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neww House是一栋2000平方英尺的20世纪20年代老式平房风格的房子,位于印第安纳州西拉斐特,毗邻普渡大学校园。ReNEWW代表改造后的净零能源、水和废物,反映了该项目的愿景——通过产生自己的可再生能源,收集和净化雨水以满足其用水需求,并且不将废物送往垃圾填埋场,改造旧住宅以提高资源效率。
该住宅是惠而浦公司和普渡大学之间的合作项目,为生活、学习和研究新一代资源节能型家电的学生工程师提供可持续生活的公共展示和居住实验室。
由于最近太阳能光伏(PV)技术降低了成本,净零能耗生活的概念在住宅中得到了推广。为了达到净零能耗状态,2014年夏天,这座新屋进行了深度能源改造。安装了新的三层玻璃窗户和改进的门;墙体和阁楼空腔采用喷雾泡沫保温;以地热热泵代替天然气炉和分体式交流系统;并引入太阳能PVT(光伏和热)阵列来产生现场能源。
净零水是一个相对较新的概念,只有少数设施实现了这一概念。neww住宅的目标是在现场收集雨水,而不需要从井或自来水公司补充地下水。
实现净零水目标的第一步是尽量减少居住者所需的水量,其中包括更换现有的固定装置。厨房里安装的固定装置包括一台由KitchenAid改进的洗碗机,该洗碗机采用了一种新型过滤器,可以在洗涤过程中去除食物颗粒,并显着减少所需的水量。旧的抽水马桶每加仑5加仑以上,淋浴每分钟4加仑,取而代之的是由ReNEWW住宅项目的合作伙伴科勒(Kohler)提供的最先进的设备。这次升级的最终结果是减少了60%以上的固定用水。
一旦对水的需求减少,由此产生的水需求被设计为从1,600平方英尺的屋顶表面收集,预计每年将收获约34,000加仑。为了保证高质量的最终用水,未经处理的雨水在使用WISY雨水过滤器进入储存罐之前进行了预过滤,通过浪费降雨事件的初始部分,将屋顶碎片从储存的雨水中转移出来。
当280微米的筛网被完全浸湿后,毛细管作用将雨水通过筛网转移到两个1500加仑的地下水箱中。然后通过1微米的绝对过滤器和活性炭块过滤,并通过紫外线照射消毒,使水箱中的水成为可饮用的水。
住宅通过内部回用污水进一步减少了饮用水需求。灰水的使用始于水审计,以量化预期的灰水来源和潜在的灰水用途。就ReNEWW住宅而言,预计淋浴和厕所提供的灰水略高于低冲水马桶的冲水需求(每天54加仑对每天42加仑)。任何多余的水都将被用来补充洗衣机的用水需求。
科勒先前研究过市场上现有的灰水处理系统,发现它们都令人失望,原因有很多:要么是废水对电器有腐蚀性,要么是运行成本太高,经济上不合理(比尔·库鲁博士和迈克·吕特根的《住宅水再利用技术调查》)。对新技术的调查使设计团队选择了CleanBlu,这是一家位于加利福尼亚的公司,专门从事处理污染水流的创新解决方案。
CleanBlu的革命性原型灰水处理系统(GPS)是专门为在ReNEWW House进行验证而开发的,它包括一个核心的生物处理阶段,用于代谢污染物,第二个高级臭氧化阶段,在通过灰水供应系统分配之前,水的质量被储存和维持。
该系统的最大处理能力为每天450加仑,GPS的所有方面都可以实时监控,系统更新和过程控制的变化可以通过互联网或智能手机应用程序远程管理。该系统基本上是免维护的,不需要更换或维护过滤器,只需要每年两次补充微生物浓缩物。处理废水的耗电量比一个40瓦的灯泡还少。
包括在这个水管理改造的技术是一个非常古老和非常新的混合物。雨水收集已经使用了数千年,而灰水处理系统的安装是水管理的最新创新。结合这两种技术,预计将提供所需饮用水的99%,同时减少污水排放的60%。
作为一个生活研究设施,ReNEWW住宅安装了大量的仪器,以监测实现净零目标的进展。随着整个房子的水流,温度、相对湿度和电力消耗将被研究,以验证实际与预计的节约。
随着水和能源的节约成为当今世界一个更加突出的问题,在ReNEWW住宅中应用的新旧技术的突破性应用为未来现代设施的设计打开了新思路的大门。
e·w·鲍勃·博尔威尔,体育运动员他是Design-Aire工程公司的项目设计师和总裁,这是一家位于印第安纳波利斯的工程公司,专门从事能源和资源高效的建筑系统。Boulware是美国雨水集集系统协会前任主席,国际雨水收集联盟顾问委员会成员,曾在IAPMO和ICC国家规范委员会任职,《替代水源和废物管理系统》一书的作者,以及ARCSA/ASPE/ANSI 63雨水集集设计标准的主要作者。联系Boulware:BBoulware@DAEngineering.com,电话317-464-9090。
马库斯·兰格博士是CleanBlu公司的首席执行官兼联合创始人,该公司致力于采用可持续和生态的方法,将废水工业流程创新到消费者层面。他拥有电气工程,激光技术和物理学学位,在他30年的废水职业生涯中,他开发,申请专利并销售了源头,原位FOG减少系统和FOG到生物燃料原料转化系统。联系兰格博士,电话:markuslenger@cleanblu.com,或949-200-6226。
埃里克玩滚球的人是密歇根州本顿港惠而浦公司的一名高级工程师,专门从事住宅能源和水系统。他是ReNEWW House的项目负责人这是普渡大学和惠而浦公司合作的可持续生活展示和生活实验室研究项目。Bowler拥有斯德哥尔摩皇家理工学院(KTH)和都灵理工大学(PoliTo)的可持续能源工程双硕士学位。2012年,鲍勒凭借为非洲市场提供微型融资太阳能灯的商业案例,获得了世界上最大的学生社会公益竞赛——霍特奖(Hult Prize)的亚军。请与Boweler联系Eric_J_Bowler@Whirlpool.com,电话269-923-3042。