Naukowcy z Wrocławia zaprojektowali samowystarczalny dom. Zasili go deszczówka

Panele słoneczne częściowo uniezależniają nasze domy od dostaw prądu z elektrowni, przydomowe ekologiczne oczyszczalnie ścieków zdejmują z nich konieczność podłączenia kanalizacyjnego. A co, gdyby do domów nie trzeba było już podłączać także dopływu wody bieżącej?

Wkrótce może stać się to realne, dzięki naukowcom z Politechniki Wrocławskiej. Dr inż. Demis Pandelidis z Wydziału Mechaniczno-Energetycznego opracował innowacyjną metodę oczyszczania wód opadowych, czyli tak zwanej „deszczówki”. Zespół naukowców z Wydziałów Inżynierii Środowiska i Mechaniczno-Energetycznego, pod kierunkiem dr hab. Bartosza Kaźmierczaka, opracował natomiast system urządzeń i zbiorników, które pozwolą na jej zbieranie, magazynowanie, filtrowanie i wykorzystywanie do codziennego użytku.

– Nasze rozwiązanie całkowicie eliminuje potrzebę podłączenia nowo projektowanych domów jednorodzinnych do sieci wodociągowych – mówi dr hab. Bartosz Kaźmierczak, profesor PWr i dziekan Wydziału Inżynierii Środowiska, a także koordynator projektu.

Obieg zamknięty

Po odpowiednim oczyszczeniu woda deszczowa może zostać wykorzystana na przykład do spłukiwania toalet, podlewania ogrodu czy mycia samochodu. Następnie tzw. woda szara, a więc pochodząca z kąpieli, prania czy mycia naczyń – również po właściwym oczyszczeniu – mogłaby zostać ponownie wykorzystana do wszystkich domowych czynności.

Projekt naukowców zakłada także zagospodarowanie tzw. ścieków czarnych, czyli pochodzące z toalet. Zostaną one oczyszczone do poziomu, który pozwoli je bezpiecznie rozsączyć w przydomowym ogródku. Choć technologicznie możliwe jest oczyszczenie ścieków czarnych tak, aby stały się wodą zdatną do picia, jednak tego typu rozwiązania stosowane są tylko w wyjątkowych przypadkach – na przykład w habitatach kosmicznych.

– System jest w stanie zaspokoić codzienne zapotrzebowanie wody w każdym zakresie, ale przyjęliśmy założenie, że woda do picia będzie pochodziła jedynie z wód opadowych – wyjaśnia dr inż. Demis Pandelidis. – Niestety nie jesteśmy w stanie odzyskać i wykorzystać 100 procent wody szarej, ponieważ na etapie oczyszczania występują straty wody. W naszym rozwiązaniu dach o powierzchni 100 m² bez problemu pozwala zrekompensować te straty wodą deszczową – dodaje.

System domowej retencji będzie zautomatyzowany, energooszczędny i praktycznie bezobsługowy, a ponadto bezpieczny dla użytkowników i ekologiczny. Całkowicie zautomatyzowany będzie także monitoring parametrów jakości wody, co pozwoli zdalnie diagnozować pracę systemu i szybko wykrywać ewentualne zakłócenia czy problemy.

– Warto dodać, że stosując przydomową retencję, zmniejszamy nie tylko zapotrzebowanie na wodę wodociągową, ale też chronimy zasoby wodne – dodaje prof. Kaźmierczak. – Woda opadowa z „uszczelnionych” powierzchni jest błyskawicznie odprowadzana do kanalizacji, która w efekcie szybko się przepełnia, a dodatkowo tę wodę tracimy – wyjaśnia.

Z konkursu na taśmę produkcyjną

Opracowany przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej system lokalnego zagospodarowania wód deszczowych był jedną z prac zgłoszonych na konkurs „Technologie domowej retencji” ogłoszony przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

W pierwszym etapie zgłaszane pomysły musiały znaleźć zastosowanie w typowym domu jednorodzinnym. Rozwiązania, które sprawdzą się najlepiej, zostaną wykorzystane w II etapie, który będzie dotyczył dużo większego obiektu – szkoły, w której uczy się od 200 do 300 uczniów.

– Zastosowane rozwiązania techniczne w obu przypadkach mają być podobne, ale wyzwanie związane ze szkołą jest znacznie trudniejsze. Wynika to z większej liczby użytkowników oraz całkowicie innej charakterystyki zużycia wody. Pod uwagę musimy wziąć także okresowe zamknięcie budynku w czasie wakacji – wyjaśnia prof. Bartosz Kaźmierczak.

Opracowywany system retencji będzie prototypowy, a więc z założenia przy pierwszym wykonaniu jego koszt będzie stosunkowo wysoki, ponieważ sprawdzenie działania wielu nowatorskich i niestosowanych dotychczas rozwiązań pociąga za sobą większe koszty.

– Jednak w przypadku masowej produkcji jego cena znacząco spadnie i dla nowoprojektowanych domów, które z różnych względów nie mają dostępu do sieci wodociągowej, takie rozwiązanie będzie na pewno korzystną ekonomicznie alternatywą – zaznacza dr inż. Demis Pandelidis.

Prace nad projektem ruszą jeszcze w październiku. Pierwszy etap będzie trwał 17 miesięcy. W tym czasie przygotowany i przebadany zostanie prototyp systemu domowej retencji i zamkniętego obiegu wody. Następnie rozpocznie się II etap, który potrwa kolejne siedem miesięcy i polegać będzie na zbudowaniu demonstratora systemu w wersjach dla budynku jednorodzinnego oraz dla szkoły. Końcowym efektem projektu będzie kompletny produkt – systemu domowej retencji do zastosowania w budynkach jednorodzinnych i szkolnych, gotowy do wypuszczenia na rynek.