Inżynieria Cala Poly Humboldta 215 Wprowadzenie do projektowania przedstawia system toalety do zlewu do wody szarej stworzony przez Team Greenlight w Sanctuary w Arcata w Kalifornii.
Sanktuarium w Arcata zaproponowało projekt, który umożliwiałby recykling szarej wody w celu ograniczenia ilości słodkiej wody spłukiwanej w toalecie. Celem Team Greenlight jest zaprojektowanie estetycznego systemu zlewu do toalety, który będzie skutecznie ponownie wykorzystywał wodę używaną do mycia rąk, kierując ją do muszli klozetowej. Świeża woda jest kierowana ze zbiornika toalety do zlewu w celu wykorzystania do mycia rąk, co zmniejsza całkowite zużycie wody w toalecie. Ścieki szare spływające odpływem zlewu po umyciu rąk spływają do muszli klozetowej służącej do spłukiwania nieczystości z toalety do kanalizacji. Umywalka i toaleta zostały umieszczone obok siebie, co czyni projekt wyjątkowym w porównaniu do bardziej powszechnych systemów zlewozmywakowo-toaletowych, w których zlew zastępuje pokrywę z tyłu toalety. Ten system toalety do odprowadzania szarej wody został wdrożony przez zespół Greenlight z zajęć Inżynieria 215 Wprowadzenie do projektowania Cal Poly Humboldt, prowadzonych jesienią 2016 r. przez Lonny'ego Grafmana, dzięki funduszom zapewnionym przez The Sanctuary i studenta HSU pracującego nad projektem. Tło i kolejne kroki zostaną również omówione na tej stronie.
Zawartość
Tło
System toalety i zlewu szarej wody to system wdrożony przez Team Greenlight jesienią 2016 roku w męskiej łazience dla ich klienta, Sanctuary zlokalizowanego w Arcata w Kalifornii. W skład zespołu Greenlight wchodzą Chris Alvaro , Jocelyn Barber , Margaret Koval i Gilbert Ordaz . Sanctuary to organizacja non-profit promująca zielone technologie, sztukę, zaangażowanie społeczne i zrównoważony styl życia poprzez ponowne wykorzystanie zasobów i przedmiotów codziennego użytku. Celem Sanktuarium było przebudowa łazienki, która ograniczyłaby zużycie słodkiej wody, a jednocześnie zainspirowała użytkownika do dalszego ograniczania własnego zużycia słodkiej wody poza Sanktuarium.
Opis problemu i kryteria
Sanktuarium chciało ulepszyć poprzednią łazienkę, zmniejszając zużycie słodkiej wody i jednocześnie zainspirować użytkowników do ograniczenia zużycia słodkiej wody poza toaletami.
Kryteria
Kryteria wymienione poniżej w tabeli 1 obejmują ograniczenia dotyczące ostatecznych kryteriów projektowych. Pomogło to w podjęciu decyzji o rozwiązaniach projektu poprzez wyeliminowanie tych, które nie spełniały kryteriów.
| Kryteria | Ograniczenia w kolejności ważności |
|---|---|
| Bezpieczeństwo | Konstrukcja musi działać bez stwarzania zagrożenia dla bezpieczeństwa użytkownika |
| Inspiracja | Projekt musi inspirować użytkowników do ograniczenia zużycia czystej wody poprzez wykorzystanie oznakowań i dzieł sztuki. |
| Koszt | Maksymalny budżet zespołu na projekt wynosi 100 dolarów |
| Wpływ środowiska | Nowa toaleta i jej projekt powinny spowodować zmniejszenie rachunków za wodę. |
| Łatwość dostępu | Projekt musi być łatwy w obsłudze dla przeciętnego dziewięcioletniego dziecka, czyli minimalnej grupy wiekowej, jakiej oczekuje klient. |
| Estetyka | Projekt musi wyglądać lepiej niż wcześniej istniejąca toaleta. |
| Łatwość konserwacji instalacji wodno-kanalizacyjnej | Wszelkie zatkania lub nieszczelności w projekcie muszą być naprawiane przez przeciętną osobę z ograniczoną wiedzą na temat hydrauliki w czasie krótszym niż 20 minut rocznie. |
Opis końcowego projektu
Rysunek 1: Projekt przed usunięciem ściany kabiny
Rysunek 2: Pełny widok projektu z widocznymi rurami PCV
Rysunek 3: Rury z polichlorku winylu (PVC).
Rysunek 4: Wężyk winylowy podłączony do rurki przelewowej w zbiorniku toalety
Rysunek 5: Rurki winylowe podłączone do źródła wody w zlewie
Rysunek 6: Schemat przepływu wody ze zlewu do toalety
.JPG)
Rysunek 1 pokazuje, jak wyglądała toaleta przed rozpoczęciem procesu przebudowy. System toalety i zlewu szarej wody pokazany na rysunku 2 został zaprojektowany tak, aby oszczędzać ilość wody zużywanej podczas mycia rąk po skorzystaniu z toalety. W projekcie zastosowano rury z polichlorku winylu (PVC), pokazane na rysunkach 2 i 3, w celu przekierowania odpływu wody na rurę przelewową, tak aby zużyta woda z mydłem płynęła bezpośrednio do muszli klozetowej. Konstrukcja polega na podłączeniu rurki przelewowej zbiornika toalety pokazanej na rysunku 4 do przewodu doprowadzającego ciepłą wodę do zlewu za pomocą rurki winylowej pokazanej na rysunku 5. Woda ze zlewu płynie przez około 40 sekund podczas spłukiwania toalety, co daje dwukrotnie więcej czasu niż w przypadku spłukiwania toalety. według Centrów Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) zalecane jest 20 sekund. Tym, co wyróżnia tę kombinację standardowych toalet i umywalek, jest to, że umywalkę i toaletę umieszczono tak, jak w każdej zwykłej łazience, zamiast zastępować górną część zbiornika umywalką.
Plakat
Poniżej znajduje się ostateczny plakat stworzony przez zespół Greenlight
Jak używać
Projektowanie zlewu do toalety rozpoczyna się od pierwszego spłukania toalety. Jak w przypadku każdej toalety, klapka jest podniesiona, a woda przepływa przez zawór spłukujący do muszli klozetowej. W każdym zwykłym spłukiwaniu rurkę wlotową przelewu umieszcza się bezpośrednio nad rurką przelewową, ale ponieważ jest ona przekierowana do kranu ze zlewu, świeża woda służy do mycia rąk przez 40 sekund. Na koniec woda przepływa rurami PCV i spływa bezpośrednio do rury przelewowej, kończąc na muszli klozetowej wypełnionej szarą wodą pochodzącą z mycia rąk. Poniższy film pokazuje, jak działa projekt.
Koszty
Narzędzia i materiały użyte do całego projektu przedstawiono w tabeli 2.
| Ilość | Materiał | Lokalizacja | Pełna cena ($) |
|---|---|---|---|
| Całkowity koszt | 82,60 dolarów | ||
| 5 | Hydraulika PCV | Sprzęt Asa | 9,90 |
| 1 | Węże PCV | Sprzęt Asa | 2.00 |
| 1 | Nakrętki/śruby | Sprzęt ACE | 4.00 |
| 1 | Ostrze piły murarskiej | Sprzęt ACE | 30.00 |
| 1 | Ostrze murarskie Bosch | Sprzęt ACE | 10.00 |
| 1 | Tarcza szlifierki kątowej do kamienia | Sprzęt ACE | 10.00 |
| 1 | Odpływ w zlewie | Sprzęt ACE | 17.00 |
| 1 | Szlifierka kątowa | Darowizna z Sanktuarium | 0,00 |
| 1 | Brzeszczot | Darowizna z Sanktuarium | 0,00 |
| 1 | Różne narzędzia | Darowizna z Sanktuarium | 0,00 |
Jak zbudować
W pierwszej kolejności należy zakręcić zawory dopływu wody do zlewu i toalety znajdującej się pod urządzeniami i przymocowanej do ściany. Następnie wymień rurkę napełniającą prowadzącą do rury przelewowej znajdującej się w zbiorniku toalety na rurkę winylową. Tę rurkę winylową należy podłączyć pod zlewem, w miejscu, w którym normalnie podłączana jest linia ciepłej wody. Aby zapewnić wodoszczelność rurki, mogą być konieczne pewne zaciski. Po wykonaniu tej czynności część świeżej wody z toalety powinna teraz przepływać przez zlew podczas spłukiwania toalety, w międzyczasie główny zawór napełniający napełnia zbiornik toalety tak, jak każda toaleta. Na koniec, aby ponownie wykorzystać wodę rozproszoną w kranie zlewu, woda spływa odpływem zlewu do szeregu rur PCV. Rury są ułożone z wystarczającym spadkiem, aby woda mogła spłynąć z powrotem do zbiornika toalety i do rury przelewowej zgodnie z pierwotnym projektem i przedostać się do muszli klozetowej przez otwory w krawędzi.
Budowa zlewu do toalety
Zakręć dopływ wody do toalety i zlewów i sprawdź, czy woda już nie płynie. Następnie wymień rurkę przelewową na winylową rurkę łączącą toaletę z dopływem wody do zlewu i użyj zacisków, aby zapewnić wodoszczelność. Nie na zdjęciu widać nową modyfikację, w której w miejscu dopływu ciepłej wody do zlewu zainstalowano zawór zwrotny, który łączył winylową rurkę ze zlewem od zaworu napełniającego. Ten zawór zwrotny zapobiega cofaniu się wody do zaworu napełniania, gdy pokrętło zimnej wody w zlewie jest przekręcone.
Zaopatrzenie w wodę
rurki winylowe zastępujące rurkę przelewową zbiorników toaletowych.
rurki winylowe podłączone do źródła wody w zlewie
Za pomocą szlifierki kątowej podarowanej przez sanktuarium wykonuje się kwadratowe nacięcie w tylnej części zbiornika toalety. Noszono maski ochronne, aby uniknąć uszkodzenia płuc w wyniku szlifowania porcelany brzeszczotem do kamienia. Kwadratowe wycięcie jest mierzone na tyle, aby rura z PCV pasowała bez podnoszonej pokrywy zbiornika toalety.
Szlifowanie zbiornika toalety na zewnątrz
Gotowe cięcie kwadratowe
Kolejnym krokiem jest przełożenie rur drenażowych zlewozmywaka, w tym przypadku PCV, w taki sposób, aby skierować spływ wody ze zlewu na rurę przelewową umieszczoną w zbiorniku toalety. Dzięki temu zużyta szara woda z mydłem może spłynąć bezpośrednio do muszli klozetowej.
Rury PCV przestawione
Rura PCV w rurze przelewowej zbiornika WC z zaczepem spustowym
Na koniec można zastosować estetykę projektu. W tym przypadku malowany jest mural przedstawiający zatokę Humboldta i lokalne rzeki. Następnie sklejka jest gruntowana, wycinana i malowana, aby przedstawić i pokazać, jak działa projekt.
Zbliżenie na mural
Cały mural
Przedstawienia projektu toalety i umywalki.
Konserwacja
Konstrukcja będzie wymagała konserwacji jak każde inne urządzenie gospodarstwa domowego. Aby zachować tę konstrukcję, należy uwzględnić wszelkie chodaki lub szkodliwe chemikalia. Aby zapobiec przedostawaniu się drewniaków i niebezpiecznych chemikaliów do odpływu, na ścianach wiszą tabliczki informujące, że nie wolno wylewać do zlewu żadnych niebezpiecznych chemikaliów. Ponadto istnieją dwa zaczepy spustowe na wypadek, gdyby ktoś wylał jedzenie lub duże cząstki, które mogłyby potencjalnie zatkać rury. Środki czyszczące, takie jak ocet, należy co tydzień wlewać do odpływu zlewu, aby zapobiec tworzeniu się pustych przestrzeni wewnątrz rur PCV. Zawory odpływowe należy czyścić co tydzień. Wreszcie, jeśli miałby nastąpić wyciek, rury PCV można łatwo usunąć, jeśli kiedykolwiek nastąpi zatkanie, i można je wyczyścić lub wymienić za stosunkowo niską cenę, zwykle około 15,00 dolarów.
Harmonogram przeglądów
- Codziennie
- Należy upewnić się, że do zlewu nie wylewają się żadne szkodliwe chemikalia i że pokrętło wody jest zawsze odkręcone
- Co tydzień
- Aby zapobiec zatykaniu się lub gromadzeniu się bakterii, co tydzień wlewa się ocet w celu oczyszczenia wszelkich ubytków w rurach PCV
- Rocznie
- Kup środki czyszczące i ewentualnie wąż do udrożnienia rur.
- Co 5 lat
- Wymień oznakowanie i grafikę na ścianach, ponieważ farby mogą w tym czasie blaknąć
Rozwiązywanie problemów
Tylko w ten sposób można rozwiązać podstawowe problemy. W przypadku skomplikowanych problemów poszukaj w Internecie popularnych rozwiązań hydraulicznych do toalet.
| Problem | Sugestia |
|---|---|
| Woda nie przepływa przez rurkę przelewową | Sprawdź, czy rury PCV nie są zatkane. |
| Woda nie leci po spłukaniu | Upewnij się, że uchwyt wody jest włączony. |
| Cieknące rury | Wymień rury lub upewnij się, że rury są prawidłowo podłączone i uszczelnione. |
Ostateczne rozwiązanie
System szarej wody od toalety do zlewu to system okrężny, w którym świeża woda przepływa z toalety do zlewu, a następnie szara woda przepływa ze zlewu do toalety. Uruchomienie tego okrągłego systemu następuje poprzez spłukanie toalety. Spłuczka podnosi klapkę i odprowadza wodę ze zbiornika do muszli klozetowej. Linia doprowadzająca wodę ze ściany do toalety, czyli woda miejska firmy Arcata, napełnia następnie zawór napełniania znajdujący się w zbiorniku toalety. Następnie zawór napełniający kieruje wodę do rury wlotowej, skąd wpływa ona do winylowej rurki z PVC, do złącza zaworu zwrotnego i wypływa z kranu. Następnie woda z kranu spływa odpływem zlewu do rury PCV. Woda przepływa przez rurę PCV i z haczykowatego przyłącza rury do rury przelewowej. Woda przepływa przez rurkę przelewową oraz przez otwory w krawędzi muszli klozetowej. Następnie woda wypływa przez otwory w krawędziach do muszli klozetowej, gdzie może zostać użyta przez następną osobę przy następnym spłukaniu.
W muszli klozetowej zawsze będzie znajdować się szara woda, a słodka woda pozostanie w tylnej części muszli klozetowej. Woda w zbiorniku napełniana jest wodą miejską poprzez linię wodociągową prowadzoną ze ściany. Z tyłu zbiornika stale znajduje się czysta woda miejska. Zlew będzie stale pobierał czystą wodę miejską albo przez zawór wlotowy, który pochodzi z źródła wody ze zbiornika, albo przez przewód doprowadzający ciepłą wodę podłączoną do zlewu. W muszli klozetowej zawsze będzie znajdować się woda szara, która pochodzi z wody wypływającej z odpływu zlewu do rury przelewowej. Podczas spłukiwania toalety szara woda w muszli klozetowej spływa do kanalizacji wraz z odpadami ludzkimi. Woda ze zbiornika toalety spłukuje także muszlę klozetową podczas spłukiwania, spływając klapą odpływową z tyłu zbiornika, do muszli przez otwory w krawędzi i następnie odpływem toalety do kanalizacji. Kiedy klapka ponownie się zamknie, a woda miejska ponownie napełni się z tyłu zbiornika toalety, gdy kula pływakowa uniesie się wraz z wodą miejską, szara woda z rury przelewowej spływa z powrotem do muszli i pozostaje tam do czasu, aż kolejna osoba z niej skorzysta.
Dokumentacja
Treść przeniesiona z adresu URL Dropbox w celu zachowaniaWyniki testów
Wyniki pokazują, że użytkownicy początkowo mieli problemy ze zrozumieniem systemu. Testy wykazały, że konieczne jest wprowadzenie oznakowania i innych dostosowań, aby wyjaśnić działanie projektu i uprościć korzystanie z niego. Problem polegał na tym, że użytkownicy zamykali zawór ciepłej wody, co odcinało dopływ wody do muszli klozetowej, co było sprzeczne z celem projektu. Aby temu zaradzić, zawór ciepłej wody został celowo unieruchomiony w pozycji włączonej, aby nie można było go wyłączyć, a nad zlewem umieszczono oznakowanie informujące użytkownika. Ponadto wiele osób nie rozumiało, jak działa toaleta po spłukaniu. Dlatego też wycięcia zlewu i toalety, pokazane w sekcji „Jak zbudować”, zostały wykonane, aby pomóc użytkownikom lepiej zrozumieć proces przepływu wody pod wpływem pomalowanej wody wpływającej do i z toalety i zlewu.
Po trwałym zamknięciu zaworu ciepłej wody i umieszczeniu murali i znaków projekt spodobał się ludziom. Początkowo rury prowadzące z toalety do zlewu rozpraszały użytkownika. Zastosowano półkę, aby ukryć rury, co również sprawiło, że ludziom spodobał się projekt takim, jaki jest. Ukrycie rur okazało się lepszą decyzją, ponieważ więcej osób nie odczuwało tak obrzydzenia podczas mycia rąk. Również dzięki muralowi przedstawiającemu, jak czysta woda pochodząca z rzeki Mad dostarcza czystą wodę do mycia rąk, ludzie byli bardziej skłonni do mycia rąk przy zainstalowanym systemie.
Ostatnią obawą użytkowników było ograniczenie zatykania toalety w przypadku wylania do odpływu większego materiału lub jedzenia. Problem ten rozwiązano poprzez umieszczenie zaczepów odpływowych w odpływie zlewu i rurce przelewowej. Jeżeli coś przedostałoby się przez zaczep odpływu zlewu, dodatkowy zaczep w rurze przelewowej zapobiegłby zatkaniu się samego systemu toaletowego w otworach odpływu.
Dyskusja i kolejne kroki
Sukces tego projektu może zapewnić więcej opcji dla Sanktuarium. Sanktuarium może eksperymentować z napełnieniem zbiornika toalety szarą wodą i muszlą.
Następnym krokiem byłoby zastosowanie tej samej realizacji w damskiej łazience.
Aktualizacja z września 2019 r
Ten system szarej wody ze zlewu do toalety nadal działa w The Sanctuary. Chociaż nadal istnieją pewne aspekty systemu, które mogą wydawać się użytkownikowi niezrozumiałe, istnieją trzy różne znaki, które mogą pomóc w wyjaśnieniu, jak prawidłowo korzystać ze zlewu i toalety. Problem, który odnotowaliśmy podczas naszej rozmowy z Katie Belknap, polegał na tym, że użytkownicy włączali zlew po spłukaniu i pozostawiali go włączonym, próbując znaleźć pomoc. Mural na ścianie łazienki pomaga użytkownikom zrozumieć, w jaki sposób funkcje systemu. Ponadto do zlewu dodano siatkowe sito, aby zapobiec zatykaniu systemu przez zanieczyszczenia i zapewnić ograniczenie konserwacji do minimum. Ponadto, ponieważ jest to system szarej wody, czasami z toalety wydobywa się lekki smród, ale szybkie i łatwe czyszczenie wyeliminuje ten zapach. Ogólnie rzecz biorąc, wydawało się, że projekt skutecznie ograniczył zużycie słodkiej wody.
Przyjazne przypomnienie: umywalka tylko do mycia rąk
Doświadczenie edukacyjne
Zawór ciepłej wody trwale uszczelniony
Podczas spłukiwania toalety woda spływa do zlewu
Dodano trochę dekoracji + odświeżacz powietrza
Bibliografia
- „Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom”. (2015). Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom, Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom, < http://www.cdc.gov/handwashing/show-me-the-science-handwashing.html > (8 grudnia 2016 r.).
- Klee, E., A. i C. (2014). „CCAT Wash and Flush”. Appropedia , Appropedia, < https://www.appropedia.org/ccat_wash_n_flush > (28 września 2016).
- Rycerz, L. (nd). „2,972 Jak działa toaleta”. 2.972 Jak działa toaleta, < http://web.mit.edu/2.972/www/reports/toilet/toilet.html > (28 września 2016 r.).
- „Wykończ zlew”. (2013). Zrób to sam, diyhomerepair.info, < http://diyhomerepair.info/bathrooms-kitchens/sink-refinishing.htm > (28 września 2016 r.)