Budoucí nová ekologická městská čtvrť "Atelier Gardens" je spojena s mnohovrstevnatým přístupem, který sahá od kvalitativního zlepšení budov a volných prostranství až po omezení dopravy a vytvoření nových sociálních a společenských prostor.
Součástí je i koncepce hospodaření s vodními zdroji, která koordinuje stavbu a hospodaření s vodou a půdou a zároveň podporuje ekonomické a sociální zájmy, aniž by byly ovlivněny životně důležité ekosystémy.
Samotná snitace je rozdělena do tří kategorií: Zásobování vodou, hospodaření s dešťovou vodou a hospodaření s materiálovými toky. Při určování priorit však nadále dominuje komfort pro koncového uživatele, stabilita procesů, ekonomická efektivita a hygiena.
Cílem stavebních opatření v budovách i na volném prostranství zaměřených na vodu je šetřit vodní zdroje. Především jde o úsporu pitné a odpadní vody prostřednictvím sanitárních předmětů a zařízení. Další oblast je řešení srážkových vod. V souladu s principem „Sponge City“ (město jako houba) bylo navrženo akumulovat dešťovou vodu ze střech a dopravních ploch celého kampusu do tří podzemních nádrží. Pro ty účely, které nevyžadují vodu v potravinářské kvalitě, je pitná voda nahrazena vodou provozní (například pro splachování toalet a zalévání rostlin). Prostřednictvím intenzifikace ozelenění (ozelenění střech, fasád a ploch), jakož i výsadbou stromů a jejich zásobováním srážkovou vodou, se zvýší míra odpařování, a tím se zlepší i mikroklima. Ve střednědobém horizontu je cílem odpojit celý kampus Atelier Gardens od stávajícího městského kanalizačního systému jako "bezodtokovou čtvrt". Tím dojde také k výrazným úsporám nákladů za odkanalizování.
Třetí oblastí, na kterou se zaměřují práce v oblasti sanitárního inženýrství, je řízení materiálových toků s ohledem na důležité zdroje obsažené v domovních odpadních vodách. Tradičně však byla i u tohoto projektu hlavním cílem komunálních kanalizačních systémů a systémů čištění odpadních vod ochrana vody a hygiena, nikoli recyklace. Protože jsou centrální systémy zaměřeny z hlediska akceptovatelnosti především na tyto cíle, není realizováno využití živin.
Alternativou by bylo oddělené řešení materiálových toků u zdroje podle hesla: "Z pole na talíř a z talíře na pole co nejkratší cestou" Platí, že pokud se moč a výkaly zachytí u zdroje, odkloní a shromáždí odděleně, lze je pak neujdržitelněji využít. I když v tomto projektu k následnému využití všech zdrojů (živin a uhlíku) nedochází, tak je ověřováno alespoň oddělování jednotlivých proudů odpadních vod a využití moči. Recyklace živin je realizována jen s využitím organického kuchyňského odpadu.
Opatření podrobněji:
1. Sanitární předměty a zařízení šetřící zdroje
Moderní sanitární technika nabízí různé způsoby, jak snížit spotřebu vody, a tím i množství znečištěné vody a do jisté míry i teplé vody, aniž by se zhoršila hygiena nebo komfort spotřebitele.
V budově jsou v tomto duchu realizována dvě opatření – bezvodé pisoáry a bezdotykové armatury. Obě opatření šetří vodu a při tom nedochází k omezení komfortu.
Bezvodé pisoáry fungují zcela bez vody a bezdotykové armatury zkracují průtok na cca 7 s. Funkčně jsou tyto bezdotykové armatury založeny na osvědčené infračervené technologii. Funkce automatického vypnutí zastaví vodu, když člověk opustí oblast senzoru. Senzorová technologie a automatické zavírání s předem nastavitelnou maximální dobou splachování omezují plýtvání vodou a podporují odpovědné využívání vodních a energetických zdrojů.
2. Hospodaření s dešťovou vodou
V areálu Atelier Gardens jsou plánovány celkem tři systémy pro odvod dešťové vody. Prototypem je systém hospodaření s dešťovou vodou v západní části. Zde se jedná především o části střech studia a také velmi malou část (zatím) uzavřeného dopravního prostoru.
Aby bylo zajištěno, že dešťová voda bude vhodná z hygienického a estetického hlediska ke splachování toalet a zalévání zahrady, je třeba zajistit její kvalitu a dostupnost. Protože se dešťová voda používá jednak ke splachování toalety, jednak k zavlažování kapkovou závlahou, je třeba zabránit tomu, aby cizí částice o velikosti > 100 μm (= pevné částice, např. částečky rzi nebo zrnka písku) způsobily poškození potrubí a armatur korozí. Instalace jemného filtru se zpětným proplachem takovým provozním poruchám zabraňuje. Hygienické zabezpečení tady instalováno není.
Všechny připojené spotřebiče jsou zásobovány oddělenou potrubní sítí, která je zcela oddělena od systému pitné vody. Automaticky řízené čerpadlo čerpá vodu do potrubní sítě podle potřeby. V případě nedostatku dešťové vody je voda doplňována ze sítě pitné vody. V případě přebytku se srážkové vody vsakují a vracejí zpět do přirozeného koloběhu vody.
3. Řízení toku materiálu
Řízení materiálových toků je zatím pro nás v České republice zatím neprozkoumaná oblast. V tomto projektu se řízení materiálových toků prezentuje na příkladech a prototypech. V budoucnu by cílem měla být integrace materiálových toků v budovách (např. organického kuchyňského odpadu, moči a fekálií nebo živin) do městské rostlinné produkce.
Myšlenka recyklace zdrojů vychází z toho, že půda je neobnovitelný a omezený zdroj, z tohoto důvodu je obzvláště důležitá udržitelná ochrana rozmanitých ekosystémových procesů. Důležitým ukazatelem kvality půdy je obsah uhlíku v ní. Obsah uhlíku se zdá být rozhodujícím faktorem pro vysokou výnosnost těchto půd po dlouhou dobu. Zajišťuje stabilní fyzikální a chemické vlastnosti, vede k vysoké vodní a vzdušné kapacitě, ukládání a pufrování živin a příznivému osídlení půdy organismy.
V souladu s filozofií sanitačních systémů orientovaných na zdroje, kdy má "přednost recyklace před likvidací" nejsou fekálie a moč likvidovány v souladu s Nařízením o čistírenských kalech (viz nařízení o využití čistírenských kalů a směsí čistírenských kalů a kompostu z čistírenských kalů [AbfKlärV]), ale zhodnocují se do produktů s vyšší užitnou hodnotou, do hnojiv.
V zásadě je třeba podle německé legislativy rozlišovat mezi vlastním využitím a externím využitím. Využití moči a vzniklého fekálního kompostu je povoleno pro vlastní potřebu na pozemku obývaném vlastníkem. Při aplikaci moči a kompostovaných výkalů je obecně nutné dodržovat následující základní kritéria:
- Použití pouze v souladu se správnou odbornou praxí;
- za účelem zásobování rostlin potřebnými živinami;
- k udržení a podpoře úrodnosti půdy, s ohledem na potřeby rostlin a půdy z hlediska druhu, množství a načasování, s ohledem na živiny a organické látky dostupné v půdě, jakož i na místo a půdní podmínky. Tento přístup by byl praktický i pro řešení kalů z domovních čistíren u nás.
Udržitelný sanitární systém instalovaný v Atelier Gardens má za cíl přeměnit v budoucnu výkaly a moč na vysoce kvalitní, a na uhlík bohaté, substráty prostřednictvím odděleného sběru, vypouštění, zpracování a recyklace na pozemku, a to kombinací fermentace/kompostování a využití rostlinného uhlíku, což umožní jejich využití v zahradnictví.
Konkrétně je tak zatím již na nově vybudovaných toaletách nainstalováno celkem devět inovativních mís LAUFEN, které oddělují moč.
Toaleta "SAVE" je první toaletou oddělující moč, která splňuje všechny průmyslové standardy. Je schválena podle normy EN 997 třídy 1 a vyžaduje 4 litry pro "velkou potřebu" a pouze 2,5 litru pro "malou potřebu".
Inovací tohoto splachovacího záchodu je takzvaný "sifon", který odvádí moč přes vnitřní povrch záchodové mísy do skrytého otvoru. Tento jev se nazývá konvičkový efekt. Moč s malým množstvím splachovací vody (= žlutá voda) je odváděna samostatným potrubním systémem. Větší část splachovací vody se "přelije" do systému černé vody. Fekálie, toaletní papír a většina splachovací vody rovněž protéká tímto větším potrubím do zásobníku živin.
Samostatným potrubím tak protéká tzv. černá voda (fekálie, toaletní papír a splachovací voda), modrou odtokovou trubkou odtéká tzv. žlutá voda (moč se splachovací vodou), moč z bezvodých pisoárů je dopravována bílým odtokovým potrubím do nutričního centra. Červené potrubí (v dolní části obrázku) slouží k odvádění přepadu do městské kanalizace.
Zpracování moči
Při sběru moči bakterie rozkládají močovinu. Tento proces se nazývá hydrolýza močoviny. Dalším problémem je ztráta amoniaku a močoviny při odvětrání sběrné nádrže na moč nebo žlutou vodu přes střechu. Aby se zabránilo úniku plynů, a tím i ztrátám živin během skladování, jsou obě kapaliny (moč a žlutá voda) skladovány v systému "vak v boxu". Pružná vložka poskytuje tekutině pouze takový objem, který je aktuálně potřeba. Při plnění se zásobník rozevírá, zatímco při vyprazdňování se skládá. Tím se brání úniku zápachu. Moč se pak po naředění používá jako hnojivo.
Zpracování kuchyňských odpadů
Hygienizace odpadů hraje důležitou roli při výrobě substrátů s obsahem organického uhlíku (podobných TerraPreta hnojivu). Dva koordinované způsoby hygienizace - fermentace s využitím mléčného kvašení a následná kompostace s využitím červů se ukázaly jako spolehlivé.
Jako nádoby pro fermentaci lze použít sběrný sud nebo srovnatelné vzduchotěsné nádoby. Kvašení by mělo probíhat přibližně tři týdny, dokud se nevytvoří dostatečné množství kyseliny mléčné a procesy se samy od sebe nezastaví v důsledku snížení hodnoty pH. Materiál je tak hygienicky ošetřen, konzervován a zůstává stabilní po delší dobu. K následnému rozkladu a jako další hygienizační stupeň se používá kompostování za studena s kompostovacími červy.
Závěr
Lokalita a její řešení je konkrétním návodem a zároveň i pilotním projektem pro řešení rekonstrukce obdobných lokalit a naznačuje jakým způsobem se bude, nebo by mělo ubírat vodohospodářské řešení jak uvnitř, tak i vně budov. Co je důležité - architekti a investoři se zde na vlastní oči mohou seznámit s řešeními a získat odpovědi na otázky z provozu.
Komentáře