CALCULATION OF THE CAPACITY OF THE RAINWATER TANK

The selection of the capacity of rainwater tanks depends on:

  • annual average rainfall for a given location,
  • surface drained from rainwater,
  • runoff ratio,
  • type of building,
  • type and number of water points. 

Below, we will try to discuss each aspect of estimating the rainwater profit.

Average annual rainfall

The precipitation value for a given region can be read from the precipitation map on the website of the Institute of Meteorology and Water Management. It is a list of precipitation counted from the decade in the 1990s. Unfortunately, currently the climate is tending to unpredictable changes and they are quite irregular in rainfall, most often causing heavy rains. Therefore, when designing the capacity of the tank in this regard, it is good to add about 20% of additional security in order to take over the excess rainfall.

Area of rainwater catchment

It is the size of the roof area, terrace, pavement and other surface from which we will collect rainwater into the tank. Due to the fact that the rain falls from above, it is calculated vertically on the basis of a simple formula:

F = a∙b  [m2]

Where:
a - building length, m
b - building width, m

When determining the drained area for the purposes of calculating the capacity of the rainwater tank, we do not take into account, among others slopes, angles or roof slopes. We count the flat area.

The coefficient of runoff of the catchment material

When determining the drained surface, standardized coefficients of runoff were adopted, defining the differences between the amount of rainfall and the actual amount of rainwater runoff, taking into account the slope and roofing.

Type of surface Runoff coefficient
pitched roof with metal sheet or ceramic tile0,9
pitched roof with concrete tiles0,8
flat roof with gravel mix0,6
flat roof without gravel0,8
bitumen sheeting0,8
slate0,8
green roof in the intensive system0,3
green roof in the extensive system0,5



Type of building development

Due to the type of buildings, different values of water demand for individual purposes are assumed.

There are 4 types of objects:

  • residential building
  • tourist accommodation building (e.g. hotel)
  • commercial and service building (e.g. office)
  • public utility building (e.g. school)


Type and number of water points and estimated consumption

Examples of standards for the demand for individual purposes, which, as can be seen in each of the buildings, has a different nature, which results in the amount of water consumption [l / year]:

Residential buildingTourist accommodation buildingCommercial and service buildingPublic building
toilet with flush8 76013 1404 3802 190
urinal7301 095365183
washing machine3 65010 9502 1901 095
surface cleaning1 8252 9201 0951 095


Other demand data:
Car washing: [700l / year]
Watering the garden with a garden hose: [100-300l / year / m2]

An example of calculating the capacity of a rainwater tank

          Assumptions for the project:

  • The geographical location of the facility: Wrocław
  • Building length: 18 m
  • Building width: 14 m
  • Roofing material: ceramic roofing tiles
  • Roof pitch: inclined roof
  • Number of users: 4 people
  • Type of building: dwelling building
  • The points of use: toilet, urinal, washing machine, surface cleaning, car washing, garden watering


1) Determination of the average annual rainfall for the location of the object

On the precipitation map, we check the average value of precipitation for the city of Wrocław, which is 550 mm.


2) Calculations of the roof catchment area

Using the formula for the surface area, we calculate the area of the roof catchment from which we will obtain rainwater.

Wzór na powierzchnie płaską dachu


3) Determination of the runoff coefficient

Taking into account the slope and the roof material, we read the appropriate value of the runoff coefficient from the table. For a pitched roof covered with ceramic tile, the value is 0.9.


4) Rainwater yield

Qm = F ∙ ϕ ∙ q [l/year]

Where:
F – roof area
ϕ - runoff coefficient
q - value of the average annual precipitation (for the city of Wrocław)

Qm = 252 ∙ 0,9 ∙ 551 = 124 966,8 l/year


5) Calculating the water requirement (residential building)

 The calculations were made according to the formula:

Water demand for specific purposes ∙ number of people = demand for domestic water [l / year]

In order to calculate the domestic water demand for watering the garden, it is necessary to calculate the area of the watered area beforehand.


Domestic water demand calculations are presented in the table.

Type of collectionWater demand for specific purposesUnitNumber of users / area m2Demand for domestic water
Household flush toilet8 760l435 040 
Urinal730l42 920
Washing machine3 650l414 600
Surface cleaning1 825l47 300
Washing the car700l42 800
Watering the garden60l/m21509 000
SUM71 660

 

124 966,8 l / year > 71 660 l / year

The condition that the annual rainwater yield is greater than the rainwater demand has been met.

In this case, we obtain the result of the annual estimate of rainwater yield and its consumption. To obtain the appropriate capacity of the tank, the result should be divided by 365 days and multiplied by the water storage factor, which is normally 21 days.

In our example, the water yield indicates that the tank capacity should be: 124 966.8 l / year: 365 days ∙ 21 = 7189.77 l

 

However, our consumption indicates the volume that we will use: 71 660.00l / year: 365 days ∙ 21 = 7189.77 l = 4122.93 l

 

When interpreting our result and increasing it by 20% (as an additional safe excess), the higher result should always be interpolated. It is wise to choose a rainwater tank that will have a capacity of at least 5000l.

Comments (9)

    • Rafał
    • 2020-06-22 11:28:20
    No i gdzie jest ten wzór na obliczenie pojemności zbiornika? Po co taki tytuł jak tylko została wyliczona ilość zapotrzebowania na wodę.
    • Grzegorz
    • 2020-08-09 10:10:39
    Zgadzam się z Rafał. Lipa straszna
    • Monika
    • 2020-08-25 18:07:57
    To jaka powinna być pojemność zbiornika?
    • Janek
    • 2020-08-26 18:18:32
    Żadna lipa, wszystko jest podane. Autor podał wzór na policzenie pojemności zbiornika, wystarczy jedynie przenalizować ten przykład. Wzorem jest wartość zapotrzebowania na wodę dzielona przez 365 dni i przemnożona przez 21 dni. Te 21 dni opisano jako współczynnik przechowywania wody, inaczej nazywa się go czynnikiem uwzględniającym wystąpienie okresu suchego trwającego 3 tygodnie. Jest tylko błąd w jednym równaniu w którym podano dwa wyniki, właściwym jest 4122,93 l. A pojemność zbiornika dla zapotrzebowania wystarczy tj. napisano 5000 l z uwzględnieniem zapasu 20% z uwagi na różne czynniki. Te 7189 l to jest objętość wody jaka powinna zmagazynować się w przeciągu całego roku, czyli ponad to co potrzebne dla gospodarstwa jeszcze ponad 2000 l pójdzie w glebę. Jak dla mnie fajny i przydatny artykuł, pomógł mi w obliczeniach. Pozdrawiam.
    • Tomasz
    • 2020-08-26 22:58:34
    Bardzo dobry artykuł - są tu informacje, których szukałem. Rzeczywiście nie ma jednego uniwersalnego wzoru, ale przedstawiony jest sposób wyliczenia i to powinno wystarczyć.
    • Radek
    • 2021-11-15 11:05:31
    A na mapce jest napisane że dla Wrocławia roczny opad to 700 mm Dlaczego autor bierze do obliczeń 550 skoro wstawia mapkę z danymi 700?
    • Artur
    • 2022-03-07 19:27:59
    Z danych można spokojnie wyliczyć co trzeba, napisane prosto i przejrzyście. Ale uwaga Radka w punkt.
    • Krzysiek
    • 2023-08-27 19:41:29
    Te obliczenia to czysta teoria. Mam zbiornik 5000l. Jak pada przez kilka dni to się napełnia natychmiast a reszta deszczówki idzie w ziemię. Jak latem 7 dni bez deszczu to podlewanie ogrodu 900 m 1 dzień a 6 dni z sieci. Jakby zbiornik miał 15000 l to może by miało większy sens.
    • Aquatechnika
    • 2023-08-28 09:47:44
    Dziękujemy za Pana zainteresowanie w temacie obliczania pojemności zbiornika. Oczywiście przedstawiony przez nas sposób obliczeń jest teoretyczny, bo jego celem jest oszacowanie przybliżonej pojemności zbiornika, która będzie wystarczająca. Wzór charakteryzuje się również zależnością od opadów na danym obszarze. Niestety ostatnio możemy zaobserwować odstępstwa od normy w kontekście występowania opadów na terenie naszego kraju, co wiąże się ze zmianami klimatycznymi. Dlatego też pojawiają się przedłużone okresy suszy oraz deszcze nawalne, częściej niż w ubiegłych dziesięcioleciach. Proszę również pamiętać, że istotną rolę w doborze pojemności zbiornika odgrywa sposób podlewania ogrodu. Zbiornik powinien być istotnie większy w przypadku podlewania automatycznego, które jest uruchamiane regularnie i pochłania więcej wody niż podlewanie manualne. W przypadku gdybyście mieli Państwo więcej wątpliwości, zachęcamy do kontaktu. Nasi doradcy postarają się odpowiedzieć na wszystkie zapytania.

New comment