Jak przeprojektować nadchodzącą katastrofę? Oczyszczanie wody za pomocą energii słonecznej

Dobrawa Bies

09 grudnia '21

Projekt „Redesign disaster” zdobył I Nagrodę w kategorii Crisis & Emergency

...

+11

Filip Zieliński z FAV. Office, pokonując 2165 uczestników z 102 krajów, zdobył I Nagrodę w kategorii Crisis & Emergency w 10. edycji międzynarodowego konkursu Roca International Design Contest jumpthegap®. Projekt „Redesign disaster” to specjalny moduł domowy przeznaczony dla społeczności afrykańskich z trudnym dostępem do wody. Projekt Polaka integruje dach z systemem oczyszczania skroplonej wody i deszczówki przy użyciu energii wytwarzanej przez panele słoneczne.

Konkurs jumpthegap® organizowany przez firmę Roca we współpracy z BcD-Barcelona Design Centre proponuje nowe spojrzenie na przyszłość. Jest to przyszłość inspirowana przekrojowymi wyzwaniami określonymi przez ONZ w Programie Zrównoważonego Rozwoju do 2030 roku, w obszarze opieki zdrowotnej i higieny, ochronie planety, poszanowaniu różnorodności oraz równego dostępu do nowości technologicznych. Zgodnie z tą wizją, uczestnicy jumpthegap® zaprezentowali możliwe technologicznie do wykonania projekty wnoszące wartość dodaną z zakresu innowacji i charakteryzujące się różnorodnością, trwałością, ponadczasowością oraz zdolnościami adaptacyjnymi. Aby uwzględnić wszystkie te aspekty zrównoważonego rozwoju związane z przestrzenią łazienki, konkurs podzielono na cztery kategorie: Wellness i zdrowie, [Nie]neutralny projekt, Woda i energia oraz Kryzys i sytuacje nadzwyczajne. W każdej kategorii przyznano trzy nagrody i dodatkowo nagrodę specjalną „Best of the Best” za najlepszy projekt.

projekt „Redesign disaster”, wizualizacja prototypu

Do konkursów zgłosiło się aż 2165 uczestników z 102 krajów. Wszystkie nadesłane projekty oceniało jury składające się z uznanych profesjonalistów pod kierownictwem japońskiego architekta i zdobywcy nagrody Pritzkera w 2014 roku Shigeru Bana, a także członków: Somi Kima (dyrektora ds. rozwiązań prozdrowotnych w Johnson & Johnson (J&J) Design), Paula Priestmana (projektanta, prezesa PriestmanGoode), Andreę Trimarchi i Simone Farresin (założycieli studia projektowego Formafantasma), Deborahę Seward (dyrektor Centrum Informacji Regionalnej ONZ w Belgii), Mariana Amatullo (Prezesa Cumulus International Association of Universities and Colleges of Art, Design and Media), Isabelę Roig (Dyrektor Wykonawczą BcD Barcelona Design Centre i World Design Weeks) oraz Marca Viardota (Dyrektora Marketingu i Projektów Grupy Roca).

grafika ukazująca jakość wody w Afryce

I Nagroda dla Polaka w kategorii Crisis & Emergency

Pośród wszystkich prac jury nagrodziło trzech projektantów z Polski. Trzecią nagrodę w kategorii [Nie]neutralny projekt otrzymał Łukasz Paszkowski za „Mist brush”. Drugą nagrodę w kategorii Woda i energia zdobyła Kamila Pawlak za „Projekt inteligentnej umywalki z sygnalizacją poziomu zużycia wody”. Natomiast I Nagrodę w wysokości 2 tys. euro w kategorii Kryzys i sytuacje nadzwyczajne otrzymał Filip Zieliński z FAV.Office za projekt „Redesign disaster”.

przeprojektowanie katastrofy

Głównym założeniem projektu Filipa Zielińskiego jest poprawa warunków życia społeczności zamieszkujących rozwijające się obszary Afryki Wschodniej poprzez stworzenie niezależnego, samowystarczalnego, a co najważniejsze, przystępnego cenowo systemu oczyszczania wody. Społeczności te zmagają się z niską jakością wody, która jest przyczyną wielu chorób i zgonów. WHO szacuje, że ponad miliard ludzi na całym świecie ma ograniczony lub brak dostępu do czystej wody pitnej, a większość z nich pochodzi z obszarów wiejskich, gdzie niska gęstość zaludnienia utrudnia budowę typowych sieci wodociągowych.

grafika ukazująca dostęp do wody w Mozambiku

Dla przykładu, wielu Mozambijczyków używa niehigienicznej wody. UNICEF informuje, że tylko połowa populacji kraju ma dostęp do wody pitnej. Średnia długość życia w Mozambiku jest o 20 lat krótsza niż w krajach rozwiniętych, takich jak np. USA, co jest spowodowane głównie chorobami zakaźnymi, które rozprzestrzeniają się poprzez zanieczyszczoną wodę¹. Osiągnięcie zakładanych przez państwa członkowskie ONZ celów w tak krótkim czasie nie będzie łatwe. Zapewnienie czystej wody społecznościom wiejskim bez dostępu do ogólnodostępnych sieci sanitarnych ma kluczowe znaczenie. W tym przypadku potrzebny jest system, który skutecznie oczyści zanieczyszczoną wodę, jadnak, mając na uwadze sytuację społeczno-gospodarczą rozpatrywanego regionu, musi on opierać się na stosunkowo prostej technologii i być tak tani, jak to możliwe — mówi Filip Zieliński.

projekt „Redesign disaster” wykorzystuje energię słoneczną do oczyszczania wody

oczyszczanie wody dzięki energii słonecznej

Aby zapewnić dostępności czystej wody w najmniej zurbanizowanych obszarach, architekt zaprojektował system wykorzystujący energię słoneczną do oczyszczania dowolnego rodzaju wody wprowadzonej do obiegu. Jak twierdzi autor powszechnie znane, proste rozwiązania wykorzystujące energię słoneczną są zazwyczaj projektowane jako niewielkie, pojedyncze moduły służące tylko jednostkom, a ich wydajność jest zwykle niska. Wykorzystanie takich modułów w celu dostarczenia wody dla większej ilości osób jest nieekonomiczne. W projekcie „Redesign disaster” jako część systemu zaadaptowana została ulepszona koncepcję destylatora słonecznego, który na dachu obiektu oczyszcza wodę wykorzystywaną do wszystkich podstawowych potrzeb życiowych.

dzienne zużycie wody wg. The Water Research Foundation

ilość zużywanej wody dziennie

The Water Research Foundation z Kapsztadu w 2016 roku opracowała dla mieszkańców przewodnik opisujący, jak efektywnie korzystać z 50 litrów wody dziennie, aby wystarczyło jej na zaspokojenie wszystkich ludzkich potrzeb życiowych. Ponadto, badania mówią, że stosując się do dodatkowych zaleceń dotyczących wydajności oraz wykorzystania szarej wody, można ilość potrzebnej wody zredukować do 32 litrów dziennie. W większości afrykańskich obszarów wiejskich ludzie zużywają średnio tylko 20 do 30 litrów wody, a na najbardziej odosobnionych obszarach nie więcej niż 4 litry dziennie, co wystarcza jedynie do picia. 20 litrów to ilość wody, która przelatuje przez typową baterię prysznicową w ciągu 2 minut. Dla porównania w Europie ludzie zużywają od 100 do 200 litrów czystej wody na osobę na dzień². Konsumpcja wody to nie tylko jej spożywanie, ale także branie prysznica, gotowanie, spłukiwanie oraz inne potrzeby domowe, jak na przykład sprzątanie. 20 metrów kwadratowych przedstawionego systemu w projektowanych warunkach nasłonecznienia, jest wstanie oczyścić 160 litrów wody na dzień, co powinno wystarczyć dla zaspokojenia podstawowych potrzeb życiowych typowej lokalnej, pięcioosobowej rodziny — tłumaczy autor.

projekt „Redesign disaster”, prototyp w skali 1:1

prosty system oczyszczający wodę

Zaprojektowany system naśladuje naturalny proces parowania i kondensacji, jednak został on zamknięty w szczelnym środowisku. W procesie parowania unoszą się jedynie cząsteczki wody, dlatego odparowana woda jest czysta, nie zawiera niebezpiecznych cząstek oraz metali i nadaje się do bezpośredniego spożycia.

Cały system składa się ze zbiorników, filtrów piaskowych, kilku pomp oraz destylatorów słonecznych. Technologia jest prosta — zamiast podgrzewać cały zbiornik wody (jak to się dzieje w typowych destylatorach słonecznych), prototyp skupia energię słoneczną tylko na górnej powierzchni wody, natomiast pozostała część jest odizolowana termicznie za pomocą bloku polistyrenowego.

Z racji tego, że tylko górna warstwa wody jest podgrzewana, proces parowania jest szybszy i wykorzystanie energii słonecznej jest znacznie efektywniejsze. Prototyp systemu o wielkości dwóch metrów kwadratowych w skali 1:1 został zbudowany i przetestowany w Polsce. Wyniki przeprowadzonych badań są obiecujące i stanowią mocny fundament do dalszego rozwoju projektu — mówi Filip Zieliński.

autor stworzył także moduł, który może pełnić funkcję m.in. domu

obiekt dopasowany do lokalnej architektury

Projektant, mając na uwadze charakterystyczną architekturę regionu Afryki Wschodniej, przystosował system do obiektu, który w swojej formie i skali wpisuje się w ramy lokalnej architektury wernakularnej. Konstrukcja modułowa pozwala na wykorzystanie go jako domu dla wieloosobowej rodziny lub w konfiguracji kilkumodułowej, jako obiektów publicznych, jak na przykład ogólnodostępne łazienki, miejsca spotkań, sklepy czy budynki edukacyjne.

Zaprojektowana forma dachu pozwala na najefektywniejsze wykorzystanie go do produkcji czystej wody w przedstawionym systemie. Poza funkcją oczyszczania wody, dach zbiera wodę deszczową i zacienia ściany, znacznie spowalniając nagrzewanie się wnętrza. Ponadto, dach został dodatkowo podniesiony ponad górną krawędź przegrody, aby poprawić naturalną wentylację budynku. Podobnie jak system oczyszczania wody, obiekt został zaprojektowany wyłącznie z lokalnie dostępnych materiałów w oparciu o powszechnie stosowane techniki budowania.

projekt wpisuje się w lokalną architekturę wernakularną

Przedstawione rozwiązanie nie tylko nie wymaga budowy dodatkowej infrastruktury poza obiektem, ale ma szansę na rozwój i szerokie wykorzystanie w najmniej zurbanizowanych obszarach — często zamieszkanych przez znaczną część populacji regionu. System może przyczynić się do powstania obiektów z czystą wodą, ale co najważniejsze — sprawić, że ludzie z niej korzystający poczują się bezpiecznie. Możliwość podstawowej higieny, dezynfekcji i konsumpcji może zostać rozpowszechniona we wszystkich aspektach życia codziennego. System może być łatwo zaadaptowany w dowolnym regionie o podobnych warunkach promieniowania słonecznego. Rozwijanie i szukanie nowych samowystarczalnych systemów powinno być powszechną praktyką, ponieważ tylko one dają realną szansę na osiągnięcie zakładanych celów, a co za tym idzie szybką poprawę warunków życia wszystkich ludzi zamieszkujących naszą planetę — podsumowuje Filip Zieliński.