In quanto la scarsità di acqua globale si intensifica e il design sostenibile si sposta dall'aspirazione alla necessità, l'industria idraulica sta subendo una trasformazione fondamentale.

L'evoluzione del Plumbing in Waterless nel design sostenibile

Tuttavia, il costo ambientale di questo approccio è ingombrante. Negli Stati Uniti, da solo, i servizi igienici rappresentano quasi il 30% dell'uso di acqua residenziale interna, e gli edifici commerciali consumano volumi ancora più grandi per gli orinati e il lavaggio a mano. Come standard di costruzione verde stringere - da LEED v5 al Living Building Challenge - i progettisti stanno cercando alternative che riducono drasticamente la domanda di acqua.

Gli impianti idraulici non sono una nuova invenzione. Gli orinati senza acqua sono stati commercializzati dagli anni '90, ma i primi modelli hanno affrontato problemi con l'odore, la manutenzione e l'accettazione dell'utente. Oggi, i progressi nei comuni di tenuta, i rivestimenti idrofobici e il lavaggio a vuoto assistiti hanno risolto molti di questi problemi.

Come funziona l'imbottitura in acqua

Gli apparecchi idraulici impiegano una serie di tecnologie per gestire rifiuti e igiene senza acqua potabile, comprendendo questi meccanismi è essenziale per specificare la soluzione giusta per una determinata applicazione.

Urali senza acqua

L'apparecchio più diffuso è il urinale senza acqua. Queste unità utilizzano un liquido di tenuta speciale, un olio leggero e biodegradabile, che galleggia sopra l'urina. Il liquido agisce come una barriera, impedendo agli odori di escaporare mentre permette di passare attraverso l'urina. La cartuccia viene sostituita periodicamente. I nuovi disegni utilizzano una valvola a senso unico o una membrana in gomma al posto di una terrina liquida, riducendo ulteriormente la manutenzione.

Composting Toilets

I servizi igienici che compongono l'acqua non richiedono acqua per il lavaggio. Invece, si basano sulla decomposizione aerobica, aiutati dalla ventilazione, dal calore e dall'aggiunta di materiali di massa come la segatura o il cocco coir. I servizi igienici moderni di compostaggio sono autocontenuti, spesso con un ventilatore per promuovere il flusso d'aria e un meccanismo di miscelazione per aerare il pozzo di batteria.

Sistemi sanitari sottovuoto

I bagni sottovuoto utilizzano la pressione dell'aria differenziale piuttosto che l'acqua per trasportare i rifiuti. Una piccola quantità di acqua (circa 0,5 litri per il filo) può essere utilizzata per risciacquare la ciotola, ma il trasporto principale è attraverso una linea di vuoto che funziona a 0,4-0,6 bar. Questi sistemi sono comuni in aerei, treni e navi, e sono ora in fase di installazione in edifici terrestri dove l'acqua è scarsa o dove il riuso grigio acqua è impratica.

Rubinetti senza acqua

Mentre i rubinetti richiedono intrinsecamente dell'acqua per il lavaggio delle mani, i disegni senza acqua si concentrano sulla riduzione della perdita. I rubinetti attivati dai sensori riducono il tempo di esecuzione e gli aeratori di flusso laminari limitano il flusso a 0,5 galloni al minuto o meno. Alcuni progetti utilizzano un pedale del piede o l'attivazione senza contatto per evitare l'esecuzione accidentale.

Vantaggi ambientali ed economici

I vantaggi dei dispositivi idraulici senza acqua si estendono ben oltre il consumo di acqua ridotto, creando risparmi di cascata in energia, prodotti chimici e infrastrutture.

  • Conservazione dell'acqua:[] Un singolo orinatoio senza acqua può salvare 20.000-40.000 galloni di acqua all'anno in un bagno commerciale ad alta velocità. I servizi igienici di commutazione eliminano completamente l'acqua di scarico, risparmiando fino a 8.000 galloni a persona ogni anno quando si sostituisce un bagno standard.
  • Risparmio energetico:[ Il riscaldamento dell'acqua rappresenta una parte significativa dell'utilizzo dell'energia da costruzione. Riducendo la domanda di acqua calda (per gli orinainelli, non c'è nessuno; per i servizi igienici di compostaggio, nessuno; per i servizi igienici sottovuoto, minimo), gli edifici abbassano le bollette energetiche e l'impronta di carbonio.
  • Carico di depurazione:[ Meno acqua che scorre nelle fognature comunali riduce il volume delle acque reflue che richiedono il trattamento, facilitando la pressione sulle infrastrutture di invecchiamento e riducendo i costi di utilità per i proprietari di edifici che pagano le tasse di fogna in base al consumo di acqua.
  • Uso chimico inferiore:[ Molti apparecchi acquosi richiedono meno sostanze chimiche detergenti. Ad esempio, gli orinati senza acqua non hanno bisogno di alcun meccanismo di lavaggio per mantenere, e le loro superfici non porose resistere alle macchie.
  • Risparmio dei costi:[ Sebbene i primi costi possano essere più elevati, il costo totale di proprietà di oltre 10-20 anni è spesso inferiore a causa di bollette d'acqua ridotte, minori tasse di fogna e diminuzione del consumo energetico.
  • Efficienza di spazio:[ I servizi igienici sottovuoto possono usare tubazioni di diametro più piccolo, consentendo una maggiore flessibilità nella progettazione di edifici e riducendo i costi dei materiali.

Sfide di superamento: installazione, manutenzione e controllo dell'odore

Nonostante la loro promessa, gli apparecchi senza acqua affrontano barriere reali che devono essere affrontate attraverso un design adeguato, una specifica e una gestione.

Costi iniziali più elevati

I ricci e i servizi igienici in acqua in genere costano più rispetto ai loro omologhi convenzionali. Ad esempio, un orinatoio senza acqua di alta qualità può essere 300-500 dollari in più di un'unità standard, non incluso l'installazione di una linea di scarico (che è richiesto comunque) e un sistema di sostituzione delle cartucce speciale.

Gestione dell'odore

L'odore è il più comune dei risanamento senza acqua. Le prime orinate hanno spesso sviluppato un forte odore di ammoniaca se le cartucce non sono state sostituite regolarmente o se l'urina è stata autorizzata a schizzare sulle superfici. Le soluzioni includono l'utilizzo di liquidi di tenuta migliorati con una maggiore durata, l'installazione di rivestimenti di bocce idrofobiche, e l'immissione del protocollo urinario in una zona ben ventilata.

Codice edilizio e accettazione pubblica

Alcuni codici locali di tubatura richiedono ancora dispositivi di flusso d'acqua negli edifici commerciali, o impongono requisiti rigorosi per alternative senza acqua, come la prevenzione obbligatoria del flusso di retro o materiali specifici della linea di scarico. Gli occhiali dovrebbero consultare i codici locali all'inizio del design. La percezione pubblica può anche essere un ostacolo; gli utenti possono essere scettici di odore o igiene. L'istruzione e la segnaletica possono aiutare. Molti aeroporti, arene sportive, e università ora hanno migliorato sensibilmente urinals

Complessità di manutenzione

Gli impianti di irrigazione richiedono un diverso set di abilità di manutenzione. Il personale deve essere addestrato per sostituire le cartucce, controllare i liquidi di tenuta e pulire le superfici idrofobiche con sostanze chimiche non abrasive. Alcuni proprietari di edifici preferiscono i contratti di manutenzione esterna per garantire la consistenza. Per i servizi di compostaggio, la frequenza di svuotamento della camera di compost varia con l'uso; un ufficio occupato può avere bisogno di rimozione settimanale, mentre una cabina remota può solo bisogno di servizio mensile.

Il ruolo dei sistemi in acqua negli standard di costruzione verde

Gli impianti idraulici in acqua sono strumenti potenti per ottenere la certificazione sotto i principali sistemi di rating degli edifici verdi.

  • LEED (Leadership in Energy and Environmental Design): LEED v4 e v5 premiano fino a 12 punti nella categoria Efficienza Acqua per ridurre l'uso dell'acqua interna.
  • WELL Standard Building:[ WELL v2 richiede una qualità dell'acqua minima e favorisce la conservazione dell'acqua. Mentre gli apparecchi devono ancora fornire per il lavaggio a mano, lo standard consente agli orinai e ai servizi igienici di compostaggio senza acqua fino a quando soddisfano i requisiti di igiene.
  • Living Building Challenge (LBC):[ LBC è lo standard più rigoroso, che richiede acqua netta positiva (trattando tutta l'acqua sul sito) e fornire l'uso di acqua potabile per il trasporto dei rifiuti.
  • Net Zero Water Buildings:[] La certificazione Net Zero Water dell'International Living Future Institute e programmi simili richiedono edifici per catturare, trattare e riutilizzare tutta l'acqua sul sito. Eliminare l'acqua di scarico riduce il carico sui sistemi di trattamento e rende i sistemi di acqua a ciclo chiuso più fattibile.

Le innovazioni e le tendenze del mercato

Il settore idraulico senza acqua è in grado di crescere rapidamente, guidato dal cambiamento climatico, dall'urbanizzazione e dalle innovazioni tecnologiche.

Sensori intelligenti e IoT

Alcuni riccioli di acqua ora includono sensori di flusso per rilevare il flusso di urina e attivare una piccola risciacquo acqua solo quando necessario, riducendo ulteriormente l'uso dell'acqua durante la lotta all'odore. Nei sistemi di vuoto, i sensori possono rilevare perdite, monitorare la pressione del vuoto e ottimizzare il ciclo della pompa.

Nuovi materiali e rivestimenti

I progressi nella ceramica e nella scienza delle superfici producono finiture autopulenti, idrofilari o idrofobiche che repelleno macchie e batteri. Ad esempio, un rivestimento di biossido di titanio fotocatalitico può abbattere residui organici quando esposti alla luce, riducendo la necessità di pulizia chimica.

Integrazione di riciclaggio dell'acqua sul posto

Le acque dei lavandini e delle docce possono essere riciclate per l'irrigazione del paesaggio o per il lavaggio dei servizi igienici (in apparecchi convenzionali), mentre i ricci delle urine e i servizi igienici di compostaggio senza acqua gestiscono il resto. Questo approccio ibrido permette agli edifici di raggiungere scarico dell'acqua vicino allo zero senza contare esclusivamente sui sistemi di compostaggio.

Politica e Regolamentazione

Nelle regioni a rischio di siccità, le restrizioni all’acqua sono in aumento. Il titolo 24 della California richiede ora che tutti i nuovi edifici commerciali soddisfino una riduzione del 45% dell’uso dell’acqua interna rispetto alle linee di base. Il programma WaterSense dell’Agenzia per la protezione dell’ambiente degli Stati Uniti include specifiche per gli orinati senza acqua che si qualificano per i riduzioni.

Crescita nei mercati commerciali e istituzionali

Le grandi aziende come Google, Microsoft e IKEA hanno installato urinali senza acqua nei loro campus, citando i risparmi di acqua e obiettivi di sostenibilità. Distretti scolastici, aeroporti e stadi stanno seguendo il seme. Il mercato per gli orinati senza acqua è previsto per crescere in un CAGR del 12% fino al 2030, secondo gli analisti del settore.

Conclusioni

I dispositivi idraulici senza acqua non sono più un concetto di frangia, sono una soluzione matura e scalabile che si allinea alle più alte aspirazioni del design sostenibile. Eliminando l’acqua come mezzo di trasporto per i rifiuti, questi dispositivi riducono drasticamente il consumo di risorse, abbassano i costi operativi e liberano i team di costruzione per affrontare altre sfide ambientali.