ÖKOKONZEPT
Um in einem Haushalt den grundlegenden Infrastrukturbedarf decken zu können, neigen wir dazu, zentralisierte Netze für Strom, Wasser, Abfall und Abwasser zu verwenden. Dieser zentralisierte Ansatz scheint in dicht besiedelten Gebieten, die sich durch kurze Strecken auszeichnen, besser geeignet zu sein.
Das Grundstück des Eco Lodge Projektes ist weit weg von dieser Art von Versorgungsnetzen. Aufgrund dieser abgeschiedenen Lage bestand die Notwendigkeit Lösungen zu finden ohne an eine bestehendes Versorgungsnetz angeschlossen zu sein. Zum anderen glauben wir, dass unter den genannten Umständen einen besseren, saubereren, kostengünstigeren und nachhaltigeren Ablauf gewährleisten können.
Folgenden Dinge haben wir in die Tat umgesetzt: Regenwassergewinnung, Regenwasserspeicher, Regenwasserfilteranlagen, Abwasseraufbereitung mittels Pflanzenkläranlage, KomContentierung von Feststoffen im Abwasser, natürliches Lichtdesign und Stromversorgung mit Solarthermie.
Alle diese verschiedenen Dinge kommen zusammen, um eine nachhaltige Infrastruktur für modernes Wohnen zu schaffen.
Elektrische Energie
Zu Beginn des Projektes standen wir vor der Entscheidung, ob wir das Grundstück an das öffentliche Stromnetz anschließen lassen oder ob wir ein unabhängiges System aus Photovoltaikanlage und Windgenerator entwerfen.
Die erste Wahl hätte bedeutet, dass wir der griechischen Energiegesellschaft (DEH) den Bau für oberirdisch verlegte Stromleitungen vom nächstgelegenen Dorf zum Grundstück bezahlen. Unter Berücksichtigung der Kosten und der negativen Auswirkungen für die Landschaft sowie der Möglichkeit von Stromausfällen und der generellen Probleme von Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen haben wir uns für die autonome Lösung entschieden.
Also haben wir den zu erwartenden Energieverbrauch durch alle elektronischen Geräte auf unserem Grundstück berechnet. Diese Berechnungen ergaben einen Bedarf von 1,5-2 kW in der Leistungsspitze der Photovoltaikanlage in Ergänzung eines kleinen Windgenerators (100cm Durchmesser) von 400 W. Die Kombination aus zwei verschiedenen Energiequellen scheint für unsere Zwecke ideal, da sowohl die Windstärke als auch die Sonnenstrahlung über das Jahr stark variieren. Während der Sommermonate hat die Photovoltaikanlage eine maximale Produktionsrate während die Windgeschwindigkeit generell niedrig ist, wohingegen zum Winter die Sonnenstrahlung nachlässt und die Windstärke steigt. Für Zeiten mit wenig Energiegewinnung haben wir einen Batteriespeicher mit 1600 Ah und 12 V vorgesehen, der die Eco Lodge zwei Tage mit Energie versorgen kann. Wenn darüber hinaus ein größerer Energiebedarf besteht, z.B. während weiterer Bauprojekte, gibt es einen 7 kW Diesel Generator, der außerdem eine Sicherheit im Falle eines Ausfalls des Systems darstellt. Die Gesamtkosten inklusive der Installation liegen bei etwa 13 000 €.
Wasser
Wie die meisten kykladischen Inseln hat auch Tinos einen durchschnittlichen Jahresniederschlag von ungefähr 400mm, damit zählt Wasser auf Tinos zu einer knappen Ressource. Daher haben wir viel Zeit in die Planung und den Entwurf eines Wassersystems investiert. Das Ziel war es ein System zu entwerfen, dass während der Niederschlagsmonate genug Regenwasser sammeln und speichern kann, um 6-8 Menschen über vier trockene Sommermonate hinweg versorgen zu können.
Für die Berechnung der Flächen, die für das Sammeln des Regenwassers notwendig sind und die Berechnung der Regenwasserzisterne haben wir detaillierte Berechnungen für den Wasserbrauch der Besucher angestellt.
Es ergab sich eine Fläche von 240 m² harten Untergrunds, um etwa 100.000 Liter Regenwasser für 6-8 Menschen und die Gartenbewässerung zu speichern.
Analyse des Wassersystems
Wir haben damit angefangen unseren potentiellen Wasserbedarf zu berechnen indem wir den durchschnittlichen Wasserbrauchs eines Europäers von 160 Litern am Tag als Ausgangspunkt zugrunde gelegt haben. Es wurde schnell deutlich, dass wir nicht in der Lage sein würden einen solchen Wasserbedarf zu decken. Bei einem Blick auf die Verbrauchswerte wird schnell deutlich, dass die Toilettenspülung für den größten Verbrauch verantwortlich ist.
Die beste Möglichkeit Wasser zu sparen ist also eine Trockentoilette, die gänzlich ohne Spülung auskommt. Letztendlich haben wir uns aus folgenden Gründen dagegen entschieden:
- wir müssen das Grauwasser aus der Küche und der Dusche ohnehin klären
- für den Kompostbehälter unterhalb der Toilette wäre eine Art Unterkellerung notwendig gewesen
- wir hätten ein weiteres Objekt warten müssen
- den Nutzern hätte die korrekte Nutzungsweise erklärt werden müssen
Da wir die Komposttoiletten bzw. Trockentoiletten insbesondere für die Häuser nicht so passend fanden, haben wir uns schließlich für eine herkömmliche Toilette mit extrem sparsamer Spülung (2,5l/4l), was allerdings nicht leicht war zu finden. Selbst moderne Modelle verbrauchen i.d.R. 4-6 Liter.
In an „off grid“ sewage system you have to treat the sewage water on your land in order to extract the pollution. There is a vast number of premanufactured products on the market that can do the job. For us most of them had drawbacks such as:
- fairly high consumption of electricity need for constant usage
- high maintenance that can only be done by a technician
- proprietary sophisticated equipment
- most of them need to be cleaned out
- most of the treated water is still not sufficiently purified to reuse for garden irrigation
For all the above reasons we went for a reed-bed filtration plant. The advantages of this system are that you can construct it in a DIY approach, it is very robust in coping with usage fluctuation, it requieres very few electronic components and it can be designed to be a beautiful part of the garden. Furthermore the purification power is so high it is one of the few systems that allow you to reuse the treated water.
Solarthermie Design
Zu Beginn des Projektes hatten wir den Wunsch komplette Passivhäuser zu entwerfen. Aufgrund von mangelnden Erfahrungen, aus Zeitgründen und reichlichen Überlegungen haben wir uns von diesen Gedanken verabschiedet. Allerdings haben wir uns während der ausgiebigen Planungsphase so intensiv mit dem Thema beschäftigt, dass es uns möglich war einige Grundprinzipien in unseren Entwurf der Häuser zu integrieren.
Pflanzenkläranlage zur Abwasserbehandlung
Um die anfallenden Abwässer zu klären, haben wir uns für eine Pflanzenkläranlage entschieden. In der Praxis kommen überwiegend zwei unterschiedliche Systeme zum Einsatz, die ausgiebig beschrieben und dokumentiert sind; Bodenfilter mit vertikaler Fließrichtung und mit horizontaler Fließrichtung. Wir haben uns für einen Bodenfilter mit vertikaler Fließrichtung entschieden, weil sie eine bessere Reinigungsleistung erzielen und außerdem weniger Platz benötigen. Darüber hinaus sind sie weniger anfällig für das sogenannte soil-clogging (Verstopfung des Sandfilters). Als ein Richtwert für die Größenberechnung haben wir 4-5m² pro Bewohner zugrunde gelegt.
Wasserreinigung
Das geklärte Abwasser hat bei optimaler Funktionsweise eine erstaunlich gute Qualität, dennoch haben wir uns entschieden es lediglich für die Toilettenspülungen weiter zu verwenden. Um allerdings genügend geklärtes Wasser für die Toilettenspülungen zu generieren mussten wir die Oberfläche der Pflanzenkläranlage reduzieren, um die hohe Evapotranspiration (Verdunstung durch das Schilf und des Bodens) auf ein Minimum zu reduzieren. Ansonsten würde in unserer Klimaregion zu viel Wasser verdunsten.
Um die Größe deutlich reduzieren zu können, haben wir ein System entworfen, bei dem das Schwarzwasser (häusliche Abwässer mit Feststoffen) und das Grauwasser bereits in den Häusern getrennt wird. Dies bedeutet, dass die fäkalen Feststoffe sowie das Toilettenpapier aus dem Schwarzwasser heraus gefiltert werden bevor es in die Pflanzenkläranlage gelangt. Dies führt zu einer deutlichen Reduzierung der Verschmutzung. Das Schwarzwasser hat somit einen Verschmutzungsgrad der dem des Grauwassers ähnelt, was eine Reduzierung der Pflanzenkläranlage um 40% ermöglicht und einen theoretischen Gewinn von 30% des geklärten Wassers bedeutet.
Es gibt viele weitere Anpassungsdetails in unserem Entwurf, die eine einwandfreie Funktionsweise erst in der Praxis bestätigen müssen. Wir werden zu einem späteren Zeitpunkt davon berichten.
Um die Feststoffe zu trennen verwenden wir das schwedische Produkt Aquatron. Die Feststoffe verbleiben in der jeweiligen Kammer für fünf Monate und können anschließend als Komposterde entnommen werden. Diese ist im Garten jedoch nur für nicht essbare Pflanzen zu verwenden. Wenn die Feststoffe für 12 Monate kompostiert werden, können sie theoretisch auch für die Anzucht für essbaren Pflanzen zum Einsatz kommen. Durch die Trennung der Feststoffe konnten wir auch die Sedimentationstanks kleiner dimensionieren.