Table of Contents

Достижения в низкоимпактных сантехнических приспособлениях для сохранения воды

Нехватка воды является одной из самых насущных проблем 21-го века. С глобальным спросом на пресную воду, который, по прогнозам, превысит предложение на 40% в течение следующего десятилетия, каждый сектор должен действовать. Здания составляют примерно 12% от общего потребления воды в Соединенных Штатах, и примерно 20% из этого потребляется через сантехнические приборы, такие как туалеты, душевые краны и краны. Низкоэффективные сантехнические приборы - те, которые предназначены для использования значительно меньше воды без ущерба для производительности или комфорта - предлагают один из самых экономически эффективных способов сокращения потребления. Последние достижения в области материалов и техники сделали эти приборы более надежными, более доступными и умными, чем когда-либо. В этой статье рассматриваются последние инновации, их измеримые преимущества, стандарты сертификации, соображения установки и где технология движется.

Инновации в низкоимпактных сантехнических смесях

Рынок сантехники испытал волну инноваций за последнее десятилетие. В то время как ранние низкотемпературные светильники часто разочаровывали пользователей плохой производительностью - слабым душем, неполными туалетными приливами - современные конструкции используют точную инженерию и гидродинамические принципы, чтобы соответствовать или превосходить традиционную производительность. Три основные категории - высокоэффективные туалеты, низкотемпературные душевые краны и газированные смесители. Каждый теперь предлагает подкатегории с различными технологиями.

Высокоэффективные туалеты (HET)

Стандартные туалеты, изготовленные до 1994 года, использовали 3,5 галлона на смыв (gpf) или более. Федеральный закон об энергетической политике 1992 года предписывал 1,6 гпф, но реальный скачок произошел с добровольными стандартами WaterSense (1,28 гпф). Сегодняшние HET используют всего 0,8 гпф в некоторых режимах двойной смывки, экономя в среднем семье почти 13 000 галлонов в год по сравнению с туалетом 3,5 гпф.

Технология двойного сплава

Двухфлешные туалеты имеют два объема смыва: низкий объем жидких отходов (обычно 0,8-1,1 галлона) и более высокий объем твердых отходов (1,28-1,6 галлона). Механизм часто представляет собой кнопку или ручку, которая вращается в двух направлениях. Этот простой выбор пользователя может сократить использование воды до 30% по сравнению с однофлешовым туалетом 1,28 гпф. Современные модели теперь включают сжатый воздух для перемещения отходов при использовании меньшего количества воды.

Давление-ассист и вакуумные туалеты

Коммерческие и высокопроизводительные установки приняли туалеты с под давлением, в которых используется герметичный резервуар, который создает давление от линии водоснабжения, обеспечивая мощный прилив всего 1,0 г/с. Вакуумные туалеты, распространенные на судах и самолетах, теперь появляются в зеленых зданиях. Они используют центральную вакуумную систему и только 0,5 галлона на прилив, хотя затраты на установку остаются высокими.

Стирка против сифонического

Улучшенная технология стирки использует большую трап-трап и прямую струю воды для выталкивания отходов, часто с меньшим засорением, чем традиционные сифонические конструкции. Многие HET теперь имеют «торнадо» или «циклон» ободочный смыв, который использует струи воды для более эффективного прочесывания чаши, требуя меньше воды.

Низкотемпературные душевые головы

Предрегуляционные душевые кабины текли со скоростью до 5 галлонов в минуту (гпм. Текущий федеральный лимит составляет 2,5 гпм., но многие модели с маркировкой WaterSense работают со скоростью 1,5-2,0 гпм. Ключевая задача заключается в предоставлении удовлетворительного опыта при уменьшенном потоке. Две основные технологии решают эту проблему:

Аэрационные душевые головы

Аэрационные душевые кабины смешивают воздух с водным потоком, создавая туманный, объемный спрей, который чувствует себя более влажным, чем предполагает фактический объем воды. Поскольку небольшие капли охлаждаются быстрее, некоторые пользователи в холодном климате находят аэрационные головки менее теплыми. Однако они преуспевают в покрытии тела и быстром ополаскивании. Многие также включают регуляторы давления, компенсирующие поток, для поддержания стабильного выхода даже если давление воды колеблется.

Душевые головки Laminar-Flow

Ламинарные душевые кабины производят отдельные, прозрачные потоки воды без аэрации. На них меньше влияет падение температуры и часто предпочитают в роскошных установках за их «дождевой» эффект. Новая технология люмена использует точно просверленные сопла и внутренние лопасти для поддержания широкого, даже покрытия при 1,5 г.п. Некоторые модели теперь имеют многораспылительные узоры, которые могут переключаться между аэрированным и ламинарным режимами.

Умные и цифровые душевые системы

Новые цифровые душевые кабины позволяют пользователям устанавливать точные скорости потока и температуры через сенсорный экран или приложение для смартфонов. Некоторые из них включают таймеры потока, которые мягко напоминают пользователям о сокращении душевых кабелей. Хотя они по-прежнему стоят дороже, эти системы могут интегрироваться с домашними системами управления энергией для оптимизации использования горячей воды.

Низкотекущие краны и аэраторы

Кухонные краны и краны для ванной комнаты исторически текли со скоростью 2,2 г. В настоящее время федеральный стандарт составляет 2,2 г. в сутки для кухни и 1,5 г. в сутки для ванной комнаты, но краны для ванной комнаты WaterSense могут использовать всего 0,5 г. в час, обеспечивая при этом эффективный поток. Ключевым фактором является аэратор - небольшое сетчатое устройство на кончике, которое смешивает воздух в воду.

Передовые аэраторы

Новые конструкции аэраторов создают небрызгающий поток полного диаметра с ультранизкими скоростями потока. Некоторые используют несколько камер и выпрямителей потока для поддержания точной траектории. Кухонные аэраторы часто имеют переключатель или кнопку для переключения между «потоком» (аэрированный) и «распылением» (неаэрированный) для различных задач. Некоторые модели включают функцию водосберегающей паузы, которая временно останавливает поток, не отключая баланс горячего / холодного.

Бесприкасные и сенсорные краны

Датчики уменьшают количество отходов воды, устраняя поток, когда рук нет. Первоначально они были ограничены коммерческими туалетами, теперь они распространены в жилых кухнях и ванных комнатах. Новые маломощные инфракрасные датчики и самоочищающиеся соленоидные клапаны обеспечивают надежность. Некоторые модели также имеют «измеренный» режим, который автоматически отключается после заданного времени, уменьшая случайные отходы.

Ограничители потока и компенсация давления

Многие краны теперь включают внутренние ограничители потока, часто O-кольцо с калиброванным отверстием, которые ограничивают максимальный поток независимо от давления подачи. Ограничители, компенсирующие давление, поддерживают постоянный выход, даже если активны несколько светильников. Эти устройства просты, дешевы и могут уменьшить поток на 30-50% без необходимости замены светильника.

Преимущества низкоимпактных сливочных приспособлений

Преимущества выходят далеко за рамки очевидного показания счетчика воды. Документированные преимущества включают:

  • Экономия воды: Замена 3,5 гпф туалета на 1,28 гпф HET экономит 2,22 галлона на смыв. Для семьи из четырех человек это может составлять более 8000 галлонов в год. Низкотечные душевые кабины экономят примерно 2900 галлонов в год на семью.
  • Энергоэффективность:] Примерно 17% от среднего энергопотребления дома идет на отопление. Сокращение потребления горячей воды на 20% (достижимо с помощью душевых кранов и кранов с низким потоком) уменьшает эту часть пропорционально. По оценкам EPA, приборы WaterSense экономят достаточно электроэнергии для питания 900 000 домов в течение года.
  • Сокращение расходов: Более низкие счета за воду являются прямыми и немедленными. В сочетании с сокращением счетов за электроэнергию домохозяйства могут экономить от 100 до 150 долларов в год на замену светильника. Коммерческие здания видят еще более быстрые периоды окупаемости, часто менее двух лет, из-за более высоких показателей использования.
  • Экологическое воздействие: Снижение потребления воды означает меньшую нагрузку на водоносные горизонты, реки и водохранилища. Это также сокращает энергию, необходимую для очистки воды и перекачки, что снижает выбросы парниковых газов. Кроме того, меньше сточных вод, поступающих на очистные сооружения, уменьшает выброс необработанных переливов во время штормов.
  • Инфраструктурный след:] Муниципальные системы водоснабжения сталкиваются со старением труб и растущим спросом. Широкое внедрение эффективных приборов может задержать или избежать дорогостоящего расширения мощностей. По оценкам программы EPA WaterSense, с 2014 года эффективные приборы предотвратили изъятие более 1,1 триллиона галлонов воды из экосистем.

Сертификаты и стандарты

Не все «низкоточные» светильники созданы равными. Достоверные сертификаты третьих сторон обеспечивают производительность, а также эффективность. Наиболее влиятельной является WaterSense, партнерская программа, спонсируемая Агентством по охране окружающей среды США. На водоочистных светильниках должно использоваться как минимум на 20% меньше воды, чем стандарт, и соответствовать строгим критериям производительности, таким как полное удаление отходов для туалетов и удобное покрытие распылителями для душевых кабин.

Для коммерческих и зеленых строительных проектов LEED v4.1 присуждает кредиты за сокращение базового использования воды в помещениях на 30% и более. Международный кодекс сантехники (IPC) и Унифицированный кодекс сантехники (UPC) имеют конкретные главы по сохранению воды, которые ссылаются на WaterSense и аналогичные стандарты. В Европе Экологическая маркировка Европейского союза и Строительный стандарт WELL также включают показатели эффективности крепления.

Домовладельцы и подрядчики должны искать логотип WaterSense на упаковке. Для продвинутых проектов Национальный санитарный фонд (NSF) сертифицирует приспособления для выщелачивания свинца и бактериальной резистентности, что особенно важно для кранов с низким потоком, которые могут иметь более длительные периоды застоя.

Ключевые показатели соответствия

  • Туалеты: Макс 1,28 гпф (WaterSense), 1,6 гпф (федеральный минимум), 0,8-1,1 гпф для малообъемного двойного смыва.
  • Головоломки: Макс 2.0 г.п.м. (WaterSense), 2,5 г.п.м. (федеральная). Более новые модели с маркировкой «ультранизкий поток» при 1,5 г.п.м.
  • Краны для ванной: Макс 1,5 г.п.м. (федеральный), 1,0 г.п.м. (WaterSense). Некоторые юрисдикции требуют 0,5 г.п.м.
  • Кухонные смесители: Макс 2.2 г.п.м. (федеральная). В настоящее время WaterSense не маркирует кухонные смесители, но производители предлагают версии с низким расходом.

Установка и модернизация соображений

Многие светильники с низкими эксплуатационными характеристиками являются прямыми заменами стандартных моделей. Однако некоторые моменты заслуживают внимания:

  • Линия водопровода несет: Очень низкотемпературные туалеты (менее 1,0 г/с) могут изо всех сил пытаться протолкнуть отходы через длинные горизонтальные стоки. Новые конструкции используют более крупные трап-трапы и давление, помогающее компенсировать. Для модернизации проверьте, что наклон и диаметр трубы для отходов соответствуют коду сверхнизкого потока.
  • Доставка горячей воды: При уменьшенном потоке ожидание горячей воды на душевой головке с низким потоком может ощущаться дольше, потому что вода в трубе движется медленнее. Установка насоса рециркуляции горячей воды или водонагревателя точки использования решает эту проблему.
  • Совместимость с аэраторами: Большинство кранов для кухни и ванной комнаты принимают аэраторы стандартной струи (55/64» мужской или женский). Аэратор с ультранизким потоком (0,5 г/м) хорошо работает для мытья рук, но может быть слишком медленным для таких задач, как полоскание посуды. Многие пользователи предпочитают аэратор с 1 г/м на кухне для гибкости.
  • Корректировка давления: Арматура с низким расходом лучше всего работает при давлении от 40 до 80 фунтов на квадратный дюйм. Если давление в здании ниже 30 фунтов на квадратный дюйм, некоторые аэраторы могут не поддерживать равномерное течение. В высотных зданиях или районах с низким муниципальным давлением может потребоваться насос-усилитель давления.
«Вода — это нефть 21-го века, — сказал Эндрю Ливерис, бывший генеральный директор Dow Chemical. — Низкое воздействие сантехнических приборов — это один из самых дешевых бочек воды, которые вы можете купить. — Обновление одного туалета может сэкономить более 4000 галлонов в год, что эквивалентно годовым потребностям в питьевой воде 45 человек».

Будущие тенденции

Ускоряются инновации в эффективности сантехники. Несколько тенденций будут определять следующее поколение малоударных светильников:

Умные приспособления и интеграция IoT

Подключенные к Wi-Fi душевые краны и краны могут отслеживать использование, обнаруживать утечки и автоматически регулировать поток в зависимости от поведения пользователя. Например, умный кран может узнать, что кухонный кран работает в течение трех минут во время завтрака и установить таймер, чтобы отключиться через две минуты, если не перезаписывать. Некоторые коммерческие туалеты уже используют умные клапаны для промывки, которые регулируют объем промывки на основе моделей заполнения.

Серая вода-готовые смеси

Высокоэффективные светильники обеспечивают более низкий расход, но они также производят более чистую серую воду (из раковин и душевых кабин), которую можно повторно использовать для промывки или орошения туалетов. Приборы со встроенными клапанами отвода и минимальным химическим остатком (неаэрированные раковины) разрабатываются специально для систем серой воды. Международная ассоциация сантехников и механических должностных лиц (IAPMO) теперь включает в свои стандарты положения о серой воде, готовые к установке.

Вакуум и компост туалетов

Вакуумные туалеты используют менее 0,5 галлонов на смыв и становятся обычным явлением в зданиях с нулевой энергией. Компостирующие туалеты, в которых вообще не используется вода, набирают силу в условиях вне сети и экопоселения, с современными конструкциями, которые устраняют запахи и обрабатывают высокочастотное использование.

Инновации сверхнизкого потока: 0,8 г.п.м.

Некоторые производители теперь предлагают душевые кабины, которые используют 0,8 г/м, сочетая очень тонкое образование капель с импульсным распылением. Исследования удовлетворенности пользователей показывают, что они могут чувствовать себя как удобный массаж, но они требуют точной конструкции, чтобы избежать охлаждения. Акустические амортизаторы предотвращают свистящий шум, иногда связанный с головками низкого потока высокого давления.

Водители политики

Калифорния, Колорадо и ряд других штатов принимают более строгие кодексы сантехники, которые требуют эффективности уровня WaterSense во всех новых конструкциях. Министерство энергетики США недавно предложило обновить федеральные стандарты душевых кабин до 1,8 г. По мере ужесточения правил производители будут больше инвестировать в оптимизацию производительности, что еще больше снизит затраты и улучшит принятие пользователей.

Заключение

Нишевые сантехнические приборы уже не являются нишевым зеленым продуктом. Они являются новой основой для ответственного строительства и реконструкции. Достижения в области гидротехники, аэрации, материалов и цифрового контроля устранили старый компромисс между экономией воды и получением хорошего смыва или удовлетворительного душа. Для владельцев зданий финансовая отдача очевидна: более низкие счета за коммунальные услуги, повышенная стоимость недвижимости и соблюдение ужесточения кодов. Для общества широкое внедрение может обуздать спрос на пресную воду, сократить потребление энергии и отложить дорогостоящие обновления инфраструктуры. Независимо от того, строите ли вы новый дом, обновляющий коммерческую уборную, или просто заменяющий протекающий кран, выбор светильника с маркировкой WaterSense является одним из самых эффективных решений, которые вы можете сделать. Технология прибыла. Экономия реальна. Остается только вопрос, как быстро мы выбираем его принять.