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前方粗糙的水域

越来越多的水和下水道票据面临的设施转向了新的和旧方法,以节省水和金钱。由David Kozlowski.



曾经在美国大部分地区被视为理所当然,水现在正在成为稀缺和日益昂贵的资源。污染,过度使用和干旱正在引发水限制,而不仅仅是在干旱的西南和加利福尼亚州,而且是西雅图,迈阿密和波士顿的不太可能的地方。

最重要的是,不断恶化和不足的供水和下水道基础设施使政府官员面临数百亿美元的升级,具有讽刺意味的是,这使得废水与净水一样昂贵。许多专家认为,这些成本将越来越多地转嫁给商业和机构建筑业主。

因此,人们对保存、收集甚至循环用水越来越感兴趣,这样既能节约资源,又能省钱。

供给量的流失

在过去的几年中,保护和节约用水的环境和经济重要性已成为一种紧迫感。与天气有关的干旱和不断减少的供应面对无节制的增长已经造成了水资源短缺。此外,这是一种没有替代或成本效益高的方法来生产更多的资源。而且它的使用速度快于补给的速度。这种前景促使该国许多地区采取行动。

虽然水问题在西南地区很普遍,但缺水正迅速成为西北、平原和东海岸许多地区的一个严重问题。即使是看似浸泡在水里的热带佛罗里达州,也很难获得足够的淡水供应来满足日益增长的需求。科罗拉多州、康涅狄格州、马里兰州、弗吉尼亚州和纽约州等几个州正面临居民和企业用水方式的变化。

一个问题是来源。在地球上的所有水中,少于1%的1%易于用于人类使用。地球上的大多数水是盐水,其中3%是新鲜的,超过四分之三的它被锁在极性冰帽上。

另一个问题是人们普遍不相信会出现供应问题。然而,节能联盟(ASE)国际项目副主任凯文·詹姆斯(Kevin James)表示,能源短缺是业主们可能再也不能忽视的现实。从很多方面来说,节约用水的问题对他们来说应该很熟悉。

他说:“我的感觉是,大多数业主将水视为必需品和固定成本——他们多少接受了这样一个想法,即水会存在,每年的成本会很高。”“他们还没有看到能源的相似之处:如果我们多花X多的钱,我们就能在未来变得更有效率。水相当于10到15年前的能源。”

供应,需求

水的成本确实是固定的。虽然在美国的某些地区仍然相对便宜,但几乎所有领域都会看到成本增加。

20世纪90年代,美国许多地区的水和下水道成本急剧上升。大部分的成本增长都集中在大都市地区。亚特兰大已经出现了一系列两位数的增长。在华盛顿特区,上世纪90年代末,利率上升了42%,而进一步加息的前景仍令人记忆犹新。在纽约,在过去的四年里,房价上涨了约40%。在波士顿,由于基础设施改善项目,供水和排水率已经跃升了400%。

实际成本各不相同。北卡罗来纳州部分地区从5月到9月实行了每1000加仑4美元的季节性价格,而每年的价格还不到3美元。在维吉尼亚州,水和下水道的综合费用约为每1000加仑10美元,但上涨几乎是不可避免的。西雅图和俄勒冈州部分地区的失业率也接近或达到两位数。

导致成本上升的不仅是水资源的稀缺,还有该国水务基础设施的薄弱。美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)的数据显示,美国超过14%的供水都是由于系统中的某个地方发生泄漏而损失的。和美国水工程协会在未来的30年里,更换破损的管道、阀门和美国供水系统的其他部件将花费2500亿美元。专家们水基础设施网络该公司表示,用户将不得不每年多支付230亿美元,以确保供水和排水基础设施符合当前标准——这一数字是基于各地建筑业主将用水效率提高20%至25%的假设得出的。而且这些成本估计可能是保守的。

“建筑业开始注意到,更换供水和污水处理基础设施在短期内将带来巨大负担,”该协会负责人约翰•弗劳尔斯(John Flowers)表示EPA的自愿效率的水联盟程序。

但不仅水和下水道治疗成本增加,花朵所说,水会限制。在过去两年中,数十个国家和市政当局已经建立了临时,季节性或永久性的水限制。虽然大多数影响住宅市场,但商业市场越来越关注。例如,西雅图的新能源代码禁止使用一次性冷却系统。其他地区纷纷遵循对冷却塔的设计和操作的限制。部分地区需要将更换到低流量夹具。

一些还没有限制的地区正在接近限制。华盛顿特区目前可以不受限制地使用水资源,因为它的水库只有65%的容量。如果降至60%,将会触发限制措施。

伴随着痛苦而来的是收获。例如,纽约市已经减少了对水的需求,并做好了继续缓慢增长的准备。纽约市环境保护部(Department of Environmental Protection)技术服务与保护部门主任沃伦·c·里博尔德(Warren C. Liebold)说,尽管20世纪90年代人口增长,但泄漏检测策略、教育项目和一些财政激励措施帮助控制了对水的需求。因此,未来几年的需求增长预计将是缓慢或不存在的。

李伯德说:“当水的成本不高于供应选项时,水效率通常会被用作一种重要的资源。”

在纽约和其他地方,激励计划发挥了作用,并迅速扩大。一些市政当局对安装低流量装置和水审计提供回扣。有些公司提供购买和安装水表的部分费用。奥斯丁市提供高达4万美元的回扣,用于安装新设备和在现有设施中实施节约用水的流程。

这些激励计划类似于90年代初公用事业公司为控制能源使用而采用的需求侧管理策略。甚至使用它们的原因也是相似的:城市和公用事业都认识到建设新基础设施的高成本。

“市政当局估计,这些激励措施的成本是新建水处理厂和满足日益增长的需求所需的基础设施成本的三分之一,”詹姆斯说。“城市不太可能愿意在新增产能上花那么多钱。”

弗劳尔斯说,这是财政上必要的系统缩减。“你需要的更少,投入的更少,系统成本就更低。”

西雅图证明了激励计划的工作。Plagued with serious allocation and pollution issues for years, the city implemented an aggressive incentive program in 1994. For instance, the municipally owned utility will pay half the cost of a commercial water efficiency project if the project’s avoided costs to the city are more than the cost of the project, says Philip Paschke, program manager for Water Smart for Seattle Public Utilities. As a result, the city has avoided cumbersome and difficult-to-enforce restrictions. In fact, despite the growth Seattle has experienced, the city uses less water now than it did 20 years ago.

水和能源

自愿水效率措施还有另一种,更积极的原因。节约用水也可以节省能源。事实上,ASE已经创造了短语“漏水效率”,并正在推动全球努力鼓励水效率和节能。詹姆斯说,虽然ASE专注于国际,主要是第三世界观众,但这个想法在这个国家提供了建造业主。

他说:“作为建筑业主,只要你在能源或水上花费更多,你就会面临预算成本结构和价格波动的风险。”“这些地区的价格很难预测,所以你希望将这些风险降到最低。”

潮湿的想法很简单。几乎各处都在设施中使用水,它需要能量来移动它,对待它,调整它并摆脱它。所以使用的水越少,所用的能量越少。

合理的回报

水等于能量的例子并不难找到。纽约市的哥伦比亚大学将其水和下水道成本削减了20%,并节省了数万美元的相关能源成本。这主要是通过用低流类型替换现有的fixture来实现的。

黎巴嫩的达特茅斯 - 希区柯克内侧中心,N.H.,有一些夹具更换和过程和操作发生变化,每年水,下水道和节能率为100,000美元。该项目的回报是三年半。

北卡罗莱纳的一家医疗设备制造商通过用冷冻水循环系统来冷却一个20马力的泵,每年可以节省30,500美元。

大量减少用水并不是那么困难。弗劳尔斯说,大多数设施可以很容易地节省15%的水和下水道费用,以及任何相关的能源成本。投资回报几乎总是合理的——根据水和排水速度,投资回报少于5年。落基山研究所(Rocky Mountain Institute)的理查德•平卡姆(Richard Pinkham)表示,很有可能两年或更短时间内就能收回投资。马萨诸塞州布鲁克莱恩(Brookline)的一座商业大楼。把所有水龙头都换成了曝气器,每年节省了1250美元——两个月的回报。

新解决方案


Rattenbury Engineering总裁John Rattenbury表示,储蓄金钱和环境导致新的高效技术。

他表示:“这可能被视为一种投资,在各种激励因素的作用下,它确实具有经济意义。”“但现在业主们开始接受并理解高效使用水和能源的环保原因。”

对这一点的反应更加精致,有效的水系统设计成新和现有建筑物。捕获和重用从水槽和喷泉的雨水或所谓的灰水的系统被证明是具有成本效益的。

现场水过滤的想法已经被许多绿色建筑使用了多年,但随着水处理成本的上升,越来越多的设施甚至将这一想法应用到他们的非绿色设施。

灰水储存和重复储存灰色水变得特别有吸引力,因为它不涉及任何传统的污水处理,这意味着只需要微量地处理水。然后,这种灰水可用于不饮用用途,例如灌溉。奥斯汀市已开设守则盖茨,以允许建造业主安装灰水系统,而城市本身则努力减少废水和雨水流量。

其他建筑物则回收蒸汽凝结水用于冷却塔操作,同时仔细监测水的化学性质,以减少排放和所需的补充水量。

然而,最新的进展实际上与一个非常古老的东西有关——雨桶。制造商正在开发一种系统,可以捕捉和储存落在建筑屋顶上的水。这些所谓的绿色水系统比灰色水系统有几个优点,但可以很容易地设计成协同工作。

Rattenbury说:“大量的水可以用于建筑物屋顶的土地。”“这些水都是免费的,如果不这样做,这些水就会让水电公司——也就是业主——花钱去处理。”

这不仅是自由水,而且通常是相当软的水,因此矿物质不必被移除。雨是在一个精致的蓄水池中捕获的 - 一个现代雨桶 - 通过紫外光或过滤器过滤,并在一些冷却应用中重复使用,景观灌溉或冲洗厕所。

麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的一座新建筑安装了雨水收集系统,为建筑的设计和施工增加了约6万美元,但它的投资回报率不到三年。

这些绿色水系统还有一个附带的好处。一些设计在排水方面非常有效,因此它们的安装成本通常比传统的屋顶排水系统更低。Rattenbury说,这种设计使用“虹吸排水”,在负压下从屋顶排水。这使得下水道更少,管道更窄。

与天气有关的干旱使水资源短缺和成本问题成为人们关注的焦点。一些地区的持续增长使一度充裕的供水和排水能力变得紧张,而其他地区的增长尽管缺乏供应也出现了。弗劳尔斯说,这对未来意味着对水的真实核算。

“我们现在开始了解水的真正价值,”他说。“Most people look at what they have now and consider water cheap, but if you look at the total cost of supplying and then treating it, there are hidden costs in energy and infrastructure that will be coming due soon -- if they’re not already here.”

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David Kozlowski是Building Operating Management的高级编辑。这篇文章首次发表于2002年11月。

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