기와 넘침 경로가 중요합니다.

예제 3: 같은 계산을 미터법으로

92.903 m² 지붕(1,000 ft²의 미터법 등가)이 효율 100 %에서 25.4 mm의 비(1인치)를 받습니다. 1 m²에 1 mm는 1리터이므로,

$$V_{\text{L}} = 92.903 \times 25.4 \times \frac{100}{100} \approx 2360 \, \text{L}$$

이는 약 2,358리터, 즉 623갤런으로 — 예제 1과 같은 결과이며 그래야 마땅합니다.

실용적 참고 사항

• 경사가 아니라 투영을 측정하세요. 경사 지붕은 평면 면적에 떨어지는 비를 모으므로 건물의 외곽선을 사용하세요. 지붕 경사를 알면 지붕 경사 계산기로 경사면 면적을 확인할 수 있지만, 수집을 위한 집수역은 여전히 수평 투영입니다.
• 질문에 맞는 강우 기간을 고르세요. 홈통과 넘침 산정에는 단일 설계 강우를, 탱크가 얼마나 버티는지 확인하려면 건기 월 합계를, 한 계절의 공급을 추정하려면 연 평균을 사용하세요.
• 추정이 어긋나는 곳은 유출 효율입니다. 금속 지붕과 유약 기와 지붕이 가장 효율적이며, 아스팔트 슁글, 콘크리트 기와, 녹색 지붕은 흡수와 증발로 더 많이 잃습니다. 효율을 100 % 아래로 낮추는 것이 이론적 최대치를 사용 가능한 수치로 바꿉니다.
• 탱크를 수집량에 맞춰 정하세요, 그 반대가 아니라. 수집량을 알면 탱크 용량 계산기가 그 상당 부분을 담는 저수조를 고르는 데 도움이 됩니다. 탱크 용량을 넘는 것은 그냥 넘쳐 흐릅니다.
• 비, 눈, 혼합 강수는 다릅니다. 녹는 눈도 지붕에서 흘러내립니다 — 합계가 강설로 주어졌다면 먼저 비-눈 환산 계산기로 환산하여 여기에 입력하는 깊이가 액체 등가 강우가 되도록 하세요.
• 현지 규정을 확인하세요. 빗물 수집은 여러 곳에서 권장되고 일부 지역에서는 제한됩니다. 무엇이 허용되는지 확인하고, 지붕에서 모은 물은 적절한 처리 없이 절대 식수로 사용하지 마세요.