От водосбережения к зданию с нулевым водопотреблением

М. М. Бродач, вице-президент НП «АВОК», главный редактор журнала «Сантехника»

Проблема устойчивого снабжения населения водой должна решаться аналогично проблеме энергосбережения, в следующих стратегических направлениях:

1. Воспитание в людях привычки экономного расходования воды;
2. Устройство систем учета потребления воды и, соответственно, введение системы оплаты по факту;
3. Использование эффективных технологий водосбережения и водосберегающей арматуры;
4. Развитие инновационных технологий водоподготовки;
5. Использование дождевой воды и очищенных серых стоков для нужд человека;
6. Создание зданий с нулевым потреблением воды.

По первым четырем направлениям уже проводится достаточное количество мероприятий. Например, в рамках федеральной программы «Чистая вода» реализуются программы по сокращению расхода воды на технологические нужды, предотвращению утечек в водопроводной и канализационной сетях, проводится аудит водопроводной и канализационной сетей для выявления несанкционированного водопользования, принимаются меры по сокращению неучтенного притока сточных вод в систему канализации. Только в Москве выполнение этих мероприятий позволит экономить до 12 млн м³ воды в год.

Особое внимание в целевой программе «Чистая вода Москвы» на период 2010– 2012 годов и на перспективу до 2020 года уделено выполнению требований федерального законодательства в части взаимодействия с потребителями. Мосводоканал совместно с Департаментом экономической политики и развития, Региональной энергетической комиссией принимает участие в разработке механизмов мотивации потребителей к экономии воды, в том числе методов тарифного регулирования. Установка приборов учета в жилых домах и квартирах москвичей позволила довести показатель удельного водопотребления у главного потребителя – населения – до 225 л/сут. на человека. Заметно сократилось водопотребление и в организациях социальной сферы – школах, больницах, детских садах и т. д. В 2010 году до 40 % потребностей городского хозяйства в воде для полива городских территорий обеспечивается технической и восстановленной водой взамен питьевой.

Если продолжить аналогию с энергосбережением, где приоритетное право на реализацию имеют только те мероприятия по экономии энергии, которые одновременно направлены на улучшение качества микроклимата, то и в водосбережении должны воплощаться в жизнь только те решения, которые направлены на доступность и качество питьевой воды и бережное отношение к природным источникам воды.

Конечная цель, к которой мы должны стремиться, – создание концепции здания с нулевым балансом потребления воды, которое, так же как и здания с нулевым энергетическим балансом, является частью концепции строительства «зеленых» зданий.

Концепция здания с нулевым балансом потребления воды основана на идее, что здание может удовлетворить все свои потребности в воде за счет недорогих, территориально доступных мероприятий по использованию собственных природных источников воды. Это, например, сбор и использование дождевых вод, а также вторичное использование серых стоков которые, безусловно, снижают нагрузку на систему водоснабжения. Если количество использованных собственных природных источников воды в какой-то период не покрывает водопотребление здания, используется сетевая вода. В период, когда количество использованных собственных природных источников воды превышает потребности здания, излишки воды после соответствующей водоподготовки экспортируются во внешнюю систему технического водоснабжения или организуется ее локальное хранение.

Отдельные элементы концепции здания с нулевым балансом потребления воды уже прошли широкую апробацию в мировых технологиях водоснабжения и водоотведения. Например, при строительстве экспериментального жилого района VIIKKI (Lotakortano) в пригороде Хельсинки были использованы следующие принципы проектирования водопровода и канализации: дома оборудованы устройствами экономии воды и раздельными счетчиками расхода воды; дождевая вода с крыш фильтруется и направляется в резервуары для полива; между домами прокладывается сеть биологических каналов, включающая фильтрационные пруды для сточных вод и резервуары для полива. Были использованы следующие меры по снижению расхода воды:

• индивидуальная плата за потребляемую воду;
• санитарно-техническое оборудование, экономящее расход воды;
• использование раздельных счетчиков расхода воды;
• общие сауны и прачечные вместо индивидуальных.

Еще один пример – здание «Twenty River Terrace» в Нью-Йорке (рис. 1). Концепция здания предусматривает эффективное использование воды, а также возможность ее очистки и повторного применения для санитарных целей.

Рисунок 1. Здание «Twenty River Terrace» (Нью-Йорк)

Одной из задач проекта было уменьшение забора воды из городского водопровода. В подвале здания находится система очистки сточных вод, которые затем используются для смыва в туалетах, в башенных градирнях, а также для орошения садов и парков. Сады на крыше здания позволяют собирать воду из атмосферных осадков (дождь или снег) и направлять в специальный сборный резервуар, чтобы в последствии применять для орошения садов на крыше здания и прилегающей территории. В каждой квартире здания установлена водоразборная арматура, обеспечивающая более низкое водопотребление.

В то же время хотелось бы отметить, что в мире уже проводились уникальные исследования, объединяющие разные элементы концепции здания с нулевым балансом потребления воды. Например, на территории колледжа города Оберлин (Oberlin) был построен Центр Адама Джозефа Льюиса по изучению окружающей среды (рис. 2), здание которого само является предметом изучения.

Рисунок 2. Центр по изучению окружающей среды, в котором применен ряд энергоэффективных решений (источник: National Renewable Energy Laboratory): 1 – солнечные батареи (фотоэлектрические панели); 2 – геотермальные скважины; 3 – окна с высоким сопротивлением теплопередаче; 4 – установка очистки сточных вод «Living Machine»

Предпроектные исследования были начаты в 1992 году группой студентов и архитекторов под руководством Дэвида Орра. Разработку проекта Центра возглавил архитектор Уильям Макдоноу (William McDonough). Команда разработчиков включала специалистов разных дисциплин. Здание было сдано в эксплуатацию в январе 2000 года. Разработчики проекта надеются к 2020 году сделать климатически нейтральное здание – которое не требует внешних поступлений энергии и воды.

Изобретенная доктором Джоном Тоддом (John Todd) установка очистки сточных вод «Living Machine» – одна из основных инновационных экологических особенностей проекта Центра. Это локальная система очистки сточных вод, которая комбинирует обычные технологии и процессы очистки из естественных экосистем, т. е. использует систему, включающую микробов, растения, улиток и насекомых. Обработанные установкой сточные воды возвращаются в здание и повторно используются в качестве непитьевой воды, например, в туалетах.

Выводы

Природная вода является необходимым условием обеспечения комфорта среды обитания человека, а также стратегическим национальным продуктом, принадлежащим не только настоящим, но и будущим поколениям. С целью сохранения, защиты и эффективного использования природной воды необходимо в оперативном порядке разработать национальную концепцию строительства зданий с нулевым потреблением воды. Эта концепция должна стать основой национальных стандартов, содержащих требования к водопользованию и рейтинговую систему оценки здания как среды обитания человека по эффективности водопользования.

Кроме того, необходимо разработать пособие по проектированию зданий с эффективным водопользованием, имея ввиду конечную цель – здание с нулевым потреблением воды. Важнейшим представляется строительство демонстрационных объектов с эффективным водопользованием и с нулевым потреблением воды.

Исследования показывают, что возможно гармоничное развитие среды обитания человека и природной среды водопользования. Задача состоит в том, что специалисты должны познать принцип этой гармонии и найти область «общих интересов». Сделать это можно лишь в том случае, если представить и изучать среду обитания человека и природную среду как единую энергетическую и экологическую систему.

Литература

1. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-Пресс, 2003.