NyrdenCore & Zdroje vody

Ačkoliv voda pokrývá víc než dvě třetiny povrchu Země a její celkové množství 1,385*1018 m3 je pro člověka jen velmi těžko představitelné, pouze 2,53 % z tohoto objemu je voda sladká. Zdaleka ne všechnu je možné využívat ke spotřebě a některé lokality proto trpí nedostatkem pitné vody buďto z klimatických příčin anebo proto, že lidé stávající zdroje víceméně znehodnotili. Přestože určitá skupina komentátorů používá s oblibou katastrofickou formuli „o vodu se budou vést války,“ existují i odborníci zastávající názor, že vody je dost, stačí se jen naučit s ní dobře hospodařit. Vývojářský tým se proto zaměřil na tři oblasti – využití alternativních zdrojů vody, šetrné hospodaření s pitnou vodou a nový přístup k likvidaci odpadních vod.

Mohlo by se zdát, že motivaci k využívání alternativních zdrojů, mezi které řadíme zejména dešťové srážky a povrchové vody z vodních toků, budou mít především obyvatelé lokalit, kde není k dispozici veřejný vodovodní řad ani žádný jiný zdroj pitné vody. Existují ale ekonomické i ekologické důvody, proč stejně uvažovat i v místech, kde veřejná infrastruktura již vybudována byla a zatím bez větších problémů funguje.

Dešťová voda

Při výrobě pitné vody je preferovanou variantou sběr dešťové vody, jež při vhodném umístění zásobníku probíhá bez potřeby čerpací energie. Dešťová voda je ve srovnání s dalšími alternativními zdroji čistá a nenákladná na úpravu. Neobsahuje ani mikroplasty, jejichž koncentrace v povrchové vodě stále stoupá, ani pesticidy, kterými je podle posledních dat kontaminována více než polovina zdrojů podzemní vody. Navíc využívání dešťových srážek napomáhá k zadržování vody v krajině, což je potřebné s ohledem na ochranu přírody a má význam pro prevenci před povodněmi a suchem.

Dešťová voda se zachytává z teras a střech objektu do akumulačního zásobníku úměrného počtu obyvatel domu a jejich spotřebě, a dále měsíčnímu úhrnu srážek v dané lokalitě se zohledněním délky a četnosti srážkově podprůměrných období. Ploché střechy jsou s tímto účelem osazeny podtlakovými gulami, které dokáží efektivně odvodňovat i poměrně rozsáhlé plochy, a to s minimálními nároky na jejich spád, ze šikmých střech se voda odvádí okapními žlaby a dešťovými svody. Guly i svody jsou vybaveny lapači hrubých nečistot, takže do zásobníku již natéká voda zbavená části nežádoucích příměsí.


Obrázek č. 1: Roční průběh denních srážkových úhrnů během roku 2007 v Praze (DP) a průběžný stav naplněnosti zásobníku dešťových vod (AKU3)

Z obrázku č. 1 je patrné, jak se projeví dva extrémy, které lze ve středoevropských podmínkách očekávat - delší bezesrážkové období a přívalový déšť. V roce 2007 naměřila meteorologická stanice v Praze - Libuši v období od 23. března do 4. května pouhý 1 mm srážek, takže souvislých 42 dnů se voda z nádrže pouze čerpala a nedoplňovala se. Přesto by to obyvatelé domu s jádrem NyrdenCore nepocítili, disponibilní zásoba neklesla pod 7 % a ve čtyřkubíkové nádrži tedy stále ještě zbývalo 280 litrů vody, se kterými by objekt dokázal vydržet dalších 5 dnů bez nutnosti omezovat spotřebu vody v domácnosti. Ve druhé polovině srpna přišel naopak přívalový déšť, během kterého napršelo za jeden den téměř 63 mm. To se ale bohužel nikterak neprojevilo na bilanci dešťových vod, protože zásobník byl aktuálně naplněn na 98 %.

Tento příklad dokládá, jak ošidné je počítat s měsíčními průměry srážek. Podle zákona schválnosti přijdou ty nejvydatnější deště právě v době, kdy pro ně není skladovací prostor a jejich efekt je potom téměř nulový. To ale jedna průměrná měsíční hodnota neukáže. Aby nebyl komfortní provoz objektů ohrožen, nelze velikost nádrže při návrhu podcenit a analýza vodní bilance je proto velice významná. Při návrhu periferií NyrdenCore je použitý originální simulační algoritmus, který velikost zásobníku určí podle místních klimatických podmínek a podle uživatelem zvoleného způsobu provozování objektu a odpovídá klimatickým údajům předchozích deseti let. Tím se současně ověřuje i jeho odolnost proti rozmarům přírody.

V Česku jsou z pohledu využívání dešťové vody nejnepříznivější podmínky na jižní Moravě a ve středních Čechách. Data ČHMÚ dokazují, že na jihu Moravy za poslední tři roky hned v devíti měsících napršelo méně jak 23 mm srážek, což při uvažované jímací ploše 126 m2 představuje zisk méně jak 3 m3 vody za měsíc. Průměrné hodnoty za toto období přitom činily 40 mm a 5,1 m3. Pokud by průměrná denní spotřeba vody byla kolem 110 litrů na osobu, jak uvádějí vodárenské společnosti, potom by čtyřčlenná rodina potřebovala 13,2 m3 vody za měsíc, což je zhruba 2,5 krát více, než v těchto oblastech naprší. Aby byla tato rodina z hlediska výroby pitné vody z dešťové soběstačná, musela by si pořídit akumulační nádrž o objemu kolem 15 m3 pro překonání období s nízkými srážkami, a současně by se jímací plocha musela zvětšit na cca 440 m2, což je zjevně nereálné. Anebo by v domácnosti musel začít fungovat zcela jiný systém hospodaření s vodou, jaký představuje NyrdenCore.

Povrchová a podzemní voda

V oblastech, kde není možné nebo efektivní využívat vodu dešťovou, ať už pro nedostatečné množství srážek, pro příliš malou sběrnou plochu, anebo u domů plovoucích na vodní hladině, přichází v úvahu využití vody povrchové. Její nevýhodou jsou o něco vyšší náklady na čištění a čerpání, naproti tomu není třeba zřizovat akumulační zásobník, protože do systému se voda doplňuje průběžně prostřednictvím ponorného čerpadla z vodního toku, takže ekonomika obou variant nakonec vychází podobně. Vzhledem k tomu, že technologie čištění dokáže vytvořit pitnou vodu i z brakické vody, mohou být plovoucí domy umístěny i na nejnižších tocích řek, kde se již sladká voda mísí se slanou.

Další možností je čerpání vody podzemní ze studen či vrtů i bez záruky, že se jedná o důvěryhodný zdroj. Bez ohledu na to, jestli ho využijeme jako primární nebo jen doplňkový, platí pro něj to samé jako pro úpravu vody povrchové. Voda se do nádrže čerpá ponorným čerpadlem, které zároveň představuje první stupeň filtrace znemožňující, aby se do systému dostaly ve vodě obsažené hrubé nečistoty.

Ze zdrojů povrchové a podzemní vody je v tuzemsku vyráběna veškerá pitná voda distribuovaná vodárenskými společnostmi. Přestože její kvalita je důsledně hlídána, výsledky plošně prováděných rozborů potvrzují, že pitím do svého těla dostáváme čím dál víc chemikálií a mikroskopických plastových úlomků, neboť ty nelze tradičními technologiemi z pitné vody odstranit. V 75 % vzorků kohoutkové vody byly nalezeny zbytky průmyslových jedů, ve 40 % v nadlimitním množství! O míře škodlivosti pesticidů a mikroplastů pro lidský organismus se zatím vedou mezi odborníky diskuse, to ale vůbec nebrání tomu tyto potencionální patogeny z pitné vody preventivně odstraňovat, zvláště když NyrdenCore disponuje technologií, která to bez problémů zvládá.

Voda obsažená ve vzduchu

Čím je vzduch teplejší, tím více je schopen absorbovat vodní páru, což se nejlépe demonstruje porovnáním parametrů vzduchu v tropech a v arktickém pásmu. Oba mohou mít shodně vysokou relativní vlhkost dosahující i 100 %, ale přitom budou obsahovat dramaticky rozdílné množství vody. Ochlazováním teplého vzduchu se snižuje míra jeho nasycení, což nutně vede ke kondenzaci vody. Jestliže ochladíme vnitřní vzduch o teplotě kolem 23 °C a relativní vlhkosti 50 % na -20 °C, jak k tomu dochází ve ventilačním tepelném čerpadle, uvolní se ze vzduchu téměř veškerá obsažená voda, zhruba 10 ml z každého kubíku vzduchu. Při standardním větracím výkonu ve výši 250 m3/hod se tak každý den může vyrobit až 60 litrů vody jako vedlejší produkt vytápění či chlazení. Ve srovnání s různými specializovanými technologiemi na získávání vody ze vzduchu je tento způsob finančně velice zajímavou alternativou. Obecný příklad na toto téma je znázorněn na obrázku č. 2.


Obrázek č. 2: Princip uvolňování vody obsažené ve vzduchu při jeho ochlazování

Závěr

Spolu s dešťovou vodou využívá NyrdenCore k provozu objektů i vodu obsaženou ve vzduchu, zkondenzovanou po jeho ochlazení v tepelném čerpadle. V obou případech jsou to dnes i v budoucnu nezpoplatněné zdroje. Škála se ještě rozšiřuje, pokud je k dispozici i voda povrchová nebo podzemní. Po následné úpravě technologiemi obsaženými v NyrdenCore nejenže může voda z uvedených zdrojů směle konkurovat dodávkám z veřejné vodárenské sítě, ale svojí kvalitou ji dokonce předčí, protože na rozdíl od nich neobsahuje žádnou časovanou bombu, za kterou lze pesticidy či mikroplasty v pitné vodě bez nadsázky označit. Díky racionalizaci hospodaření s vodou tak tyto zdroje pokryjí veškeré potřeby uživatelů objektů při zachování hygienických standardů a vysokého komfortu bydlení.