雾阵雨:可持续的颓废?

2020-05-30 17:41:27

在一个没有化石燃料的世界里,每天的阵雨将很难持续。雾淋浴,一项令人满意但被遗忘的技术,只需很少的水和能源,可能是一个解决方案。设计师乔纳斯·格尔根(Jonas Görgen)开发了一款自己动手的套件,可以将几乎所有的淋浴转换为雾淋浴,并给我寄了一个来试用。

在气候变化的背景下,淋浴并没有得到太多的关注。然而,就像飞机、汽车和供暖系统一样,它已经成为一种非常浪费和碳密集型的方式来满足基本需求:清洗身体。每天,我们中的许多人都会把大约70升热水倒在我们的身体上,以保持“干净”。

这种做法需要两种稀缺资源:水和能源。人们对淋浴的高耗水量给予了更多的关注,但能源使用也同样存在问题。热水生产在许多家庭(仅次于取暖)的能源使用中占第二大比重,其中大部分用于淋浴。水处理和分配也使用了大量的清洁能源。

与用于空间取暖的能源在过去几十年中有所下降相比,家庭用于热水的能源一直在稳步增长。其中一个原因是,人们洗澡的时间更长、频率更高,而且使用的淋浴喷头功率越来越大。例如,在荷兰,从1992年到2016年,每天的淋浴频率从0.69次增加到0.72次,淋浴时长从8.2分钟增加到8.9分钟,平均水流量从每分钟7.5升增加到8.6升。1个。

在许多工业社会,现在每天至少洗澡一次是很普遍的。

总体而言,2016年荷兰人均每天洗澡用水量为50.2升,而1992年“仅”为39.5升。这是一个保守的计算:这些数据不包括在户外洗澡,例如在健身房洗澡。研究表明,在许多工业社会,特别是在年轻人中,现在每天至少洗澡一次是很普遍的。2 3 4。

以荷兰为例,我们来看看每天热水淋浴的能源消耗和碳排放。将76.5升水(8.9分钟x 8.6升/分钟)从18摄氏度加热到38摄氏度需要2.1千瓦时(KWh)的能源。根据能源(燃气、电力)、电网的碳强度(美国/欧盟)或燃气锅炉的效率(新/旧),平均淋浴产生的二氧化碳排放量为0.462-0.921公斤。5如果我们将其与相对省油的汽车(130 gCO2/km)的碳排放进行比较,一个典型淋浴的排放量相当于行驶3.5-7公里,这一结果忽略了水处理和配电所需的能源成本。

原则上,淋浴的能源可以由可再生能源产生。然而,如果80亿人每天洗澡,每年的总能耗将为6132太瓦时(TWh)。这是2017年全球风力涡轮机发电量(745太瓦时)的8倍。世界上所有(目前的)风力涡轮机只能为10亿人提供“可持续”的每日淋浴。此外,使用可再生能源并不能降低日常淋浴的用水量。需要明确的是,可再生能源是解决方案的一部分-太阳能锅炉、生物质、发热风车-但我们还需要关注后碳时代世界中洗涤的需求方面。

自20世纪90年代初以来,低流量淋浴喷头提供了一种更省水、更节能的淋浴方式。这些淋浴喷头每分钟使用4到9升水,大约是正常淋浴流量(每分钟10到15升)的一半。2016年,几乎一半的荷兰家庭安装了低流量淋浴喷头,但正如我们所看到的,自20世纪90年代以来,平均淋浴流量一直在增加,而不是减少。

这是因为其他荷兰人已经升级为雨水淋浴,这种淋浴的水流量约为每分钟25升-是普通淋浴喷头的两倍,是低流量淋浴喷头的三倍。8.9分钟的阵雨需要222升水和6.3千瓦时的能量来加热。碳足迹相当于14.3-21.3公里的汽车行驶里程。

这可能会让一些年轻读者感到震惊,但就在50年前,工业社会的大多数人根本不洗澡。安装在浴缸上方的壁挂式淋浴装置直到20世纪70年代才开始普及,而专用淋浴间直到20世纪80年代和90年代才成为新家庭的固定设施。2 3 4在淋浴到来之前,人们每周洗一次(或几次)澡,其间他们用毛巾在水槽边洗澡(所谓的水槽洗澡、鸟浴或海绵浴)。

每天一次淋浴的每周用水量和能耗很快就超过了一周一次、两次甚至三次洗澡的用水量和能耗。

淋浴经常被认为是比浴缸更可持续的选择,因为据说后者用的水更多。然而,每天一次淋浴的每周用水量和能耗很快就超过了一周一次、两次甚至三次洗澡的用水量和能耗。2海绵沐浴更加节水节能:大约两升水就足以清洁,水甚至可能很冷,因为不是整个身体都同时湿润的。

环保组织、自来水公司和市政当局鼓励工业社会的人们缩短淋浴时间,使用低流量淋浴喷头,并安装节能水锅炉。还有一些影响能源和/或水使用的因素,这些机构不敢质疑:淋浴频率、水温(“洗冷水澡”),或者淋浴本身-从来没有人认为海绵洗澡就足够了。显然,今天每天的热水淋浴不被视为一种奢侈品,而是一种基本的生活必需品。

然而,淋浴不仅仅是清洗身体。一个完全专注于清洁身体的淋浴--所谓的海军淋浴或海上淋浴--只需要很少的时间、能量和水。海军淋浴包括30秒的淋浴来湿润身体,在水关闭时用肥皂擦拭身体,然后再用30秒的淋浴来冲洗肥皂水。

假设平均水流,一个(热的)海军淋浴只消耗8.3升水和0.2千瓦时的能量。每天洗一次海绵浴会有更低的用水量和能源消耗。每天洗9分钟的热水澡绝不是基本的必需品:这是一种款待。自20世纪90年代以来,每天淋浴在广告中被描绘成一种放松、缓解压力和感官愉悦的手段。2 4

使用淋浴来自娱自乐似乎与大幅减少用水量和能源消耗是不相容的。然而,有一种技术可能就能做到这一点:雾淋浴。雾淋浴会将水雾化成非常细的水滴(小于10微米),这会大大减少水流。巴克明斯特·富勒在1936年发明了第一个喷雾器,作为他的Dymaxion浴室的一部分(他称它为“雾枪”)。这个想法在20世纪70年代再次被采纳,当时进行了几次雾化洗手和洗澡的试验和实验。

美国宇航局开发了一种带有手持式可移动喷嘴的雾淋浴,该喷嘴结合了一个连接到软管上的开关拇指控制的水阀。9分钟淋浴的平均用水量为2.2升,相当于每分钟只有0.24升的水流量。6加拿大最低限度住房小组开发和测试了几个雾阵雨,获得了每分钟0.33升水的流速。7.在这两种情况下,对皮肤上细菌的拭子测试显示,雾淋浴对身体的清洁程度与同等持续时间的“正常”淋浴一样--用水量减少了30至40倍。

乔纳斯·格尔根(Jonas Görgen)是一名年轻设计师,2019年毕业于埃因霍温设计学院(Design Academy Eindhoven),他对雾淋浴的历史着迷,并决定自己建造一个。与早先的雾阵雨相比,格尔根在两个重要方面改进了这一概念。首先,他开发了一种工具包,几乎可以很轻松地将几乎任何淋浴变成薄雾淋浴。其次,与早先的实验不同,他的雾淋浴使用的不是一个喷嘴,而是三到六个喷嘴。这就把一个功能齐全但非常基础的雾淋浴(只用一个喷嘴),变成了一种愉悦的体验,感觉就像“正常”的淋浴一样舒适、令人神清气爽。

Jonas寄给我的工具包包含六个喷嘴、一些连接器和分隔器、一些柔性塑料管(“随意切割到任何长度”)和一些铜线(“将喷嘴固定并固定在正确的位置”)。我在不到20分钟的时间里安装了一个五个喷嘴的喷雾淋浴,虽然结果不会赢得设计奖(事实上,乔纳斯为他的毕业设计建造了一个更漂亮的喷雾淋浴),但作为一个自己动手的淋浴黑客,它简直是太棒了。

用五个喷嘴,我测量到的水流是每分钟两升,比我现在已经过时的淋浴喷头少了五分之一。

在我的设置中,有四个喷嘴是固定的(一个对准头部,一个对准后面,两个对准臀部),而一个是灵活的,可以在需要的地方对准-就像NASA的实验一样。使用多个喷嘴增加了水流量,但节水仍然非常显著。

对于五个喷嘴,我测量的水流量是每分钟2升,比我现在过时的淋浴喷头(每分钟10升)少了5倍,比雨水淋浴的流量少12.5。不费吹灰之力就能省下这么大一笔钱,这是不寻常的。乔纳斯在谈到他的淋浴时写道,“这并不是像20世纪70年代的研究论文中有时提出的那样,在舒适方面都是一种妥协”,我完全同意这一点。这种不同显然是因为早先的雾阵雨只使用了一个喷嘴。

雾淋浴节省的能源比节约的水要少。那是因为雾阵雨需要更高的水温。水的表面积增加减少了用水量,但也使热量在空气中溶解得更快。即使来自水龙头的水处于最高温度(通常是60摄氏度,已经稍微热到摸不着了),当你把身体放在离开口处越远的地方,喷嘴喷洒的水很快就会失去温度。诀窍是将喷嘴放置在紧密围绕身体的位置。我用铁丝和一些胶带做到了这一点,但还有更优雅的方式。

我发现50摄氏度左右的水温对于热舒适来说已经足够了,但冬天的雾淋浴可能需要更高的水温,所以让我们假设60度的值来计算我的5个喷嘴的雾淋浴的能耗。以每分钟2升的流速计算,8.9分钟的淋浴消耗17.8升水。将这个体积的水从18度加热到60度需要1.04千瓦时。这是荷兰平均淋浴能耗(2.1千瓦时)的一半,比雨水淋浴的能耗(6.3千瓦时)低6倍。

通过在封闭的舱室中淋浴,可以进一步减少薄雾淋浴的能源消耗,这样可以在较低的水温下增加热舒适性。在冬天增加热舒适性的另一个诀窍是稍微打开喷嘴,这样水的表面积就会减少。这增加了用水量,但减少了热量损失。这取决于个人根据当地的实际情况在节能或节水之间找到平衡。

人们经常反对节水淋浴喷头的一个论点是,人们通过延长淋浴时间来补偿较低的水流。反对薄雾淋浴也有类似的观点,因为使用薄雾会增加冲洗肥皂水身体所需的时间。然而,8.9分钟的薄雾淋浴提供了充足的时间来去掉肥皂和洗发水。在NASA的实验中,所有的测试对象都设法在9分钟内洗净和冲洗,只用了软管上的一个喷嘴。洗长发更有问题,但在这种情况下,可以通过稍微打开喷嘴,增加水流来解决这个问题。

与“普通”淋浴相比,五喷嘴喷雾淋浴提供了显著的节水和节能效果,而且不会牺牲舒适性。然而,这是否足够可持续呢?如果80亿人使用五个喷嘴的喷雾淋浴,那么世界上所有的风力涡轮机仍然只能为20亿人提供每天的热淋浴。而且,与海军一分钟的淋浴相比-完全专注于效率,而不是舒适性-能源使用量高出五倍,用水量高出一倍。那么,让我们看看当我们减少喷嘴的数量时,仍然假设平均淋浴频率和持续时间会发生什么。

三个喷嘴-流速约为每分钟一升水-是提供热水淋浴舒适性的最低要求。

我发现三个喷嘴-流速大约是每分钟一升水-是提供热水淋浴舒适性的最低要求。这将使8.9分钟雾淋浴的用水量降至8.9升,相当于海军一分钟淋浴的用水量。能源消耗将下降到0.52kWh,比海军淋浴高出两到三倍。这将为40亿人提供风能每日热水淋浴,这意味着如果我们将淋浴持续时间减半(从8.9分钟减少到4.5分钟)或减少淋浴频率(每两天一次),全球人口就可以仅使用风能进行清洁和纵容。

如果我们放弃舒适,简单地用尽可能少的能量和水来清洁,我们就可以只用一个喷嘴来喷雾淋浴,就像70年代一样。我只用一个喷嘴测得水流量为每分钟0.3L,这意味着8.9min的薄雾淋浴只需要2.67L的水和0.156千瓦时的能量。因此,雾淋浴的资源使用量相当于海绵淋浴的资源使用量,而且明显低于海军一分钟淋浴的资源使用量。世界上所有的风力涡轮机都可以为大约150亿人提供每天8.9分钟的热雾淋浴。

如果使用15个以上的喷嘴,雾淋浴的能耗要高于传统的喷雾淋浴。

相反,随着喷嘴的增加,雾淋浴的用水量会迅速增加,尤其是能源的使用量也会迅速增加。有了20个喷嘴,用水量仍然低于平均淋浴的用水量(每分钟6-7升和8.3升),但能耗已经更高了:3.1千瓦时,而不是2.1千瓦时。使用10个喷嘴-例如,参见商业上可用的Nebia Spa淋浴-用水量仍然非常低,仅为每分钟3升,但与普通淋浴相比,能耗仅低25%(1.45vs.2.1kWh)。根据定义,雾淋浴并不是低能产品。这取决于我们如何使用它们。

只有一个到三个喷嘴的喷雾淋浴有一个问题:现代的水锅炉不会被低于每分钟1升水的流速触发,这意味着只有冷雾才会出来。这不是一个根本问题-从技术上讲,制造加热少量水的水锅炉是可能的-它给我们带来了雾淋浴的另一个潜在优势:它对浴室的影响。

现代淋浴并不是一种独立的设备。它插入了几个基础设施网络,如供水、下水道网络和电网或天然气基础设施。相比之下,虽然薄雾淋浴可以插入到相同的基础设施中,但它也可以在没有它们的情况下运行,进一步减少了对资源的使用。

现代的水锅炉不会因为流速低于每分钟1升水而触发,这意味着只有冷雾才会出来。

首先,改用雾淋浴将使使用小得多、功率小得多的水锅炉成为可能,这些锅炉可以由当地的太阳能或风能系统供电,这些系统比传统水锅炉所需的系统更小、更便宜。有了最小的雾阵雨,人们甚至可以质疑是否需要一个热水器。水量如此之少(2.67升),可以在火上加热-就像过去几天一样。

其次,因为它的用水量很高,所以传统的淋浴需要连接到排水口。雾淋浴排放的水要少得多,这使得它可以将淋浴从管道上取下,并在现场处理水,例如冲厕所,给植物浇水,或者清洁人行道。第三,浴室的供水也不是严格必要的:可以在其他地方装满一个小容器,然后带到第二个浴室。

加拿大在20世纪70年代的实验导致了这样一种便携式雾雨。这些水被储存在一个连接到自行车泵上的大众车窗清洗储水池中,以对水进行加压。2.5升的水是用自行车泵大约20次冲程加压的。7简而言之,如果我们改用薄雾,使现代淋浴成为可能的基础设施可以缩小和简化,以至于即使在城市环境下,浴室也可以脱离电网和管道,进一步减少水和能源的使用。同样的方法也可以应用于洗手和洗碗。

乔纳斯·格尔根(Jonas Görgen)的雾淋浴还没有出售,但如果你感兴趣的话,可以让他知道。2019年10月19日至27日,荷兰埃因霍温设计周上展出雾淋浴。

请注意,所有淋浴都有军团菌风险。雾雨中较小的水滴在空气中停留的时间更长,这增加了吸入的风险。因此,采取基本的预防措施是很重要的。

查看a)淋浴的长度,b)使用的水量,以及c)用于加热热水的能量…。

我发现,一旦室外开始降温,我更倾向于洗更长时间、更热的淋浴。在更热的阵雨中徘徊让我感到温暖。

它在冬天也会让我的皮肤非常干燥,导致我寻找自私的方法来洗一个更短、更凉爽的淋浴。

我对浴室里的水蒸气/冷凝/湿气,以及对我家的任何有害影响也有些偏执。(模具等)。

后者让我稍作停顿,下了一场薄雾阵雨。水雾化得越多,就会有越多的水停留在空气中,沉降在表面上,而不是流入下水道。

至于长度和水温因素,我发现,通过提前打开陶瓷风扇空间加热器,将浴室加热到比恒温器温度更高的温度,可以为我做很多事情:

它使浴室里的空气变干,导致窗户、镜子等上的凝结较少。

它把我放在一个温暖的空间里,在那里我可以轻松地将淋浴温度调低,进出也更快。

这种方法让我想起了我在Low-Tech Magazine上遇到的最早的帖子之一,概述了局部供暖选项,这些选项加热一个人周围的紧邻空间,而不是建筑结构中的整个可用空间。

将低流量的淋浴喷头或薄雾淋浴与温暖的浴室相结合可能会更有效率,尽管我对薄雾淋浴对结构的长期影响持保留态度。我发现取暖淋浴所在的环境也有很大帮助。

我预测,子孙后代将不会羡慕自我放纵,而是会对缺乏对他人的同情心感到厌恶。

雾阵雨看起来像是一条前进的道路。有一个一致的视角和前进道路的来源是令人耳目一新的,而不仅仅是在上面贴上“绿色”或“可回收”这个词,这样他们就可以卖得更多。

朗读。

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