Sanctuary sink to toilet greywater system/zh
加州州立理工大学洪堡分校的工程 215 设计入门课程介绍了由 Team Greenlight 在加州阿克塔的 Sanctuary 创建的厕所到水槽灰水系统。
阿卡塔的 Santuary 提出了一种设计方案，可以回收灰水，以减少冲入马桶的淡水。Greenlight 团队的目标是设计一个美观的水槽到马桶灰水系统，该系统将有效地重复使用洗手水，将其引导到马桶中。淡水从马桶水箱重新引导到水槽用于洗手，这减少了卫生间的总用水量。洗手后流入水槽排水口的灰水流入马桶，用于将马桶中的废物冲入下水道。水槽和马桶相邻放置，与更常见的水槽马桶系统相比，该设计独一无二，在水槽马桶系统中，水槽取代了马桶背面的盖子。该马桶到水槽灰水系统由加州州立理工大学洪堡分校工程 215 设计入门课程的 Greenlight 团队于 2016 年秋季实施，由 Lonny Grafman 教授，资金由 The Sanctuary 和 HSU 学生提供。本页还将讨论背景和后续步骤。
背景
马桶到水槽灰水系统是 Team Greenlight 于 2016 年秋季为其客户 Sanctuary（位于加利福尼亚州阿克塔）在男浴室实施的系统。Team Greenlight 成员包括Chris Alvaro、Jocelyn Barber、Margaret Koval和Gilbert Ordaz。Sanctuary是一个非营利组织，通过重复使用日常资源和物品来推广绿色技术、艺术、社区参与和可持续生活。Sanctuary 的目标是改造一间可以减少淡水使用的浴室，同时鼓励用户继续减少 Sanctuary 外的个人淡水使用量。
问题陈述和标准
该庇护所希望通过减少淡水使用量来改善以前的浴室，同时鼓励用户减少卫生间外的淡水使用量。
标准
下表 1 列出的标准包括最终设计标准的约束。这有助于通过排除不符合标准的解决方案来决定设计解决方案。
| 标准 | 按重要性排序的约束 |
|---|---|
| 安全 | 设计必须能够正常运作，而不会对用户造成任何安全隐患 |
| 灵感 | 设计必须通过使用标牌和艺术来激励用户减少清洁水的使用。 |
| 成本 | 该团队为该项目设定的最高预算为 100 美元 |
| 环境影响 | 新的厕所和设计应该会减少水费。 |
| 轻松访问 | 该设计必须适合一般九岁儿童的操作，这是客户期望的最低年龄组。 |
| 美学 | 该设计必须比以前的厕所看起来更好。 |
| 管道维护方便 | 设计中的任何堵塞或泄漏都必须能够由具有有限管道知识的普通人员在每年不到 20 分钟的时间内修复。 |
最终项目描述
图 1：拆除隔间墙之前的设计
图 2：可见 PVC 管的完整设计视图
图 3：聚氯乙烯 (PVC) 管道
图 4：连接到马桶水箱溢流填充管的乙烯基管
图 5：连接到水槽供水系统的乙烯管
图 6：水槽至马桶水流示意图
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图 1 显示了改造过程开始前的卫生间。图 2 所示的马桶到水槽灰水系统旨在节省上完厕所后洗手时使用的水量。该设计使用聚氯乙烯 (PVC) 管道（如图 2 和图 3 所示）将排水重新引导到溢流管上，以便用过的肥皂水直接流入马桶。该设计的工作原理是使用图 5 所示的乙烯基管将马桶水箱的溢流填充管（如图 4 所示）与水槽的热水供应管连接起来。根据疾病控制和预防中心 (CDC) 的建议，当马桶冲水时，水槽的水流大约 40 秒，这是 20 秒的两倍。与标准的马桶到水槽组合不同，水槽和马桶的放置方式与普通浴室相同，而不是用水槽代替水箱顶部。
海报
以下是 Greenlight 团队制作的最终海报
如何使用
水槽到马桶的设计始于马桶的初次冲水。与任何马桶一样，挡板被抬起，水通过冲水阀进入马桶。在任何普通冲水过程中，溢流入口管都直接位于溢流管上方，但由于它被重新定向到水槽的水龙头，因此淡水可用于洗手 40 秒。最后，水流经 PVC 管，直接流入溢流管，最后马桶里装满了洗手产生的灰水。下面的视频展示了该设计的工作原理。
成本
整个设计所使用的工具和材料如表2所示。
| 数量 | 材料 | 地点 | 全价（$） |
|---|---|---|---|
| 总成本 | 82.60 美元 | ||
| 5 | PVC 管道 | 王牌五金 | 9.90 |
| 1 | PVC 管 | 王牌五金 | 2.00 |
| 1 | 螺母/螺栓 | ACE 硬件 | 4.00 |
| 1 | 石工锯锯片 | ACE 硬件 | 30.00 |
| 1 | 砌体博世刀片 | ACE 硬件 | 10.00 |
| 1 | 石工角磨刀片 | ACE 硬件 | 10.00 |
| 1 | 水槽排水 | ACE 硬件 | 17.00 |
| 1 | 角磨机 | 由庇护所捐赠 | 0.00 |
| 1 | 钢锯 | 由庇护所捐赠 | 0.00 |
| 1 | 杂项工具 | 由庇护所捐赠 | 0.00 |
如何构建
首先，关闭位于设备下方并固定在墙上的水槽和马桶的供水阀。接下来，用乙烯基管替换通向马桶水箱溢流管的注水管。该乙烯基管应连接到水槽下方，通常热水管线就连接在那里。可能需要一些夹子来确保管道防水。完成此操作后，马桶冲水时部分淡水应流过水槽，同时，主注水阀会像任何马桶一样注满马桶水箱。最后，为了重复使用从水槽水龙头流出的水，水会顺着水槽排水管流入一系列 PVC 管。管道布置时有足够的落差，以允许水流回马桶水箱并流入溢流管，如最初设计的那样，最后从边缘孔流入马桶。
建造水槽到马桶
关闭马桶和水槽的供水，测试水以确保水不再流动。接下来，用从马桶连接到水槽供水的乙烯基管替换溢流填充管，并使用夹子使其防水。图中未显示的是新的改造，其中安装了止回阀代替水槽的热水供应，该止回阀将乙烯基管从填充阀连接到水槽。当水槽中的冷水旋钮打开时，此止回阀可防止水回流到填充阀。
供水- 乙烯基管道取代马桶水箱溢流填充管。
- 连接至水槽供水系统的乙烯基管道
使用庇护所捐赠的角磨机，在马桶水箱背面进行方形切割。佩戴安全面罩，以免因用石工锯片磨瓷而损伤肺部。方形切割的尺寸刚好足以让 PVC 管道适合，而无需掀起马桶水箱盖。
打磨马桶水箱外部
完成的方形切割
下一步是重新布置水槽的排水管（本例中为 PVC 管），以便将水槽水流引导至位于马桶水箱中的溢流管。这样，用过的肥皂灰水就可以直接流入马桶。
- PVC 管重新排列
马桶水箱溢流管中的 PVC 管，带排水口
最后，可以应用设计的美学。在这种情况下，绘制了一幅洪堡湾和当地河流的壁画。然后对胶合板进行底漆处理、切割和涂漆，以描绘并直观地展示设计的工作原理。
壁画特写
整幅壁画
马桶和水槽的设计描绘。
维护
该设计需要像任何其他家用电器一样进行维护。为了维护这种设计，必须考虑任何堵塞或有害化学物质。为了防止堵塞物和有害化学物质流入下水道，墙上挂着标语，上面写着不要将任何有害化学物质倒入水槽。此外，还有两个排水口，以防有人倒入食物或大颗粒，这些可能会堵塞管道。每周应将醋等清洁产品倒入水槽排水口，以防止 PVC 管道内形成任何空洞。排水口应每周清洁一次。最后，如果发生泄漏，如果发生堵塞，可以轻松拆除 PVC 管道，并且可以以相对较低的价格（通常约为 15.00 美元）进行清洁或更换。
维护时间表
- 日常的
- 必须确保没有有害化学物质倒入水槽，并且水旋钮始终打开
- 每周
- 为了防止堵塞或细菌积聚，每周都会倒入醋来清除 PVC 管道中的任何空腔
- 每年
- 购买清洁用品和可能的疏通器来疏通管道。
- 每 5 年
- 更换墙上的标牌和艺术品，因为此时油漆可能会褪色
故障排除
这只是解决基本操作故障的方法。对于复杂问题，请在线研究常见的卫生间管道解决方案。
| 问题 | 建议 |
|---|---|
| 水不会流过溢流管 | 检查 PVC 管是否有堵塞。 |
| 冲水时水不流 | 确保水手柄已打开。 |
| 管道漏水 | 更换管道或确保管道正确连接和密封。 |
最终解决方案
马桶到水槽灰水系统是一个循环系统，因为淡水从马桶流到水槽，然后灰水从水槽流到马桶。这个循环系统的启动是通过冲洗马桶来实现的。冲洗会抬起挡板，将水箱中的水排入马桶。从墙壁到马桶的供水管（即阿卡塔的城市用水）会填满位于马桶水箱中的注水阀。注水阀随后将水送至进水管，然后流入 PVC 乙烯基管、止回阀连接处，并从水龙头流出。水龙头中的水随后顺着水槽排水管流入 PVC 管。水流过 PVC 管，从钩管连接处流出，进入溢流管。水流过溢流管，流过马桶上的边缘孔。然后水从边缘孔流出，进入马桶，留在那里供下一个人在下次冲洗时使用。
马桶中始终会有灰水，而淡水则留在马桶水箱的后部。水箱中的水通过来自墙壁的供水管注入城市自来水。水箱后部始终有干净的城市自来水。水槽将始终通过进水阀（来自水箱的水源）或连接到水槽的热水供应管获得干净的城市自来水。马桶中始终会有灰水，这些灰水来自从水槽排水管流出并流入溢流管的水。冲马桶时，马桶中的灰水会与人类排泄物一起顺着马桶排水管流入下水道。马桶水箱中的水在冲水过程中也会冲洗马桶，因为这些水顺着水箱后部的挡板排水管流入马桶，通过边缘孔流入马桶，然后顺着马桶排水管流入下水道。当挡板再次关闭，浮球随自来水上升，自来水重新注入马桶水箱后部时，溢流管中的灰水便会流回马桶，并留在那里，直到下一个人使用。
文档
测试结果
结果表明，用户最初很难理解该系统。测试证明，必须有标识和其他调整来解释设计的工作原理，并使其使用起来更简单。问题是用户会关闭热水阀，从而切断通往马桶的水流，这违背了设计的目的。为了解决这个问题，热水阀故意卡在开启位置，这样就无法关闭，并在水槽上方放置标识来告知用户。此外，许多人不明白马桶冲水时的工作原理。因此，在如何构建部分中展示了水槽和马桶的切口，以帮助用户更好地理解水流的过程，因为画出了水流入和流出马桶和水槽的图案。
在热水阀永久密封在开启位置并安装壁画和标志后，人们喜欢上了这种设计。最初，从马桶到水槽的管道分散了用户的注意力。安装了一个架子来隐藏管道，这也让人们喜欢上了这种设计。事实证明，隐藏管道是一个更好的决定，因为更多的人在洗手时不会感到那么恶心。此外，壁画展示了来自 Mad River 的干净水如何提供干净的洗手水，人们更倾向于使用安装的系统洗手。
用户关心的最后一个问题是，如果有人将较大的物质或食物倒入下水道，如何减少马桶堵塞。通过在水槽排水管和溢流管中安装排水挡板，可以解决这个问题。如果有东西越过水槽排水挡板，溢流管中的辅助挡板将防止马桶系统本身在排水口边缘孔内堵塞。
讨论和后续步骤
这种设计的成功可以为 Sanctuary 带来更多选择。Sanctuary 可以尝试让马桶水箱和马桶一起充满灰水。
下一步将对女厕所采用同样的实施方式。
2019 年 9 月更新
这个水槽到马桶的灰水系统仍在 The Sanctuary 运行。尽管该系统的某些方面可能让用户感到困惑，但有三个不同的标志可以帮助解释如何正确使用水槽和马桶。我们在跟进 Katie Belknap 时注意到的一个问题是，用户会在冲水后打开水槽，并在寻求帮助时让它保持运行。浴室墙上的壁画可以帮助用户了解系统的运作方式。此外，水槽上还增加了一个网状筛网，以防止碎屑堵塞系统并确保将维护量降至最低。另外，由于这是一个灰水系统，偶尔会有轻微的恶臭从马桶中散发出来，但快速简便的清洁就可以消除这种气味。总而言之，该项目似乎成功地限制了淡水的使用。
温馨提示，水槽仅用于洗手
教育经历
热水阀永久密封
冲马桶时水会流入水槽
添加的一些装饰品+空气清新剂
参考文献
- “疾病控制与预防中心”。(2015)。疾病控制与预防中心，疾病控制与预防中心，< http://www.cdc.gov/handwashing/show-me-the-science-handwashing.html > (2016 年 12 月 8 日)。
- Klee, E., A., 和 C. (2014)。“CCAT Wash n Flush。”Appropedia，Appropedia，< https://www.appropedia.org/ccat_wash_n_flush >（2016 年 9 月 28 日）。
- Knight, L. (nd)。“2.972 马桶的工作原理。”2.972 马桶的工作原理，< http://web.mit.edu/2.972/www/reports/toilet/toilet.html >（2016 年 9 月 28 日）。
- “重新装修水槽。”（2013 年）。Do-It-Yourself，diyhomerepair.info，< http://diyhomerepair.info/bathrooms-kitchens/sink-refinishing.htm >（2016 年 9 月 28 日）