Бытовое водопользование в США и Канаде
Бытовое водопользование (также называемое бытовым использованием, бытовым использованием или использованием водопроводной воды ) включает в себя все виды использования воды питьевого качества внутри и снаружи в односемейных и многоквартирных жилых домах. [2] Эти виды использования включают ряд определенных целей (или конечного использования воды), таких как смыв в туалетах, стирка одежды и посуды, принятие душа и ванны, питье, приготовление пищи, полив газонов и садов, а также уход за плавательными бассейнами. Некоторые из этих конечных видов использования поддаются обнаружению (и измерению), тогда как другие труднее оценить.
Измерение водопользования
[ редактировать ]Необходимо оценить приблизительное среднее количество воды, используемой для конкретных целей, поскольку только общее потребление воды бытовыми потребителями измеряется и регистрируется в течение периода времени в один месяц или дольше (хотя технологии AMR и инфраструктуры предварительного измерения (AMI) позволяют снимать показания более часто. ). [3] В Соединенных Штатах общенациональная подборка этих измеренных объемов, проведенная Геологической службой США (USGS), показывает, что средний расход воды для бытовых нужд (как для внутренних, так и для наружных целей) коммунальными поставщиками воды в односемейные и многоквартирные дома составлял около 89 галлонов ( 337 литров) на человека в день в 2010 г. [4] и 83 галлона (314 литров) в 2015 году. [5] С начала 1980-х годов растущий общественный интерес к экономии воды вызвал вопросы о поведении потребителей в использовании воды и измерении среднего количества воды, используемой для каждой бытовой цели. [6] [7] [8] [9] В середине 1990-х годов в США было проведено первое национальное исследование конечного использования воды в жилых домах, в ходе которого были получены данные высокого разрешения непосредственно со счетчика воды клиента и проанализированы следы потока, чтобы соотнести каждое измеренное событие использования воды с конкретным конечным пользователем. [10] [11] За этим последовало несколько детальных исследований конечного бытового использования воды в Северной Америке и других странах. В 2016 году было завершено обновленное исследование конечного использования воды в бытовых целях, спонсируемое Фондом водных исследований (WRF), которое является наиболее актуальным источником данных о различных целях использования воды в бытовых целях, описанных здесь. [1]
Использование внутри помещений и конечное использование
[ редактировать ]Использование воды внутри помещений включает в себя потоки воды через арматуру и приборы внутри дома. Среднесуточное потребление воды в помещении на одно домохозяйство (в среднем 2,65 человека в североамериканской выборке) колебалось от нуля до 644 галлонов в час (галлонов на домохозяйство в день) и в среднем составляло 138 галлонов в час, со стандартным отклонением около 80 галлонов в час (или 521 литр в день и стандартное отклонение 300 литров). [1] Эквивалентное среднее потребление на человека составляет 52,1 галлонов на душу населения в день или 197 литров на душу населения в день. Поскольку распределение использования помещений в выборке домов имеет положительную асимметрию , более подходящим показателем центральной тенденции является медиана , которая составляет около 125 галлонов в час (или 472 л/час). Смыв в туалете является крупнейшим использованием воды внутри помещений, за ним следуют потоки через смесители на кухне и в ванной, душевые кабины, стиральные машины, протечки, ванны, другие/разные виды использования и посудомоечные машины. С конца 1990-х годов общий объем использования воды внутри помещений снизился на 22 процента, в первую очередь из-за повышения эффективности использования воды в стиральных машинах и туалетах, а также других приспособлениях с низким расходом воды .
Смыв в туалете
[ редактировать ]В среднем туалеты смываются 5 раз в день на человека, и это самый высокий показатель потребления воды в среднем доме. Смыв в туалете составляет около 24% от общего потребления воды в домохозяйствах (при среднесуточном объеме 33,1 галлонов в час или 125 л/час). [1] В настоящее время средний объем смыва для всех отобранных туалетов составляет 2,6 галлона на смыв (gpf) (или 9,8 литров на смыв (lpf)). В будущем сокращение конечного использования туалетов будет происходить по мере того, как все больше домов будут использовать туалеты с низким смывом (1,6 галлонов в секунду или 6 фунтов на фут), предусмотренные Законом об энергетической политике 1992 года , или высокоэффективные туалеты (1,28 галлонов в сутки или 4,85 фунтов на фут), которые соответствуют спецификациям EPA WaterSense . Недавнее исследование показывает, что около 21 процента всех туалетов в 5 штатах (Аризона, Калифорния, Колорадо, Джорджия и Техас) имеют объем смыва, превышающий 1,6 галлона/смыв. [12]
душ
[ редактировать ]В среднестатистическом доме принятие душа является вторым по величине расходом воды после туалета. В среднем на душ расходуется 15,8 галлонов (59,7 литров) и он длится 7,7 минут при средней скорости потока 2,1 галлона в минуту (галлонов в минуту) (7,9 литров в минуту). [1] В среднем в семье среднего размера (2,65 человека) каждую неделю принимают душ 12,4 раза. Для сравнения, морской душ длится всего 2 минуты и позволяет использовать менее 3 галлонов (11,4 литра) воды. Самый экономный подход к воде используется экипажем Международной космической станции (МКС), который использует для купания менее 1 галлона (4 литров). [13] Для душевых насадок стандарт максимальной скорости потока по-прежнему составляет 2,5 галлона в минуту (галлонов в минуту) (9,4 литра в минуту (л/мин)) в соответствии с Законом об энергетической политике 1992 года. Однако теперь производители предлагают сверхэффективные душевые насадки с максимальным потоком. скорость ниже 2,0 галлонов в минуту (7,6 л/мин). Примеры включают насадку для душа со скоростью потока 1,75 галлонов в минуту (6,61 л/мин) при высоком давлении воды и 1,45 галлонов в минуту (5,48 л/мин) при низком давлении или насадку для душа с тремя скоростями потока с компенсацией давления (с помощью несъемного компенсатора давления) с опциями 0,5. , 1,0 и 1,5 галлонов в минуту (1,9, 3,8, 5,7 л/мин). Широкое использование более эффективных душевых насадок (со скоростью потока 1,6 галлонов в минуту) сократит средний расход воды для принятия душа на 2 галлона в час (7,6 л/час) (или на 8 процентов).
Ванны
[ редактировать ]Помимо принятия душа, принятие ванны было зафиксировано в 47 процентах включенных в выборку домохозяйств, в которых принималось 2,7 ванны каждую неделю (или в среднем 1,3 в неделю по всем включенным в выборку домохозяйствам). На каждую ванну расходуется в среднем 20,2 галлона (или 76,5 литров) воды. [1]
Течёт из крана
[ редактировать ]Вода, текущая через открытые краны (включая смесители на кухне, в ванной, раковине и нагрудники для шлангов), составляет 19 процентов (26,3 галлонов в час или 100 л/час) от общего потребления воды в помещении в среднем домашнем хозяйстве, где краны используются 51 раз в день. В среднем краны открываются на 30 секунд при расходе 1 галлон в минуту (галлона в минуту) и среднем расходе 0,5 галлона (1,9 литра) за каждое использование. [1]
Стирка одежды
[ редактировать ]Стирка белья представляет собой значительный расход воды в среднестатистическом доме: на его долю приходится 17% среднего расхода воды в помещении. [1] Семья среднего размера стирает 5,4 загрузки белья каждую неделю. На каждую загрузку расходуется в среднем 29,3 галлона (111 литров) воды. По данным EPA, полноразмерная Energy Star , сертифицированная стиральная машина (с «водным коэффициентом» - WF ≤ 8,0 галлонов/цикл/фут^3), должна использовать в среднем 15 галлонов (57 литров) воды на загрузку по сравнению с, по крайней мере, 15 галлонами (57 литров) воды на загрузку. в два раза больше объема, используемого стандартной машиной. [14] В настоящее время около четверти американских домов используют менее 20 галлонов (76 литров) на загрузку, при среднем объеме 31 галлон (57 литров) на загрузку.
Внутренние утечки
[ редактировать ]Утечки или потоки воды без видимой цели наблюдались почти в 90 процентах домов, подвергшихся мониторингу. Потери воды из-за утечек составили 12 процентов среднего потребления воды в помещениях. По оценкам, потери воды в среднем домохозяйстве составляют 6200 галлонов (23 500 литров) в год. [1] Распространенные типы утечек включают работающие туалеты, медленно протекающие заслонки унитазов, частично открытые или капающие краны, а также другие треснувшие или открытые линии подачи воды. [15] [16] Хотя все наблюдаемые утечки относятся к использованию внутри помещений, некоторые утечки могут возникать на нагрудниках или водных объектах на открытом воздухе.
Мытье посуды
[ редактировать ]Посуду можно мыть вручную в раковине или в автоматической посудомоечной машине (DW), которая присутствовала в 84 процентах домов, где проводилось исследование конечного использования. Среднестатистическая американская семья каждую неделю моет примерно 1,8 загрузки посудомоечной машины. [1] Средний объем воды на одну загрузку составлял 6,1 галлона (23 л), а на посудомоечные машины приходилось около 1 процента от общего объема использования в помещении. Посудомоечные машины, получившие награду Energy Star Most Efficient 2017 по версии Агентства по охране окружающей среды, расходуют от 2,4 до 3,2 галлона (или от 9 до 12 литров) за цикл. [17]
Вариативность использования воды
[ редактировать ]Использование воды в жилых помещениях может значительно различаться в разных домохозяйствах в зависимости от количества жителей (или, точнее, от размера и состава семьи каждого домохозяйства) и других обстоятельств (как систематических, так и случайных). Это также зависит от вклада различных бытовых целей использования воды в изменчивость общего потребления воды внутри помещений. Распределение наблюдаемых среднесуточных объемов для восьми основных видов конечного использования воды также демонстрирует значительную изменчивость и перекос в сторону правых хвостов распределений (данные на рисунке с распределением объемов конечного потребления усечены до 120 галлонов в день для повышения достоверности данных). разделение графиков распределения, чтобы включить все наблюдения в правый конец распределений, потребует расширения горизонтальной шкалы до 560 галлонов в день (чтобы охватить максимальные наблюдаемые объемы: 553 галлона в день для утечек, 345 галлонов в день для кранов и 223 галлонов в день для туалетов; Из восьми конечных видов использования внутри помещений пять (т. е. утечки, смыв в туалете, душ, стирка одежды и использование кранов) демонстрируют выраженный правый перекос в распределении, что способствует «более толстому» и длинному правому хвосту общего использования внутри помещений. Существенного сокращения некоторых видов конечного использования воды можно достичь не только за счет внедрения эффективных технологий (т.е. приспособлений и приборов), но также за счет небольших изменений в поведении потребителей с целью сокращения потребления и потерь воды, а также за счет устранения утечек на стороне потребителя посредством автоматического учета. и программы оповещения об утечках. [18]
Наружное использование
[ редактировать ]Использование воды в жилых помещениях на открытом воздухе включает в себя орошение ландшафта, наполнение и обратную промывку бассейнов, воду, используемую через наружные краны (шланговые нагрудники) для мытья тротуаров и автомобилей, а также другие виды использования воды на открытом воздухе. Годовое использование на открытом воздухе в городах Северной Америки различается в зависимости от климатического региона и варьируется от 13 000 галлонов в Ватерлоо, Канада, до 120 400 галлонов в Скоттсдейле, Аризона. [1] Среднее использование воды на открытом воздухе в девяти городах, включенных в выборку в исследовании Фонда водных исследований , составило 50 500 галлонов на домохозяйство в год или 138 галлонов в день (524 литра в день). Почти 17 процентов домов орошают свои территории сверх теоретической потребности в орошении. Если бы можно было отказаться от избыточного орошения, средний расход воды на открытом воздухе сократился бы на 8200 галлонов на дом, или на 16 процентов.
См. также
[ редактировать ]- Нежилое использование воды в США
- Экономия воды
- Питьевое водоснабжение и канализация в США
- Эффективность использования воды
- Сточные воды
- Использование воды
- Водоснабжение
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м ДеОрео, Уильям Б.; Майер, Питер; Дзигелевский, Бенедикт; Кифер, Джек (2016). Конечное использование воды в жилых домах, Версия 2 . Денвер, Колорадо: Фонд водных исследований .
- ^ «Водные ресурсы: бытовое водопользование» . Геологическая служба США (USGS) . Проверено 3 февраля 2020 г. .
- ^ Дзигелевский, Б.; Опиц, Э.М. (2002). «Глава 5: Анализ потребности в воде». В Мэйсе, Л.В. (ред.). Справочник по городскому водоснабжению . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0071371605 .
- ^ Мопен, Массачусетс; Кенни, Дж. Ф.; Хатсон, СС; Лавлейс, Дж. К.; Барбер, Нидерланды; Линси, Канзас (2014 г.), Оценка использования воды в Соединенных Штатах в 2010 г.: Циркуляр Геологической службы США 1405.
- ^ Дитер, Шерил А.; Мопен, Молли А., Общественное водоснабжение и бытовое водопользование в Соединенных Штатах, 2015: Открытый отчет Геологической службы США за 2017–1131 годы (PDF) , Геологическая служба США, Министерство внутренних дел США.
- ^ Маддаус, Уильям О.; Браун и Колдуэлл (июнь 1984 г.), Проекты по сохранению воды в жилых домах: сводный отчет , Вашингтон, округ Колумбия: Министерство жилищного строительства и городского развития США, Управление разработки политики и исследований.
- ^ Ахер, А.; Чутай, А.; Чандрасекар, Л.; Копернинг, В.; Расс, Л.; Виджапур, Б. (1991), Исследование водосбережения муниципального округа Ист-Бэй, Окленд, Калифорния , Технологический институт Стивенса.
- ^ Дзигелевский, Б; Струс, Калифорния; Хинкли, Р.К. (1993). «Подход конечного использования к оценке экономии воды». Труды AWWA Conserv93 . Лас-Вегас, Невада: Американское общество инженеров-строителей.
- ^ Андерсон, Д.Л.; Малвилл-Фрил, Д.; Неро, WL (1993). «Влияние водосберегающих устройств на характеристики водопользования в жилых домах в Тампе, Флорида». Труды AWWA Conserv93 . Лас-Вегас, Невада: Американское общество инженеров-строителей.
- ^ Майер, П.В.; ДеОрео, Всемирный банк; Опитц, Э.М.; Кифер, Дж. К.; Дэвис, Вайоминг; Дзигелевский, Б.; Нельсон, Дж.О. (1999), Конечное использование воды в жилых домах (PDF) , Денвер, Колорадо: Исследовательский фонд AWWA и Американская ассоциация водопроводных сетей, заархивировано из оригинала (PDF) 27 мая 2014 г.
- ^ ДеОрео, Всемирный банк; Хини, JP; Майер, П. (1996). «Анализ следов потока для оценки использования воды». Журнал AWWA . 88 (1). Американская ассоциация водопроводных предприятий: 79–90. дои : 10.1002/j.1551-8833.1996.tb06487.x .
- ^ Келлер, Джон (апрель 2017 г.), Исследование насыщения неэффективных туалетов в ключевых штатах (PDF) , Международный альянс производителей водосбережения и сантехники
- ^ Барри, Патрик Л.; Филлипс, Тони (2 ноября 2000 г.). «Вода на космической станции» . Наука НАСА . Национальное управление по воздуху и исследованию космического пространства США .
- ^ «Основные критерии продукта для стиральных машин» . Энергетическая звезда . Агентство по охране окружающей среды США.
- ^ «Неделя исправления утечек» . WaterSense . Агентство по охране окружающей среды США.
- ^ «Введение в обнаружение и устранение утечек в домашних условиях» . Альянс за эффективное использование воды (AWE). Архивировано из оригинала 13 марта 2016 года.
- ^ «Самая эффективная звезда Energy Star 2017» . Энергетическая звезда . Агентство по охране окружающей среды США. 2017.
- ^ Конечное использование воды в жилых домах, Версия 2: Исполнительный отчет (PDF) , Фонд водных исследований , апрель 2016 г., ISBN 978-1-60573-236-7