greenWATERrecycling

- Thermische & stoffliche Grauwasser­nutzung zur klimatisch wirksamen Gebäudebegrünung und erneuerbaren Warmwasserbereitung

Entwicklung eines Systems zur stofflichen und thermisch-energietechnischen Grauwasserfiltrats­verwertung zur Bewässerung von Gebäude- und Fassaden­begrünungen zur Reduktion des Energieverbrauchs der Warmwasser­bereitstellung und des Wasserverbrauchs von Begrünungssystemen

Ausgangssituation/Motivation

Im Bereich des Wärmeschutzes von Gebäuden, der Rückgewinnung von Lüftungswärmeverlusten und der Energieeffizienz von Elektroanwendungen findet aufgrund zahlreicher Forschungen und Langzeiterfahrungen ein stetiger Fortschritt statt.

Nachdem der Anteil der Warmwasserbereitstellung am Gesamtenergieverbrauch in Gebäuden nach heutigem Baustandard den gewichtigsten Teil ausmacht, sticht im Vergleich dazu die fehlende Nutzung der Abwärme aus der Warmwasseraufbereitung eklatant hervor.

Die Kombination aus stofflicher und thermischer Grauwasserverwertung zur Bewässerung von Gebäude- und Fassadenbegrünung und zur Reduktion des Energieverbrauchs der Warmwasserbereitung stellt eine innovative synergetische Kopplung von energetischen Optimierungen und kleinklimatischen Verbesserungen dar.

Der Energieverbrauch zur Warmwasseraufbereitung stellt mittlerweile das größte Potential zur Effizienzsteigerung im Gebäudebereich dar. Gebäude- und Stadtbegrünung führt zur Verbesserung des städtischen Mikroklimas, durch den zur Bewässerung erforderlichen Wasserbedarf sind allerdings insbesondere in Trockenzeiten Engpässe bei der Wasserversorgung zu befürchten. Daher greift das Forschungsprojekt diese beiden Aspekte auf und kombiniert sie zu einer gewinnbringenden Gesamtlösung.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel dieses Projekts ist die Konzipierung einer technisch ausgereiften Systemlösung für die stoffliche und thermische Verwertung von Grauwasser, um einerseits das anfallende Filtrat zu Bewässerungs­zwecken verwenden zu können und andererseits die bislang kaum genutzte Abwärme rückzugewinnen.

Dadurch können Trinkwasser-Engpässe, die in trockenen Sommermonaten aufgrund des Klimawandels zu erwarten sind, entschärft und eine gleichzeitige Bewässerung von dringend benötigten Grüninseln zur Reduktion städtischer Hitzeinseln erreicht werden.

Durch die thermische Verwertung kann z.B. ein Teil der Energie zur Brauchwassererwärmung eingespart werden. Der Ansatz einer derart effizienten Verwertung von Grauwasser, nämlich sowohl in stofflicher, als auch in thermischer Hinsicht, ist einzigartig und neuartig.

Betrachtet werden Wohnbauten in unterschiedlichem Maßstab sowie wohnungsähnliche Nutzungen mit jahreszeitlich weitgehend konstantem Abwasseraufkommen, um die Wirtschaftlichkeit der Gesamtlösung zu gewährleisten.

Methodische Vorgehensweise

Im Projekt werden die planerischen und technischen Aspekte abgedeckt. Gleichzeitig erfolgt im Sinne eines gesamtheitlichen Konzepts auch die Betrachtung der Anforderungen an das System. Daher werden Untersuchungen hinsichtlich der Qualität des Grauwassers nach der Reinigung und dessen Verträglichkeit für Pflanzen mit Relevanz zur städtischen Begrünung vorgenommen.

Außerdem werden weitere Anwendungen innerhalb von Gebäuden und die möglichen Komplikationen im Zusammenhang mit der Verwendung von Grauwasser untersucht.

Neben den konzeptionellen Betrachtungen wird ein Prototyp der Anlage errichtet und im Rahmen des Projekts verschiedenen Versuchen ausgesetzt. Dadurch soll die dauerhafte Funktionalität sichergestellt und eine hohe Marktrelevanz erreicht werden.

Erwartete Ergebnisse

Nach der erforderlichen Detailuntersuchung betreffend Auslegung und Regelung der technischen Versuchsanlage erfolgen unterschiedliche Testläufe anhand eines Prototypen zur Validierung der simulierten Annahmen. Die erforderlichen Systemparameter werden dabei im Rahmen eines Monitorings aufgezeichnet.

Das Grauwasser-Filtrat wird qulitativ untersucht, um seine grundsätzliche Verträglichkeit als Bewässerungsmittel bestimmen zu können. Anhand eines Pflanzenversuchs wird die tatsächliche Verträglichkeit über einen längeren Zeitraum untersucht, wobei ein Parallelversuch einer Pflanzenkontrollgruppe, welche mit Trinkwasser bewässert wird, erfolgt.

Jene Auswahl an Pflanzen, welche für die klimatisch wirksame Begrünung interessant und grauwasserfiltrat­verträglich ist, soll bekannt werden. Die Untersuchungen bewerten ebenso den verfügbaren Grauwasseranfall in Wohngebäuden, wobei unterschiedliche Nutzertypen betrachtet werden. Das Verwertungspotential samt möglicher Anwendungsgrenzen von Grauwasserfiltrat ist bekannt.

 

Beginn

Jun 2020

Ende

Jun 2020

Förderprogramm

Stadt der Zukunft

Projektpartner

 

 

 

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