APARTMENT | No.47 Hệ thống đường ống nước trong tòa nhà ( Phần 17)

6 Thiết bị khác

10 Tính tiền cho lượng nước sử dụng và việc đo đạc

20 Tái chế nước

28 Báo cáo mô tả các phương pháp lưu trữ, khử trùng và lọc phù hợp

40 Lắp đặt thiết bị tự động trong nhà

THIẾT BỊ KHÁC

Việc giặt giũ và tắm rửa chiếm hơn 1/5 lượng nước sử dụng trong các tòa nhà. Các biện pháp kinh tế có thể được xem xét bao gồm:

1. Cung cấp vòi hoa sen thay vì bồn tắm trong nhà ở. Trong khi khối lượng nước được sử dụng khi tắm, giả sử vòi hoa sen hoạt động đúng cách, có thể là khoảng 20−30 lít, thì khối lượng được sử dụng cho bồn tắm có thể lớn hơn gấp ba hoặc bốn lần. Vòi hoa sen được trang bị vòi phun sương có khả năng sử dụng ít nước hơn so với vòi hoa sen thông thường được đề cập ở trên. Tuy nhiên, vòi hoa sen hiện đại có thể không tiết kiệm nước so với bồn tắm. Vòi xịt vệ sinh cũng có thể cung cấp một số phương án mang tính kinh tế.

2. Cung cấp vòi phun trong các cơ sởthương mại và công cộng. Cách làm này đã được ứng dụng như một biện pháp kinh tế hữu ích nhưng đã dẫn đến việc cần phải làm sạch các ống thải liền kề thường xuyên hơn khỏi cặn lắng.

3. Việc sử dụng nước ngày càng tăng có thể bắt nguồn từ việc gia tăng sở hữu máy giặt quần áo và máy rửa chén đĩa, đặc biệt là máy tự động. Nếu tổng lượng nước sử dụng cho mục đích giặt quần áo được giữ ở mức hiện tại thì mức tiêu thụ mỗi lần giặt bằng máy tự động phải giảm đáng kể. Thể tích cho tải trọng 4 kg dao động từ khoảng 115 lít đến dưới 100 lít, theo thiết kế.

Bảng 1 tóm tắt mức tiêu thụ gia

dụng hiện tại, giả sử tổng mức

sử dụng là 140 lít/người/ngày

và phân phối được đưa ra trong

bảng ở phần trước, và những cách

mà mức tiêu thụ có thể thay đổi

thông qua các biện pháp kinh tế

và những thay đổi về quyền sở hữu

và sử dụng thiết bị.

Nước dùng để uống, nấu

Khối lượng xả thấp hơn và thay đổi

Thiết kế bằng vòi hoa sen thông

thay vì bồn tắm

Tiết kiệm bằng vòi hoa sen phun

soát nhiệt độ nhiều hơn

Tăng từ việc tăng sở hữu máy rửa

Tăng từ việc tăng sở hữu máy giặt tự động

Tăng từ việc tăng cường sử dụng rửa

xe tự động; và sử dụng sân vườn

Bảng 1. Sử dụng nước sinh hoạt và những thay đổi có thể xảy ra

Tính tiền cho lượng nước sử dụng và việc đo đạc

Ở Vương quốc Anh, phương pháp tính tiền nước truyền thống dựa trên giá trị có thể đánh giá được của các công trình gia dụng. Các lựa chọn thay thế khả thi bao gồm phí giấy phép, phí dựa trên quy mô hộ gia đình hoặc loại công trình và đồng hồ đo. Phương án cuối cùng mang lại cho mọi người cơ hội kiểm soát chi tiêu của họ đối với nước. Phương pháp này có thể gây tranh cãi; chẳng hạn, trong khi các hộ gia đình

độc thân có thể sẽ trả ít hơn so với mức hiện tại, thì các hộ gia đình đông người có thể sẽ trả nhiều hơn. Và nếu việc đo lường nước dẫn đến việc các gia đình buộc phải giảm sử dụng nước do hóa đơn cao hơn, điều đó có thể ảnh hưởng đến vấn đề sức khỏe và vệ sinh. Để thảo luận kỹ lưỡng về các lựa chọn trả tiền nước, xem thêm nghiên cứu của Thackray (1992) và Foxon et al. (2000).

Liệu việc sử dụng đồng hồ đo trong nhà có tiết kiệm nước tổng thể hay không đã là một chủ đề được thảo luận trong nhiều năm. Nghiên cứu ban đầu ở Anh cho thấy có thể tiết kiệm

được 10-15% lượng nước sử dụng. Tuy nhiên, các cuộc điều tra tại Malvern và Mansfield (Thackray et al. 1978) đã gợi

ý rằng việc dùng đồng hồ đo nước có

thể không ảnh hưởng đến việc giảm

thiểu vĩnh viễn lượng nước xả và đội

nghiên cứu đã có kinh nghiệm tương

tự trong các thử nghiệm ở Stockholm.

Chi phí nước cho người tiêu dùng có

thể không đủ để thúc đẩy việc hành

động sau những phản hồi ban đầu.

Theo đề xuất bãi bỏ hệ thống giá trị hợp lý để tính phí, ngành nước và Bộ Môi trường đã tiến hành các thử nghiệm đo lường rộng rãi ở Anh trong khoảng thời gian từ năm 1988 đến năm 1992. Mục tiêu chung của các thử nghiệm là thu thập thông tin về cách thực hiện tốt nhất việc đo lường và để xác định ảnh hưởng đến việc tiêu thụ nước. Một thử nghiệm quy mô lớn với khoảng 50 000 công trình (trên đảo Wight) cùng với 11 công trình trong số khoảng 1000 công trình đã được đưa vào hoạt động (Gadbury và Hall 1989, Smith và Rogers 1990).

Các kết quả ban đầu (DOE/WO 1992)

đã ước tính mức giảm nhu cầu của khách hàng (không bao gồm nước thải) trên đảo Wight là 6% vào năm 1990−1991 trong khi đồng hồ đang được lắp đặt; trong các thử nghiệm nhỏ, con số tương đương là 8%. Báo cáo năm 1993 (Mỹ 1993) đưa ra mức giảm tiêu thụ trung bình là 11%.

Việc dùng đồng hồ đo đã khuyến khích khách hàng khắc phục sự rò rỉ từ hệ thống lắp đặt của họ. Hóa

đơn của hơn một nửa số khách hàng thấp hơn, đặc biệt là do mức tiêu thụ giảm; nhưng chúng cao hơn 25% trong gần một phần tư số ngôi nhà

được nghiên cứu.

Người ta thừa nhận rằng các hóa đơn giảm không nhất thiết phải mang tính thực tế vì chi phí không được thu hồi đầy đủ trên biểu giá được sử dụng. Các phát hiện khác là công nghệ đo không phải lúc nào cũng cho phép đọc chính xác ở mức lưu lượng thấp; khoảng 20 phần trăm công tơ chạy chậm hoặc bị kẹt trong các cuộc thử nghiệm, do đó các hóa đơn giảm có thể bị sai. Lắp đặt công tơ trong nhà (165 bảng Anh mỗi nhà, 1990) rẻ hơn ngoài trời (200 bảng Anh mỗi nhà, 1990), nhưng chi phí để đọc chúng sẽ cao hơn. Bessey (1989) đã thảo luận về vấn đề gặp phải trong việc nối đất của các hệ thống điện do lắp đặt đồng hồ chứa nhiều vật liệu nhựa. Thông tin chi tiết từ các kết quả ban đầu trong các thử nghiệm ở khu vực Brookmans Park đã được thảo luận bởi Russac et al. (1991).

Việc sử dụng đồng hồ đo lường trong nhà có khả năng sẽ được sử dụng ngày càng nhiều trên cơ sở chọn lọc, đặc biệt là ở những khu vực thiếu nước. Trong những trường hợp như vậy, chi phí lắp đặt, đọc và bảo trì công tơ sẽ được chấp nhận. Vấn đề liệu chúng có ảnh hưởng đến việc tiết kiệm tiêu dùng lâu dài hay không vẫn còn phải theo dõi thêm.

Nước thường được đo trong các ứng dụng trong công nghiệp và thương mại. Có lẽ các cuộc điều tra sâu rộng nhất về các chính sách và tác vụ sử dụng nước đã được thực hiện, liên quan đến hơn 3000 người tiêu dùng có đồng hồ đo ở vùng

Severn Trent, đã được báo cáo bởi Thackray và Archibald (1981). Chúng cung cấp nhiều loại thông tin hữu ích cho việc dự báo nhu cầu, cho từng nhà máy cho đến cấp khu vực.

Lưuý:Dựatrên250ngàylàmviệcmỗinămtrừkhiđượcchỉđịnh

(Thackray và Archibald 1981)

Trong số các dữ liệu được báo cáo có những dữ liệu được tóm tắt trong bảng 2, đây là những thông số có thể hữu ích cho thiết kế tòa nhà. Họ cũng lưu ý một ứng dụng tái sử dụng trung bình không thể uống được. Trong trường hợp này, nước thải đã qua xử lý và khử trùng được cung cấp qua đường ống riêng đến các ngôi nhà trong khu phát triển mới, để sử dụng cho restroom và vòi nước bên ngoài. Nhiều kế hoạch

tái sử dụng khác nhau ở Nhật Bản đã được xem xét bởi Aya (1994); và

Maeda (1996) đã báo cáo về một dự án ở một quận của Tokyo, ban đầu cung cấp lượng nước thải 4000 m3/ ngày để dội restroom. Kế hoạch này sẽ được mở rộng lên 8000 m3/ngày vì sự thành công của nó trong khu vực đông dân cư này. Tái chế nước thải qua hệ thống sông để cung cấp nước uống từ lâu đã được thực hiện

ở Anh, được hỗ trợ bởi các khảo sát dịch tễ học và phân tích chất lượng

nước, ví dụ: DOE/WO (1990). Nhu cầu nước ngày càng tăng và biến

đổi khí hậu đã khuyến khích việc đánh giá và điều tra các khả năng

tái sử dụng ở quy mô các tòa nhà riêng lẻ và mức sử dụng nước sinh hoạt trong công nghiệp sản xuất là 96 lít/người/ngày (dựa trên 250 ngày làm việc), không ít hơn mức tiêu thụ trong nhà trung bình ở vùng

Severn Trent năm 1980 là 115−120

lít/người/ngày.

Tái chế nước

Việc xử lí và tái sử dụng nước mưa và nước xám, tức là nước thải từ các tòa nhà

không bao gồm thành phần restroom, đã có lịch sử lâu đời ở một số nơi trên thế giới. Trong những thập kỷ

gần đây, lĩnh vực này đã có nhiều sự tiến bộ, và nhiều cuộc đánh giá và nghiên cứu thực địa đã được báo cáo.

Ví dụ về các kế hoạch tái sử dụng khác nhau có thể được đề cập sau đây. Từ Namibia, việc tái sử dụng trực tiếp nước thải để cung cấp nước uống đã được báo cáo (Haarhoff 1996); trong khi

chi phí xử lý lớn hơn so với nước thô thông thường, thì chúng lại ít hơn so với chi phí vận chuyển đường dài. Tái

sử dụng trực tiếp cho nguồn

cung cấp không uống được phổ biến ở vùng khí hậu khô cằn; Mills và Assano (1996)

đã phân tích kết quả từ nhiều chương trình ở California.

Từ Úc, Law (1996) đã mô tả một nhóm các tòa nhà trong nước có quy mô đầy đủ đầu tiên; và nghiên cứu khả năng bảo tồn thông qua thiết kế

lại các thiết bị và lắp đặt restroom. Các cuộc điều tra trong lĩnh vực này đã được theo đuổi ở Vương quốc Anh và nước ngoài trong ba lĩnh vực chính: các mối quan tâm về sức khỏe và sự cảm quan; mô hình hóa hệ thống thu gom và tái sử dụng nước mưa, nước thải; và các nghiên cứu tại chỗ về sử dụng và tái sử dụng nước.

Hướng dẫn định hướng về mặt sức

khỏe cho các hệ thống tái sử dụng

tập trung vào coliform trong phân

như sinh vật dùng làm chỉ báo được

đưa ra trong một báo cáo của Hiệp

hội Thông tin và Nghiên cứu Dịch vụ

Tòa nhà (Mustow et al. 1997). Chúng

được hình thành từ việc xem xét thực tiễn trên toàn thế giới về tái sử dụng

nước mưa và nước xám. Dixon et al.

(1999a) hỗ trợ và mở rộng chúng, dựa trên phân tích rủi ro phân biệt giữa tái sử dụng nước cho nhiều người dùng và một gia đình. ‘Rủi ro cao hơn’ được liên kết với nhiều người dùng, ‘rủi ro thấp hơn’ liên quan đến áp dụng cho gia đình. Họ thảo luận về việc áp dụng một hệ thống để chỉ định điểm số đối

với nguy cơ và việc tiếp xúc với nước xám, cho thấy mức độ rủi ro thay đổi như thế nào từ nguồn, qua quá trình vận chuyển, lưu trữ và sử dụng, lấy nước tắm làm ví dụ. Khung đề xuất của họ dựa trên phân tích rủi ro này và dựa trên các hướng dẫn do BSRIA và WHO đưa ra để tái sử dụng nước thải sinh hoạt hoặc nước được xử lí một phần. Họ thấy hướng dẫn sau là phù hợp để thiết kế tái sử dụng nước xám trong khu vực công nghiệp/thương

mại/đô thị và trong khu vực sinh hoạt với nhiều người ở. Những phương pháp này cũng được coi là phù hợp để

tái sử dụng ngoài trời (sử dụng trong vườn hoặc rửa bên ngoài) công suất sử dụng cho một gia đình cư dân.

Mặt khác, đối với một gia đình sử dụng nước xám để xả restroom, họ đề xuất rằng thay vì giới hạn số lượng coliform trong phân xuất hiện, nên có các tiêu chí kiểm soát thiết kế hệ thống với mục đích đảm bảo rằng những điều sau đây được giữ ở mức tối thiểu:

1. Thời gian lưu trú của nước xám trong hệ thống, để giảm thiểu

sự phát triển của vi khuẩn;

2. Con người tiếp xúc với nước xám

3. Mùi.

Ngoài ra, màng sinh học nên được ngăn chặn, các thành phần phải được dán nhãn rõ ràng và việc có một bản hợp đồng bảo trì hệ thống nước xám sau khi mua sẽ là một lợi thế. Mô hình được hỗ trợ bởi phòng thí nghiệm và/hoặc thử nghiệm hiện trường đã được sử dụng trong việc điều tra những thay đổi về chất lượng trong nước xám được lưu trữ mà chưa được xử lý (Dixon et al. 1999b). Họ xác định bốn quá trình chính trong quá trình vận hành: giải quyết chất rắn lơ lửng, phát triển vi sinh vật hiếu khí, giải phóng COD kỵ khí hòa tan và sục khí lại khí quyển.

Tất nhiên, bể chứa là điều cần thiết trong hệ thống tái chế và các yếu tố trên phải được tính đến khi xác định kích thước bể chứa như vậy trong các tòa nhà. Công trình nghiên cứu của họ xác nhận những quan sát thực tế rằng nước xám không nên được lưu trữ quá 48 giờ, nhưng việc lưu trữ khoảng 24 giờ có thể chấp nhận được.

Tái sử dụng nước xám trong vòng một ngày để xả restroom trong một gia đình là một ứng dụng đơn giản, có thể không cần xử lý ngoài việc lọc để đảm bảo rằng van phao không bị tắc và có thể khử trùng để giảm mùi. Hodges (1998) chỉ ra rằng việc đầu tư vào một hệ thống xử lý được thiết kế để lọc, lưu trữ và khử trùng nước xám có thể giúp việc tái sử dụng trở nên khả thi hơn. Ông liệt kê các yếu tố cần xem xét bao gồm:

• Lượng nước có sẵn từ các thiết bị khác nhau trong một tòa nhà;

• Các chất gây ô nhiễm có mặt, thay đổi theo thiết bị;

• Việc sử dụng nước xám sau khi xử lý, cho dù là sử dụng trong vườn với nhu cầu riêng biệt, xả restroom hay ứng dụng khác.

Báo cáo mô tả các phương pháp lưu trữ, khử trùng và lọc phù hợp

Mô hình hóa cũng đã được sử dụng trong nghiên cứu thiết kế hệ thống tái sử dụng nước và hiệu suất của chúng. Ưu điểm của riêng nước mưa, tức là không có nước thải, là nó phù hợp cho nhiều mục đích sử dụng mà không cần xử lý quá kỹ càng. Dựa trên dữ liệu có sẵn về lượng mưa và mô hình nhu cầu nước trong các tòa nhà, mô hình có thể dự đoán hiệu suất về diện tích

mái, nhu cầu, lượng mưa và khối lượng được lưu trữ. Hiệu suất được đưa ra dưới dạng hiệu quả tiết kiệm nước, thước đo lượng nước uống được tiết kiệm được so với nhu cầu chung. Tất nhiên, cách tiếp cận này có thể được mở rộng để xử lý việc tái sử dụng nước xám và cả việc tái sử dụng kết hợp nước mưa và nước xám, một lĩnh vực chưa được nghiên cứu rộng rãi.

Bộ tích điện

Không khí

Nước

Điều chỉnh áp suât

Van từ

Khe hở không khí theo luật nước

Nước mưa chảy vào Chảy vào cống hộ gia đình

Nước mưa thoát ra đén restroom

Cấp độ cần thiết

Phao nổi cho phần nước chính

Nguồn: Wilo-Rain Water Collector, Wilo Salmson Pumps Ltd, Đường Ashlyn, Derby, Vương quốc Anh

Hình 1. Ví dụ về hệ thống thu gom nước mưa (xem thêm Honig 2001)

Khả năng sử dụng nước mưa để dội

restroom đã được nghiên cứu ở Anh

bởi Fewkes và Frampton (1993). Họ

đã sử dụng một máy tính để mô

phỏng hoạt động của một hệ thống

bao gồm một bể chứa duy nhất nằm

ở trên hoặc tốt nhất là dưới mặt đất

để thu nước mưa từ mái nhà, trên

đường dây của một hệ thống thương

mại sẵn có như trong hình 1. Nước xả

được cung cấp dưới áp suất từ bình

tích áp lên đến 4 bar. Khi không có

đủ nước mưa, nước bổ sung từ đường

ống được đưa vào thông qua một van từ tính, van này được kích hoạt bằng một công tắc phao gần đáy bể chứa.

Để hỗ trợ thiết kế, họ đã tìm cách đánh giá kích thước tối ưu của bình chứa để đáp ứng nhu cầu xả trong một loạt các điều kiện và nhằm hạn chế lượng nước bổ sung.

Dựa trên kỹ thuật Monte Carlo, họ đã tạo ra các tập hợp đường cong hiệu suất, liên quan đến kích thước bể chứa nước với diện tích

mái nhà với hiệu quả, tức là tỷ lệ nhu cầu xả nước được đáp ứng bởi nước mưa, thay đổi từ 50 đến 99 phần trăm. Ví dụ, người ta đã kết luận rằng với một ngôi nhà liền kề điển

hình ở Nottingham có mái che với diện tích lưu vực 40 m2, 70% nước dội restroom có thể được cung cấp bằng bể chứa có dung tích khoảng 600 lít. Hiệu suất của hệ thống tái sử dụng này sau đó đã được theo dõi trong các thử nghiệm thực địa trong hơn 12 tháng. Dữ liệu thu thập được sử dụng để tinh chỉnh mô hình, đặc biệt là cho phép làm thất thoát một lượng nước mưa trong quá trình thu gom. Với việc xây dựng lên một mô hình có thể chấp nhận được, các đường cong thiết kế không thứ nguyên đã được tạo ra cho khu vực Nottingham, cho phép xác định dung lượng lưu trữ theo diện tích mái nhà trong nước và các kiểu nhu cầu.

Dixon et al. (1999c) đã sử dụng

một mô hình tương tự như

mô hình trên áp dụng cho

việc tái sử dụng nước mưa và nước

xám đơn lẻ hoặc kết hợp, dựa trên

dữ liệu từ nghiên cứu về việc sử dụng

thiết bị do Butler (1993) báo cáo. Nước

xám từ bồn tắm, vòi hoa sen, chậu rửa

mặt và máy giặt; mục đích là cung

cấp nước để xả restroom. Để làm cơ

sở cho việc xem xét mô hình này, các

bảng ở phần trước chỉ ra phạm vi về

lượng nước được sử dụng để tiết kiệm

nước xả trong restroom bằng cách sử

dụng nước từ quá trình giặt giũ. Hình

trong phần trước cũng rất đáng quan tâm khi thể hiện các mô hình sử dụng

restroom và các thiết bị khác. Đối với tái sử dụng kết hợp, kết quả mô hình của họ cho thấy rằng, trong khi sức chứa của một ngôi nhà ảnh hưởng đến thể tích lưu trữ cần thiết để đạt được hiệu quả tiết kiệm nước nhất định, thì ít nhất 90% hiệu quả đạt được cho tất cả các công suất được nghiên cứu (1−5) khi lưu trữ từ 100−200 lít. Mức hiệu quả này cũng đạt được khi chỉ sử dụng nước xám, việc bổ sung nước mưa do đó mang lại rất ít lợi ích cho những điều kiện này. Với thể tích lưu trữ nhỏ hơn, chẳng hạn như 10−20 lít, lượng nước xả của chậu rửa được bổ sung bằng nước mưa mang đến cơ hội tiết kiệm được lượng nước xả trong restroom, hiệu quả khoảng 30−40 phần trăm với thể tích xả là 9 lít và 6 lít.

Tuy nhiên, có thể đạt được hiệu quả 20−30 phần trăm chỉ với nguồn cung cấp cho chậu rửa và do đó, chi phí bổ sung cho việc kết hợp nước mưa vào hệ thống tái sử dụng đơn giản bằng cách sử dụng nước xả từ chậu rửa có thể không hợp lý. Ngoài ra, thể tích lưu trữ nhỏ có nghĩa là thời gian lưu trữ nước trong hệ thống sẽ giảm xuống, điều quan trọng như đã lưu ý trước đó trong việc giúp duy trì chất lượng nước.

Các kế hoạch đơn giản, chẳng hạn như restroom có bồn rửa tay được sử dụng ở Nhật Bản, do đó có sức hấp dẫn đặc biệt đối với các tình huống như vậy xảy ra ở bối cảnh trong nước.

Các hệ thống cá nhân thú vị khác cũng có sẵn, cả ở Vương quốc Anh và nước ngoài, và có thể phù hợp với các tình huống trong nhà hoặc dùng cho nhà có nhiều người ở. Các nghiên cứu như những nghiên cứu được mô tả ở trên sẽ giúp đánh giá hiệu suất, đặc điểm kỹ thuật và thiết kế của chúng.

Dữ liệu cho những nghiên cứu như vậy cũng được cung cấp từ các nghiên cứu quy mô đầy đủ do Cơ sở nghiên cứu tòa nhà ở Vương quốc Anh thực hiện. Việc sử dụng nước được theo dõi rộng rãi trong một khu phát triển mới gồm 37 ngôi nhà ở Essex, trong đó có 22 ngôi nhà được kiểm soát, 12 ngôi nhà có restroom và vòi hoa sen sử dụng ít nước, và ba ngôi nhà sử dụng nước xám tái sử dụng để xả restroom. Mức độ tiết kiệm nước cho mỗi người là 10% đối với nhà có restroom, bồn tắm và vòi hoa sen và

31% đối với nhà có bồn rửa đã được báo cáo trong một phác thảo ngắn gọn (Cơ sở nghiên cứu tòa nhà 2001). Các nghiên cứu do Surendran và Wheatley (1998) báo cáo cung cấp dữ liệu từ việc giám sát nguồn nước được thực hiện trong các tòa nhà và ký túc xá của trường đại học. Thông tin về hiệu suất của một nhà máy thí điểm xử lý tạo ra chất lượng nước gần như có thể uống được từ nước xám cũng được đưa ra. Một nhà máy quy mô đầy

đủ đã được lắp đặt trong kí túc xá cho mục đích nghiên cứu và thuyết trình.

Một đánh giá về các chương trình tái sử dụng hiện có ở Vương quốc Anh (Diaper et al. 2001) mô tả kinh nghiệm thu được từ khoảng 150 ví dụ, chủ yếu liên quan đến việc tái sử dụng nước mưa ở 75 ngôi nhà đơn lẻ, 8 nhóm nhà và 32 ngôi nhà nhiều người ở. Mười hai ví dụ về tái sử dụng kết hợp nước xám và nước mưa được đề cập, mười trong số đó liên quan đến việc sử dụng cho nhiều người.

Họ kết luận rằng cần có các hướng dẫn về thiết kế và lắp đặt, để phổ biến rộng rãi; và rằng cả độ tin cậy của các hệ thống quy mô nhỏ và thiết kế của các hệ thống quy mô trung bình đều cần được cải thiện. Điều này sẽ làm giảm đáng kể thời gian hoàn vốn, mang đến lợi ích kinh tế của nhiều chương trình đang yếu kém. Giáo dục để hiểu các phương pháp tiếp cận mới và các vấn đề liên quan để người dùng chấp nhận chúng là rất quan trọng.

Tái sử dụng nước có thể đi kèm với thu hồi nhiệt. Là một dấu hiệu cho thấy khả năng thu hồi nhiệt, có thể lưu ý rằng mức tiêu thụ nước nóng gia dụng trung bình ở mức 120 lít mỗi hộ gia đình mỗi ngày ở Vương quốc Anh, nước được cung cấp ở nhiệt độ khoảng 55 độ C. Mức này sử dụng khoảng 9 GJ (gigajoules) mỗi năm tại vòi. So với mức tiêu thụ năng lượng sơ cấp trung bình hàng năm nằm trong khoảng từ 20 đến 45 GJ mỗi hộ gia đình đối với hệ thống đun nước nóng được cách nhiệt hợp lý; con số này chỉ bằng khoảng 1/5 so với trường hợp toàn bộ ngôi nhà

được cách nhiệt hợp lý bao gồm hệ

thống sưởi không gian và các yêu cầu khác. Có thể giả định rằng có lẽ một nửa lượng nhiệt sinh ra ở vòi (9 GJ) sẽ tìm đường đến cống thoát nước và chính phần này có thể được thu hồi trong một hệ thống kết hợp tiết kiệm nước và năng lượng.

Xi lanh có bộ gia nhiệt ngâm hoặc nguồn nhiệt khác

Dòng môi chất lạnh

Thoát nước hoặc tái sử dụng để xả restroom

Máy nén Đầu vào nước thải

Thiết bị bay hơi

thu gom

Thu hồi nhiệt từ nước thải được lưu trữ có thể được xử lý bằng thiết bị trao đổi nhiệt thông thường hoặc bằng máy bơm nhiệt* và có nhiều

lựa chọn khác nhau với cả hai thiết bị này. Một số trong số này đã

được thử nghiệm, không chỉ cho nhà ở mà còn cho các loại công trình công cộng. Hình 2 minh họa nguyên tắc bố trí có thể áp dụng khi sử dụng bơm nhiệt. Các thành phần chính của máy bơm nhiệt — cuộn dây bay hơi, máy nén và cuộn dây ngưng tụ — được tách biệt thuận tiện như hình minh họa. Hệ thống được điều khiển bởi hai bộ điều nhiệt, một trong xi lanh và một trong bể. Bộ điều khiển trong bể được thiết lập để ngăn nước đóng băng. Một nguồn nhiệt thông thường cung cấp một nguồn dự phòng.

* Máy bơm nhiệt là thiết bị có thể trích nhiệt từ môi trường xung quanh

ở một nhiệt độ (ví dụ: nước thải ở 25 độ C) và bơm nhiệt này đến nhiệt độ cao hơn (ví dụ: để tạo ra nguồn cung cấp nước ở 55 độ C). Máy bơm nhiệt hoạt động theo nguyên tắc vật lý của sự bay hơi và ngưng tụ như với hầu hết các tủ lạnh gia dụng. Tham khảo hình 2, nước thải ấm lưu thông quanh thiết bị bay hơi chứa chất làm lạnh, một chất lỏng có điểm sôi thấp. Loại thứ hai hấp thụ nhiệt từ nước thải và bay hơi. Hơi chảy đến máy nén, áp suất của nó tăng lên rõ rệt và ở trạng thái này, nó truyền nhiệt cho nước trong xi lanh thông qua bình ngưng. Hơi bây giờ đã trở thành chất lỏng và quay trở lại thiết bị bay hơi thông qua một van giãn nở làm giảm áp suất của nó. Lượng nhiệt cung cấp theo cách này có thể gấp hai hoặc ba lần lượng nhiệt cần thiết để chạy máy nén.

LẮP ĐẶT THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG

TRONG NHÀ

Về nguyên tắc, các ngôi nhà

có thể được tạo ra hoàn toàn

tự động trong việc cấp nước, với một lượng ít nước hoặc

không cần xả đầu vào, bằng cách sử dụng một số hình

thức tái chế hoàn toàn như

trong tàu vũ trụ. Hiện tại, đây là một lựa chọn rất tốn kém

— có ý kiến cho rằng chi phí

cung cấp nước và xử lý nước

thải tự động cao gấp đôi so với chi phí cho các dịch vụ trung tâm ở mật độ dân số

thấp (3 đến 4 người/ha) và

gần gấp ba lần so với chi phí

trung bình ở mật độ đô thị. Các ghi chú sau đây chỉ ra một số thiết kế cấp tiến đã được

đề xuất, một số khía cạnh của

chúng đã được sử dụng trong

các sơ đồ nhà ở ở những khu vực cách xa nguồn cung cấp nước thông thường.

Như đã chỉ ra ở đầu phần trước, các biện pháp tiết kiệm nước có thể ảnh hưởng

hoặc đòi hỏi một số thay đổi trong thói quen hoặc phong cách sống của cư dân trong các tòa nhà và, không cần phải nói, điều đó có thể đúng với các hệ thống tự động. Có

thể cần phải giám sát thường

xuyên nếu một hệ thống tự

động muốn duy trì độ tinh

khiết của nước uống và tiếp

tục hoạt động hiệu quả, trong

khi năng lượng và hóa chất

phù hợp sẽ cần được cung

cấp một cách bền bỉ.

Có lẽ hệ thống tự động đơn giản nhất và rẻ nhất đã hoạt động thành công, mặc dù chỉ trong một thời gian ngắn với những người thực sự sống với hệ thống, là hệ thống được chứng minh

bởi A Ortega và những người khác trong ngôi nhà Ecol tại Đại học McGill, Montreal. Nước

mưa thu gom được lưu trữ và sử dụng để rửa tay, tắm và gội đầu. Chậu rửa được bố trí phía

trên bồn chứa restroom

để có thể dễ dàng sử dụng nước rửa để dội restroom. Đầu tiên, nó trộn với nước thải và

được lên men hiếu khí, sục khí vào bể bằng một máy bơm bể cá nhỏ.

Đầu tiên, nó trộn với nước thải và được lên men hiếu khí, sục khí vào bể bằng một máy bơm bể cá nhỏ. Sau đó, nước được bơm bằng tay trở lại bể chứa và được

sử dụng để dội lại restroom. Nước tắm

đã qua sử dụng được thu gom và lưu trữ trước khi bơm lên hệ thống năng lượng mặt trời, nơi nước chưng cất được thu gom và sử dụng để nấu ăn và uống.

Một thành viên của nhóm Ecol và

vợ của anh ấy đã sống trong ngôi

nhà này trong 6 tuần, họ đưa ra

gợi ý rằng chỉ cần tăng thêm một

chút công việc hàng ngày, một

ngôi nhà sinh thái sẽ trở thành

một nơi sinh sống thiết thực cũng

như có lợi cho môi trường.

Chủ đề này đã được nghiên

cứu ở Vương quốc Anh bởi

Robert và Brenda Vale, ấn phẩm Vale (2000) của họ

tập hợp thành quả của nhiều năm kinh nghiệm. Sue Roaf (2001) cũng đã đưa ra một đánh giá trên phạm vi rộng, với hướng dẫn thiết kế dựa trên kinh nghiệm thực tế và các nghiên cứu điển hình trong nhiều nơi khác nhau trên thế giới. Có thể nói rằng để đạt được sự tự động hoặc sự tiết kiệm nước đáng kể, cần phải có rất nhiều thiết bị, chỉ một số trong số đó giống với hệ thống nước nóng và lạnh thông thường cho một ngôi nhà có ống nước chính làm đầu vào. Việc lắp đặt cần đến sự quản lý và giám sát thường xuyên, đồng thời cung cấp ổn định mọi năng lượng và hóa chất cần thiết. Trong một nghiên cứu toàn diện (Vale 1996), các tác giả mô tả thiết kế, vận hành và chi phí sử dụng của một ngôi nhà tự động được xây dựng vào năm 1993. Họ thấy nó thỏa đáng về mặt cung cấp dịch vụ và sự thoải mái nhưng lại đặt ra trách nhiệm mới cho những người cư ngụ với tư cách là người quản lý của một tài nguyên.

Tóm lại - việc xem xét những người

cư ngụ phải là người quản lý tài

nguyên, là điều quan trọng đối với

bất kỳ phương pháp tiếp cận mới

nào đối với việc bảo tồn nước và

sự tự động hóa nói chung. Một hệ

thống có thể quá phức tạp và đòi

hỏi khắt khe đối với một gia đình.

Các phương pháp tiếp cận mới có

thể phù hợp hơn trong các tình

huống sử dụng đội bảo trì, chẳng

hạn như trong các khu chung cư lớn hoặc khu tòa nhà thương mại.