Forskning undersøger for første gang fordelene og omkostningerne ved nye vandgenbrugssystemer

Det "decentraliserede" vandsystem ved Center for Sustainable Landscapes (CSL) ved Phipps Conservatory and Botanical Gardens, som behandler alt ikke-drikkevand på stedet, bidrager til, at net-nul bygningen anerkendes som en af ​​de grønneste bygninger i verden. Imidlertid, forskning i effektiviteten af ​​disse systemer versus traditionel behandling er praktisk talt ikke-eksisterende i litteraturen. Takket være et samarbejde mellem Phipps og University of Pittsburghs Swanson School of Engineering, forskere har nu en større forståelse af livscyklussen for vandgenbrugssystemer designet til levende bygninger, fra byggeri til daglig brug.

"Evaluering af livscyklussens miljømæssige fordele og afvejninger af vandgenbrugssystemer til bygninger med nulværdi, " offentliggjort i tidsskriftet Miljøvidenskab og -teknologi (DOI:10.1021/acs.est.6b03879), er den første af sin slags forskning, der bruger livscyklusvurdering (LCA). Medforfatter af Melissa M. Bilec, lektor i civil- og miljøteknik ved Pitt og vicedirektør for Mascaro Center for Sustainable Innovation (MCSI), samarbejdspartnere hos Phipps inkluderede Richard Piacentini, administrerende direktør; og Jason Wirick, direktør for faciliteter og bæredygtighedsledelse. Pitt ph.d.-studerende, Vaclav Hasik, og Pitt bachelor, Naomi Andersen, var første og anden forfatter, henholdsvis.

"I takt med at vand bliver mere af en værdifuld ressource rundt om på kloden, der er større fokus på at udvikle nye metoder til vandeffektivitet og vandbesparelse, " Dr. Bilec sagde. "Vi har arbejdet tæt sammen med Richard og Phipps siden CSL blev designet første gang, og dets decentraliserede vandsystem giver en unik mulighed for at udforske, hvordan disse strategier kan være et alternativ til traditionelle systemer."

Ifølge Dr. Bilec, LCA analyserer videnskabeligt miljøpåvirkningen af ​​et produkt eller en proces gennem hele livscyklussen, fra de materialer, der bruges til at bygge et system, til deres transport, konstruktion, brug, og, til sidst, den anslåede afslutning af livet. Selvom LCA er blevet brugt til at sammenligne centraliserede og decentraliserede vandsystemer i forskellige sammenhænge, Phipps CSL-forskningen er den første, der overvejer både vandforsyning og -behandling på et omfattende sted eller i sammenhæng med en energi-/vand-netto-nul-bygning.

"Ved at bruge banebrydende processer i bygningen af ​​CSL har vi kunnet arbejde sammen med Pitt for at udføre forskning og lære om deres effektivitet, og vil tillade andre at bruge denne viden til at fremme deres eget arbejde, " sagde hr. Piacentini, Phipps administrerende direktør. "Den eneste måde at gøre en forskel på er ved at give andre ressourcer til at få succes."

Dr. Bilec bemærkede, at mens forskningen fandt, at et decentraliseret vandsystem fungerer godt for en facilitet som CSL, de miljømæssige fordele eller afvejninger for sådanne systemer afhænger af deres levetid, og er måske ikke nødvendigvis praktisk eller miljømæssigt at foretrække. For eksempel, et lignende system kan være mere miljømæssigt og økonomisk effektivt til en udvikling af flere boliger eller bygninger, snarere end én struktur.

Omvendt den relative indvirkning af et decentraliseret system bygget i en vandknap region kan være mere gavnlig end dets miljømæssige fodaftryk. Beslutningen om hvilket vandsystem der skal bygges og dets skala, hun siger, bør evalueres i sammenhæng med hele levetiden af ​​den struktur eller det sted, den understøtter.

Hun bemærkede også, at forskning som denne er værdifuld på grund af den fællesskabsorienterede tilgang, der deles mellem Pitt, MCSI og Phipps, og dens indflydelse på eleverne. For eksempel, Ph.d.-kandidat Vaclav Hasik bruger CSL-studiet til at informere sin afhandling om modstandsdygtige og bæredygtige systemer, mens sommeren bachelor Mascaro Center forsker, Naomi E. Anderson, var en vigtig deltager, illustrerer succesen med MCSI's sommerprogram.

"CSL på Phipps er et enormt casestudie, fordi det har opnået fire af de mest eftertragtede priser inden for bæredygtigt byggeri, Dr. Bilec bemærkede. "Richard, hans bestyrelse og medarbejdere er utroligt fremadskuende og engagerede i ikke kun konceptet om en levende bygning, men også at støtte udviklingen af ​​den gennem forskning, og det gør Phipps til en vidunderlig samarbejdspartner. Muligheder som dette fremmer ikke kun forskning på området, men også give eleverne en enorm oplevelse og inspiration."

Andre medforfattere til "Evaluating the Life Cycle Environmental Benefits and Trade-Offs of Water Reuse Systems for Net-Zero Buildings" omfatter William O. Collinge, postdoc associeret, University of Pittsburgh; Vikas Khanna, adjunkt i civil- og miljøteknik, University of Pittsburgh; Amy E. Landis, Thomas F. Hash '69 begavet Chair Professor, Glenn Department of Civil Engineering ved Clemson University; og Cassandra L. Thiel, tidligere postdoc associeret, nu adjunkt, New York University Robert F. Wagner Graduate School of Public Service.