Duurzaam watergebruik. B-bouwadvies Kris Bruneel www.Bbouwadvies.be
Programma: Inleiding. Nood aan water. Rationeel watergebruik. Hemelwateraanbod. Installatietechniek. Dimensioneren buffervat. Pompen en filters. Besluit regenwater. Duurzaam watergebruik: rationeel watergebruik, gebruik van regenwater
1
Zoetwater in de wereld
Zeewater
97 % Zoetwater 2,8 % Ijskappen 79 % Grondwater 20 % Toegankelijk 0,6 %
Enkele feiten Ieder jaar 15 miljoen doden (UNDP 2010) Iedere 20 seconden sterft een kind aan water en sanitair
tekort. Unesco,Unep 2000 1/3 zonder zuiver drinkwater 2025 2/3 wereld géén zuiver drinkwater Wereldvoedselproductie 10 % daling (2001) Drinkwaterverbruik stijgt tweemaal sneller dan wereldbevolkingsgroei. Drinkwateroorlogen: Israel 330 l / dag Palestina 35 l / dag Sudan-Darfur…. Bron; World Water Development Unesco 2010
2
Enkele feiten China, India(25%), Buthan(100%), Nepal(100%), en
Pakistan (30%) voorzien grote delen van hun energiebehoefte uit hydrodammen. Dit zal in de toekomst nog verder uitgebreid worden… Grondwater wordt sneller opgepompt dan het zich kan aanvullen…
Bron; gezinsbond 2010
Wereldwijde watercrisis in de maak Wereldbevolking 20e eeuw x 2 Wereldwaterverbruik 20e eeuw x 9
Bron; World Water Development Unesco 2010
3
Wereldwijde watercrisis in de maak 2,8 miljard mensen wonen nu in plaatsen waar water schaars is. 3,9 miljard mensen zullen in 2030 wonen waar water schaars is..
Bron; World Water Development Unesco 2010
Wereldwijde waterkcrisis in de maak 50% van de Wereldbevolking zal tegen 2030 te maken krijgen met tekort aan water. De wereldwijde oogsten zullen met 30% krimpen.
Als we met de huidige waterverbruiken verder gaan is tegen 2030 50% van de wereldbevolking afhankelijk van voedselimport, én GGO’s.
Bron; Worldvoedselprogramma UN.
4
Enkele feiten
Ontzilting van zeewater is zeer energie-intensief en de chemicaliën
die de osmosefilters zuiver moeten houden zijn zeer milieubelastend… Productie van bio-ethanol,… vereist evenzeer water. Water is geen “Mensenrecht” maar een “Mensenbehoefte” hierdoor wordt water koopwaar… Suez, Veolia, Thames Water, hebben een schaarser en duurdere grondstof gevonden, die meer opbrengt dan olie… Duurzaam waterbeheer en bescherming van watervoorraden zijn voor deze commerciële organisaties niet winstgevend.
Bron; gezinsbond 2010
Zoetwater in de wereld: gebruik Landbouw Industrie Gezinnen
70% 20% 10%
De geïndustrializeerde wereld verbruikt dagelijks 2.500 liter… pêr persoon.
Bron; World Water Development Unesco 2010
5
Zoetwater en klimaatopwarming Hogere temperaturen. Meer verdamping. Afsmelten gletsjers. Verschuiven
neerslagpatroon. Onregelmatige neerslag. Ondergronse reserves verzilten.
In 2006 werden 70 mensen
+ alle gevolgen voor mens en natuur.
gedood door overstromingen in N-China terwijl 95 miljoen in Z-China te lijden hadden onder de droogte.
Zoetwater en klimaatopwarming Smeltende ijskappen in het
Himalayagebergte zullen 2 miljard mensen met ernstige watertekorten opzadelen. Benutting van De Gele rivier zorgt voor een tekort van water(-15%) nodig voor de natuur. Tegen 2100 (2050) zal het Noordpoolijs verdwenen zijn (bussines as usual). Bron; World Water Development Unesco 2010
6
Knelpunten Te weinig zoet water. Waterverbruik stijgt, bevolking groeit aan. Grondwater zakt…en is vervuild. Vervuiling oppervlaktewater. Verharde oppervlakte neemt toe.
Knelpunten Vlaanderen Meer dan 20% van Vlaanderen is verhard. In 20 jaar een toename van verharde oppervlakte met
66%.
Te weinig infiltratie. Minder verdamping. Overstromingen. Verdroging. Verdunning afvalwater.
Cijfers; dialoog
7
Knelpunten Vlaanderen Per jaar 262 miljard liter voor gezinnen. Boren in diepere lagen. Enkel mogelijk via invoer uit Wallonië, Frankrijk en
Nederland.
Vlaanderen bezit minste water in Europa (Unep) Slechte grondwaterkwaliteit. Drinkwater ondergaat een doorgedreven
zuiveringsproces en voldoet aan strenge normen.
Drinkwater is even gezond als flessenwater en minder
milieubelastend.
Knelpunten bedrijven en Grootverbruikers Waterbalans onvoldoende bekend. Gemengd rioolstelsel. Korte afschrijvingen gewenst. Goedkope waterprijs. Mogelijkheden regenwater onbekend.
8
Oplossingen Besparen op het verbruik. Regenwater gebruiken. Bufferen en Infiltreren van het overschot.
Regenwater-Hemelwater Regenwater scheiden van afvalwater Zuiver Regenwater aanbod waar? In de lucht. Op de oppervlakte. Zuiver Regenwater gebruik afhankelijk van; Kwaliteit. Beschikbaarheid. Bruikbaarheid- toepassingen. Infiltratie van het surplus.
9
Waterverbruik in België 4% 16%
Publieke sector Kmo’s 9%
40%
Industrie-landbouw Huishoudens Overige
31%
Verbruik België 786 miljoen m³ of 74.500Liter per persoon Info VMM 2010
Watervraag huishoudens Hoeveel ? Watermeter + waterfactuur Meten van de verbruiken= weten Gemiddeld 110 liter/dag/persoon, waarvan 52 liter
warm water…
10
WATERVERBRUIK
110 LITER /PERSOON /DAG 12 liter in Bad 32 liter in de Douche 30 liter in de wc 17 liter in de was 8 liter aan de afwas 3 liter koken en drinken 8 liter diverse
vmm
Waterverbruik van een Gezin kostprijs
Opbouw prijs:
abonnementsgeld. productie en levering drinkwater. gemeentelijke bijdrage: aanleg en onderhoud grachten en rioleringen. bovengemeentelijke bijdrage: afvalwaterzuivering. => Gratis water 15 m³ p/pers. gratis sanering.
11
Waterverbruik van een Gezin kostprijsberekening 110 x 4 personen x 365= 160.600 Liter per jaar 160,6 m³ x 3 €/m³ = 482 € Gratis drinkwater = 4 x 15 m³ = 60 m³ => 60 m³ x 1,5 €/m³ = 90€ totaal = 392 €
Waterverbruik van administratief gebouw. 100 personen x 250(werkbare dagen)x 1 toiletspoeling = 825.000 Liter per jaar. 825 m³ x 3 €/m³ = 2.475 €
12
REGENWATERVERBRUIK Was en WC met hemelwater = 47 LITER /PERS /DAG
Besparing drinkwater = 68.600 Liter of 206 € -43% totaal = 392 € - 206 € = 186 €
13
Waterbesparende maatregelen Spaardouchekop, spaartoets en
debietbegrenzers.
douche 40 liter bad 150 liter.
Waterbesparende maatregelen Regendouche verbruik 18-28L/Min
Spaardouche verbruik 5-7L/Min.
Rainshower Met een forse diameter van 600 millimeter zorgt de R**maker voor een ware douchesensatie…
14
Info www.energiesparen.be
De perlator Stroombegrenzer 0,9L /5sec of 10,8L/min 0,6L /5sec of
7,2L/min
15
Besparing 30% op
deze kraan.
Toiletspoeling: WC-spoeling: spaartoets dubbele toets 3 liter/ 9 liter Urinoir 2 liter. Watervrij urinoir. Composttoilet
16
Toiletspoeling: WC-spoeling: Gustavsberg spoeling 2,5 tot 4 liter
Toiletten met scheiding
In urine zit 50-80% van de nutriënten van het afvalwater + medicijnresten. Afscheiden van ander afvalwater is aangewezen. 50% Fosfaat en 80% Stikstof
Composttoilet: zonder water
17
Waterbesparende maatregelen lekkende kranen vermijden. (35 m³/a = € 105) een druppende kraan verbruikt zo'n 4 liter water per uur!
lekkende WC vermijden. (220 m³/a = € 660) 25 liter per uur!
tuin beperkt sproeien;
Is beter voor planten. Niet sproeien bij eerste droogte. Bodembedekkers.
auto wassen met emmers i.p.v. tuinslang
Effect van waterbesparende maatregelen in de woningbouw per huishouden per jaar in m3
18
Waterbesparing in Bedrijven en openbare gebouwen
Besparingen Waterbesparende toiletten en kranen Debietsminderaars/lekbegrenzers Drukreduceertoestellen Beperking warmwaterverliezen Thermostatische mengkranen Hergebruik: grijswater/spoelwater/andere
19
Wetgeving en regelgeving
Wetgeving Hemelwater (sinds 1 februari 2005)
Uitgangsprincipe overheid omtrent het toepassen van regenwater: Het regenwater zoveel mogelijk 1. gebruiken.
Het niet-gebruikte regenwater wordt 2. gebufferd en daarna geïnfiltreerd. 3. of gebufferd en daarna vertraagd afgevoerd naar de riolering.
20
Wetgeving •
• • • • •
(sinds 1 februari 2005)
Regenwaterput verplicht bij: - Nieuwbouw of herbouw (dak > 75m²) - uitbreiding (dak > 50m²) bestaand gebouw - Gevolg: voor deze gevallen geen subsidie!! Volledig dak moet opgevangen worden. Regenwater verplicht te gebruiken. Het volume van de regenwaterput staat in verhouding met de dakoppervlakte (minimum 3000L). Gescheiden afvoer tot bij aansluiting riolering. Scheiding van drinkwater- en regenwaternet.
Wetgeving infiltratie •
(sinds 1 februari 2005)
Overloop van de regenwaterput door: 1. 2. 3. 4.
infiltratie op eigen terrein. oppervlaktewater of kunstmatige afvoerweg. gescheiden rioleringstelsel. gemengd rioleringstelsel.
• De gemeente bepaalt de prioriteiten!
21
Wetgeving
(sinds 1 februari 2005)
• Bij de aanleg van een gescheiden rioleringsstelsel in de
straat moeten de inwoners het hemelwater op eigen terrein houden (ook bestaande woningen) zij het door installatie van een hemelwaterinstallatie voor hergebruik met overloop op een infiltratievoorziening, zei het middels rechtstreekse infiltratie in de bodem.
• Het lozen van hemelwater op de openbare gemengde
riolering kan enkel bij afwezigheid van een kunstmatige afvoerweg voor hemelwater of een oppervlaktewater waarop met redelijke kosten kan aangesloten worden.
22
Subsidie in een typische gemeente De gemeentelijke premie hemelwaterput bij: bestaande woning en verbouwing <50m². nieuwbouw en herbouw wanneer aanleg niet
verplicht is volgens de gewestelijke stedenbouwkundige verordening en/of vergunning.
Alle wettelijk opgelegde eisen moeten voldaan zijn. Totale subsidie regenwatersysteem = 625 euro 375 euro+ 250 tegemoetkoming Vlaams gewest.
Regenwatergebruik in de praktijk
Kwaliteit en aanbod regenwater. Gebruik en toepassing. Een goed werkend regenwatersysteem. Installatietechniek. Berekening en dimensionering.
Hemelwater is altijd wisselend van kwaliteit Regelmatige controle van het systeem vereist.
23
Kwaliteit regenwater Zacht water Kleinere geleidbaarheid Minder Minder Chloorgehalte Laag Metaalgehalte
5° F 60-100 µs/cm ca - mg - na - K 9 ppm zn-cu-cr-fe-pb
Verontreiniging regenwater BACTERIËN: algen - vogelrest -legionella Grof vuil: bladeren - zand - bloesem - insecten Geur - kleur Koolwaterstoffen - pesticiden Zure regen Andere:
asbest/ plastics Metalen: koper/zink/lood Chemisch…
24
Zuurtegraad
Neutraal Melk Regen Appel Azijn Zuurste regen Maagzuur
7 6.6 5-6 3 2.2 2.3 1.2
Zuurtegraad wordt geneutraliseerd door kalk- cement
Regenval te Ukkel: aantal neerslagdagen
25
Regenval te Ukkel: normale maandwaarden 2008
Regenval te Ukkel: normale maandwaarden 2010
Laatste 20 jaar op 170jaar metingen.
26
Regenval te Ukkel: jaarwaarden 1973- 2003
Regenwateraanbod Gemiddeld: 780 liter/m²/jaar Neerslagvariaties: 1080- 580 liter/m²/jaar -> Jaar -> Maand -> Regio Dakverliezen – Opvangfactor. Filteringsverliezen. Neerslag kust: 650 liter/m² jaar
27
Dakopvangfactor Of hoeveel vertrekt naar de opslagtank: •Plat dak met ballast 60% •Plat dak 75% •Groen dak 20% •Hellende dak 95%
Info wtcb *
filtering: nodig of niet? WC/TUIN
WASSEN
HYGIËNE
VOEDING
grof vuil
ja
ja
ja
ja
zand/ stof
ja
ja
ja
ja
zuurgraad
wenselijk
wenselijk
ja
ja
kleur/geur /smaak
wenselijk
wenselijk
wenselijk
ja
opgeloste bestandsdelen
niet nodig
niet nodig
wenselijk
ja
microbiologisch
niet nodig
niet nodig
Ja
ja
28
Toepassingen Huishouden toiletspoeling wasmachine Schoonmaakwater vloer / auto… Tuin
Toepassingen in openbare gebouwen en industrie. Sanitair Toiletten. Schoonmaakwater.
Proceswater Koelwater. Demineralisatie water. Spoelwater. Stoomproductie.
29
Werkwijze van een goed regenwatersysteem Opvangen dak in tanks Filteren van de vervuiling Transporteren naar en in de woning Bijvullen bij tekort Overlopen bij stortregen
Installatietechniek Tanks: filtering:
Infiltratie:
beton kunststof dak valpijp tank grond leidingen
30
Vervolg installatietechniek Pompen: Zuigerpomp Hydrofoor installatie Dompelpomp
Bijvullen: Manueel Via de Tank Aan de Pomp
Principeschema
31
Daken en afvoerpijpen Eerste voorwaarde: Een proper dak - Zonder plassen- snelle afvoer. - Zonder restmateriaal. - 6 maandelijkse controle vervuiling. Tweede voorwaarde: Opvang van alle potentiële daken, zelfs tuinhuisjes.
voorfiltering valpijp
32
Daken en afvoerpijpen Eerste scheiding: Grove vervuiling en bladeren. Gevolg: Achterliggende voorfilter minder belast.
Ondergrondse afvoerleidingen Liggen met een minimum helling van 0.1% tot 1%. Gevolg; Geen restwater in de leidingenopwarming- algen... Geen afzetting van sediment in het leidingnet.
33
filtering en aansluiting
Voorfiltering Zelfreinigende filters voor de put.
Valpijpfilters Inline filter Tankfilter Vlotterfilter Filtering na de pomp.
34
Filterput ?
voorfilters Onderhoud/ zelfreinigend?
35
Doorstroomfilter 200m²
Verval is belangrijk.
In te calculeren in studiefase. Bepaalt de diepte Opslagtank.
filtering : 3.000 m² dak
36
Beste Doorstroomfilter?
INTEWA
Wisselsprongfilter
37
Filtering : 450 m² dak
Opslagvat
Kostprijs €1.900 geplaatst
38
Vergelijking beton - kunststof BETON
KUNSTSTOF
GEWICHT
-
++
PRIJS
+
-
ZUURTEGRAAD
++
-
WATERDICHT
+-
+
VORSTVRIJ
+
+-
INHOUD
+
+-
DRUKBESTENDIG
+
+-
PLAATSING
-
++
Kwaliteitseisen tank Groot volume Waterdicht-lichtdicht Stabiele montage Liefst uit een stuk Mangat + deksel=waterdicht Vorstvrije en koele montage Geprefabriceerde aan - en uitvoer Overstort Plaatsing gemiddeld 1m. onder maaiveld.
39
Koppeling meerder tanks Via hevel inwendig. Via hevel uitwendig. Of allebei. Of via een
ondergrondse koppeling.
Info Joossen van aelst
Ondergrondse Koppeling van meerder tanks
Info Olivier Beton
40
Dimensionering opslagtank Afhankelijk van: Beschikbare dakoppervlakte horizontaal Opvangfactor: - aard dakbedekking - soort dak Filteringfactor Regenaanbod per m2 per jaar
Dimensioneringsvoorbeeld 1 gegevens Gezin: 4 personen dakoppervlakte horizontaal = 120m² Opvangfactor: hellend dak / pannen = 0,95 Filteringfactor: in line filter = 0,75 Regenaanbod 780 liter per m2 per jaar Oplossing: Aanbod =780 x 120 x 0.75 x 0.95= 66,75 m³ per jaar Nodig = Toilet en Wasmachine 30+17 L/pp/pd = 47 x 4 x 365 = 68 m³ per jaar Bijvulling zal noodzakelijk zijn
41
Dimensioneringsvoorbeeld 1 Bufferingsvolume : Langste periode zonder regenval = 1,5 maand Verbruik tijdens deze periode aan was en toilet = 8,6 m³ => Ideale tank 10m³
Dimensioneringsvoorbeeld 1 Rentabiliteit: Kostprijs: tank-filters-pomp-werk = 750+250+300+700= €2000 Opbrengsten: Gratis water-minder afvalwaterheffingen-minder zeep-minder ontharders- minder kalk op de toestellen-langere levensduur. 66,7x €3 + ? + ? = minimum €200/A Terugverdientijd voor deze installatie minder dan 10 jaar. Rekening gehouden met inflatie en stijging waterprijs die elkaar opheffen. Geen rekening gehouden met subsidies
42
Dimensioneringsvoorbeeld 2 Gegevens Administratief centrum Bezetting = 50 personen dakoppervlakte horizontaal 500m² Opvangfactor: hellend dak pannen = 0.75 Filteringfactor: in line filter = 0,95 Regenaanbod 780L. per m2 per jaar Oplossing: Aanbod = 780 x 500 x 0.75 x 0.95= 277 m³ Nodig = Toilet 30L/pp/pd 200 werkdagen = 30 x 50 x 200= 300m³ per jaar Geen bijvulling noodzakelijk
Dimensionering Voorbeeld Administratief centrum Langste periode zonder regenval 1 maand Verbruik tijdens deze periode voor toiletwater 46 m³ Ideale tank 2x 20m³
43
Kostprijs Opslagtank
Kostprijs Pe tank geplaatst €900/ m³
Alternatief bij kruipkelder Benutting kruipkelder met gesloten epdm membraan
44
Alternatief bij gesloten achtertuin
Investering Uw investering in pompen, filters, leidingen,werkuren,… Brengen niets op als er geen water in de put staat… Vang dus alle water op en zorg voor een groot buffervat zodat: •in lange regenperiodes alle water gebufferd wordt. •In lange droogteperiodes hemelwater verbruikt wordt.
45
Installatie: accessoires in de tank Toevoer regenwater/filtering. Langzame invoer.
Niveau sensor. Aanzuigleiding. Overloop riool/infiltratie. Bijvullen drinkwater. Vlotterfilter + terugslagklep.
Vlotterfilter
46
De Aanzuigleiding.
47
Langzame invoer
Niveau sensor
48
Ongedierte-vrije uitstroom
Een multisifon op de overloop •geurhinder uit de riool vermijden •terugslag uit de riool, met alarm •Ongedierte tegenhouden •Afromen bovenste laag.
Overloop regenwater- Infiltreren Het infiltreren van overtollig regenwater, terug naar de natuur, biedt verschillende voordelen waaronder: •Minder verdroging. •Minder overstromingen. •Geen overbelaste rioleringen- kleinere diameters. •Minder verdunning van afvalwater naar de waterzuiveringstations. •Minder overstorten. •Minder verstoring van de biotoop. •Minder verpompen regenwater. Zie Verder
49
Buffering van regenwater Groendaken •Extensief/intensief •buffert 50 à 80 % van het opgevangen regenwater.
• beschermt ook tegen oververhitting in de zomer.
Subsidie 31€/m²
Kwaliteitseisen pomp Onderhoudsvrij Droogloopbeveiliging Zelfaanzuigend Geluidsarm Energiezuinig Materiaal: rvs - kunststof - messing Debiet en opvoerhoogte
50
Pomp en persfilter -Onderhoudsvrij -Droogloopbeveiliging
Zelfaanzuigend -Geluidsarm Materiaal: rvs - kunststof – messing -Debiet en opvoerhoogte
Problemen hydrofoor Bacteriën. Géén energiebesparing. Materiaalkeuze balg. Geluidsoverlast. Géén droogloopbeveiliging. Onvoldoende druk. Materiaalkeuze pomp.
51
Persfilters Zeer belangrijk element •Vervang filters 20Micron •Zelfreinigende filters •Koolstoffilters-keramische filter= enkel voor drinkwaterkwaliteit Regelmatige controle per 6 maand afhankelijk van gebruik- en verbruik. Persfilters werken enkel perfect in combinatie met voorfilters
Regenwaterpompen
52
Bijvullen bij tekort Afhankelijk van de dekkingsgraad.
Volgens de wettelijke bepalingen. Tankniveau: Manueel automatisch
Complete module.
Scheiding Regenwater en drinkwater
53
WETTELIJKE BEPALING bijvulsysteem regenwater Schema WEL
NIET DRINKWATER
REGENPUT
REGENWATER
Bijvulling Regenwater In de praktijk
54
BIJVULSYSTEMEN: kleine debieten Pompenergie op jaarbasis met standby verliezen (4 watt)
Verbruik = 109KwH
Hybride opstelling: grote debieten
55
Economische analyse van Hemel waterrecuperatie Investering: materiaal/ montage/onderhoud Energieverbruik: pompen- filtering Besparing: •Drinkwater prijs/m³ •Proceswater-Grondwater •ontharder-behandelingen •kalkproblematiek
Besluit goed regensysteem Alle daken aansluiten. Dak zonder stagnatie. Zonder voorfiltering geen goede scheiding. Koele opslag in kalkhoudende tank. Voldoende grote tank+ groot dak= 365dagen gebruik Persfilter per 6 maand wisselen. Pomp zonder vat. Regelmatige controle. Groot besparingspotentieel, Doen.
56
Hemelwater heeft vele toepassingen, benut ze… Meer info: Het waterloket: duurzaam omgaan met water. www.waterloketvlaanderen.be Bronnen; Iwva, wvi, Vea, Vito, Bbouwadvies, Dialoog, Eh2O, Kmi, KNMI, Greenpeace, Dialoog, Federale dienst Financiën, KUL, 3E, Eternit, VMM, VLM, Wavin, Olivier beton, Verhelst, BBL, Uridan, Vibe.
57
