Instalacje w toaletach ogólnodostępnych

Zasada działania armatury i wyposażenia automatycznego (bezdotykowego)

Rozwiązania bezdotykowe (określane także jako automatyczne lub elektroniczne) wyposaża się w elementy wykonawcze, którymi są zawory elektromagnetyczne umożliwiające automatyczne otwarcie lub zamknięcie wypływu wody z urządzenia, oraz elementy sterujące – czujniki (sensory) reagujące na obecność osoby lub przedmiotu w polu detekcji. Zawory i moduły elektroniczne są zintegrowane z korpusem czy wylewką baterii umywalkowej lub umieszczone podtynkowo (w przypadku elementów spłukujących do misek ustępowych i pisuarów). Ciekawym rozwiązaniem zaworu elektromagnetycznego, opatentowanym przez jedną z firm, jest zawór antystagnacyjny – zamiast najczęściej spotykanej membrany kauczukowej zastosowano w nim tłok, co umożliwia wymianę wody przy każdym zużyciu, a więc zapobiega jej stagnacji sprzyjającej rozwojowi bakterii.

W bateriach umywalkowych i spłuczkach stosuje się najczęściej czujniki IR (na podczerwień) lub PSD (czujniki położenia). W przypadku baterii umywalkowych mogą być one zintegrowane z korpusem lub z wylewką baterii, przy czym to drugie rozwiązanie wydaje się bardziej intuicyjne, ponieważ chcąc umyć ręce, użytkownik zbliża je raczej do wylewki niż do korpusu baterii. Czujniki na podczerwień (IR) rejestrują odbicie fali promieniowania podczerwonego. Obecność człowieka jest wykrywana, kiedy zbliży się on do baterii na odległość 30 cm, a obecność rąk w umywalce czy pod dozownikiem mydła jest rejestrowana w odległości 5–15 cm od czujnika. Skuteczną i polecaną technologią jest aktywna podczerwień impulsowa. Aktywny charakter czujnika umożliwia wykrycie dłoni niezależnie od koloru skóry (w przypadku czujnika pasywnego może to być problematyczne), co ma szczególne znaczenie w miejscach, gdzie mogą przebywać osoby o różnej karnacji (obiekty turystyczne, międzynarodowe dworce czy lotniska). Natomiast impulsowy charakter emisji pozwala obniżyć zużycie energii potrzebnej do zasilania czujnika.

Z kolei optyczne detektory położenia (PSD) dokładnie określają umiejscowienie osoby lub rąk znajdujących się w umywalce czy pod podajnikiem w odniesieniu do czujnika. Zamknięcie wypływu wody z baterii może nastąpić nie tylko po opuszczeniu strefy detekcji przez osobę lub obiekt w umywalce, ale też po określonym czasie od uruchomienia baterii. Natomiast jeśli czujnik wykrywa obiekt w swojej strefie detekcji dłużej niż przez określony czas (np. 90 s), może nastąpić automatyczne zamknięcie wypływu wody, a ponowne uruchomienie możliwe będzie dopiero po usunięciu przeszkody.

Jeśli wypływ wody regulowany jest czasowo, zwykle przyjmuje się okres uwzględniający minimum higieniczne potrzebne do prawidłowego umycia rąk – wypływ wody zamyka się np. po 20–30 s od uruchomienia. Możliwe jest też bardziej zaawansowane (i wodooszczędne) ustawienie baterii – wypływ wody uruchamiany jest np. na 5–6 s potrzebnych do zwilżenia rąk, następnie jest wyłączany na czas potrzebny do namydlenia (6–7 s) i ponownie uruchamiany na 6–7 s niezbędnych do opłukania mydła z dłoni. Tego typu rozwiązanie, o ile zachodzi efekt skali, zwiększa efektywność oszczędzania wody.

Jako rozwiązania bezdotykowe stosowane są także suszarki do rąk oraz dozowniki (mydła, ręcznika papierowego, środka dezynfekującego), uruchamiające się zazwyczaj po wykryciu dłoni w bezpośrednim sąsiedztwie dozownika – strefa detekcji stosowanych w tych urządzeniach czujników IR wynosi zwykle 5–15 cm. Stosuje się je nie tylko w celu zachowania higieny, ale też oszczędności środków czystości – fabrycznie ustawione są niewielkie dawki płynów lub żeli oraz mała ilość ręcznika papierowego (np. jeden listek), a także funkcja przerwy czasowej. Oznacza ona, że kolejny raz urządzenie jest aktywowane dopiero po określonym czasie, co zapobiega zużywaniu wielu dawek przez jedną osobę.

Rozwiązania automatyczne do misek ustępowych i pisuarów

W przypadku spłuczek do misek ustępowych i pisuarów stosuje się bezdotykowe systemy podtynkowe (ścienne) oparte na detekcji obecności poprzez odporny na uderzenia czujnik na podczerwień lub czujnik obecności (radarowy). Moduł elektroniczny, elektrozawór i bateria umieszczane są w skrzynce podtynkowej, co utrudnia dostęp niepowołanym osobom, a jednocześnie upraszcza konserwację. Czujnik aktywuje spłukiwanie, jeśli użytkownik znajduje się w jego sferze działania dłużej niż przez określony czas (np. 8–10 s), co eliminuje sytuacje uruchamiania spłukiwania, jeśli jakaś osoba znalazła się w pobliżu toalety, ale z niej nie korzysta. Z kolei automatyczne spłukiwanie następuje po „zniknięciu” człowieka ze strefy działania czujnika – daje to pewność, że korzystanie z przyboru zostało zakończone. Dla większego komfortu użytkownika toalety może być także stosowana zwłoka czasowa (np. 2–10 s) przed uruchomieniem spłukiwania.

W toaletach, których dotyczy nie tylko wysoka frekwencja, ale też (choćby okresowo) duża częstotliwość korzystania z przyborów sanitarnych, sprawdzą się czujniki temperatury i przepływu cieczy znajdujące się wewnątrz przyborów. Stosowane są one głównie w syfonach misek ustępowych, a przede wszystkim w pisuarach. Reagują na zmianę przepływu i temperatury cieczy zachodzącą podczas korzystania z przyboru i automatycznie aktywują spłukiwanie. Tego typu rozwiązania umożliwiają zużycie małej ilości wody do spłukiwania pisuarów – nawet 0,5 l.

Czujniki pisuarowe, zarówno podtynkowe na podczerwień, jak i umieszczane wewnątrz przyboru, po wykryciu dużej częstotliwości korzystania z urządzenia (zwanej żartobliwie efektem przerwy w meczu), mogą aktywować tryb inteligentnego spłukiwania. Oznacza to np. spłukiwanie co 3 cykle korzystania z pisuaru, co pozwala zaoszczędzić nawet do 60% wody przeznaczonej na ten cel. Inną możliwością jest ograniczenie objętości wody spłukującej (np. z 3 do 1 litra) i częstotliwości spłukiwania do jednej aktywacji na minutę. Automatyczne spłukiwanie może być aktywowane także po wykryciu sytuacji awaryjnej – np. blokady syfonu uniemożliwiającej spłukiwanie lub zbyt niskiego poziomu wody w syfonie (brak zamknięcia wodnego ograniczającego wydobywanie z kanalizacji nieprzyjemnych zapachów).

Higiena instalacji z armaturą automatyczną

Baterie automatyczne wyposażone są także w rozwiązania higieniczne zapobiegające stagnacji wody, a tym samym rozwojowi bakterii. W wielu bateriach dostępna jest funkcja spłukiwania higienicznego. Jeśli dane urządzenie nie jest używane przez określony czas (np. 12–24 h), aktywowane jest automatyczne spłukiwanie trwające np. przez 20 s – ustawienia fabryczne zarówno okresu nieaktywności urządzenia, jak i czasu spłukiwania mogą zostać zmienione przez użytkownika. W ten sposób z instalacji usuwana jest nie tylko woda, która mogłaby ulec stagnacji, ale też pozostałości detergentów w odpływach z przyborów. Stosowanie tego typu funkcji bardzo dobrze się sprawdzi w przypadku przyborów użytkowanych okresowo (np. w wolnych pokojach w budynkach zamieszkania zbiorowego). Dostępna jest także funkcja płukania antybakteryjnego (antylegionellowego) – na kilka minut uruchamiany jest wypływ wody podgrzanej do 55–70°C, pełniący funkcję dezynfekcji termicznej. Innym rozwiązaniem higienicznym jest zastosowanie uruchamianego bezdotykowo spłukiwania bezpośredniego do miski ustępowej – brak zbiornika na wodę eliminuje kolejne miejsce potencjalnej stagnacji wody i rozwoju bakterii.

W armaturze automatycznej stosuje się również rozwiązania antyosadowe. Armatura taka jest narażona na osadzanie się kamienia kotłowego ze względu na niższe przepływy i ich krótszy czas. Stosowane są zarówno środki zapobiegające rozwojowi bakterii (choćby Legionella pneumophila), którym kamień kotłowy sprzyja, jak i rozwiązania ułatwiające utrzymanie urządzeń w czystości. Przykładowo sitka lub perlatory pokrywane są powłoką z gładkiego tworzywa Hostaform® o własnościach hydrofobowych (po użyciu nie zostają na nim kropelki wody, co dodatkowo utrudnia osadzanie się kamienia kotłowego). Stosowane są też specjalne powłoki na korpusy baterii, wykonane np. z Teflonu®, zwiększające ich odporność nie tylko na osadzanie kamienia, ale także na środki czyszczące.

Przeczytaj także: Armatura bezdotykowa >>

Inną grupą rozwiązań są pojawiające się na rynku powłoki higieniczne, stosowane np. na blatach umywalkowych, ścianach, klamkach i innych przedmiotach, których dotykania trudno uniknąć nawet przy higienicznym korzystaniu z armatury i wyposażenia bezdotykowego. Wykorzystuje się m.in. natryskowe powłoki fotokatalityczne bazujące na pobudzeniu TiO₂ przez światło albo folie z mikrosferami ceramicznymi z ZnO stanowiącymi katalizator (rozwiązanie opracowane we Francji przez firmę Pylote i produkowane przez firmę Gergonne). Na powierzchni katalizatora wytwarzają się reaktywne związki tlenu (np. nadtlenek wodoru) w stężeniach bezpiecznych dla człowieka, ale zabójczych dla wielu grzybów, bakterii i wirusów. Wadą pierwszego rozwiązania jest konieczność zapewnienia światła, drugiego – ograniczona wytrzymałość mechaniczna (głównie na ścieranie). Baterie bezdotykowe mogą mieć też funkcję uśpienia czujnika, która ułatwia eksploatację czy konserwację – można je wówczas np. wyczyścić bez aktywowania czujnika.

Odporność na akty wandalizmu

W toaletach ogólnodostępnych niektórych obiektów o dużej frekwencji – np. w halach widowisko-sportowych, w których odbywają się imprezy masowe, czy miejscach obsługi podróżnych (MOP), ale też obiektach zakwaterowania zbiorowego (np. koszarach czy zakładach penitencjarnych) – konieczne jest stosowanie rozwiązań wandaloodpornych. Dostępne są np. modele podtynkowe lub zaścienne, uniemożliwiające użytkownikom dostęp do mechanizmu.

Jak wskazuje Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad w specyfikacji toalet budowanych i przebudowywanych na ­MOP-ach, wszystkie instalacje i sieci powinny m.in. umożliwiać łatwy dostęp w celu konserwacji [...] przy jednoczesnym uniemożliwieniu dostępu osób niepowołanych oraz być zaprojektowane w sposób minimalizujący akty wandalizmu i kradzieży, a także możliwości wykorzystania do innych celów niż do tych, do których są przewidziane.

Armaturę wandaloodporną wykonuje się z wytrzymałych materiałów, takich jak mosiądz, aluminium, stal nierdzewna AISI 304 czy nowoczesne tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem szklanym. Unika się elementów podatnych na dewastację (np. uchwytów czy dźwigni), a kształty urządzeń są proste i opływowe, dzięki czemu utrudnione jest złapanie takiego elementu i próba np. wyrwania go ze ściany. Stosuje się detektory odporne na uderzenia oraz z funkcją antyblokady – zatrzymania wypływu wody, jeśli nastąpi zablokowanie sensora lub próba zablokowania przyboru w takiej pozycji, by wymusić stały wypływ wody. Układ elektroniczny w tego typu rozwiązaniach może być montowany podtynkowo czy za ścianą, żeby uniemożliwić dostęp do niego. Dodatkową przeszkodą dla wandali są specjalnie wzmacniane mocowania armatury (np. montaż korpusu umywalki za pomocą dwóch wzmacnianych trzpieni ze stali nierdzewnej).

Baterie i wyposażenie automatyczne w zarządzaniu wodą w budynku

Bardzo ważnym aspektem oszczędności wody (oraz obniżenia innych kosztów eksploatacyjnych) w toaletach publicznych i ogólnodostępnych jest zarządzanie różnymi procesami. Zarządca budynku, w którym odnotowuje się wysoką frekwencję, może konfigurować parametry armatury i wyposażenia bezdotykowego (wielkość strumienia wody, czas jej wypływu, opóźnienia czasowe, zakres strefy detekcji czujnika, stała temperatura wody wypływającej, jeśli bateria jest wyposażona w mieszacz) w zależności od rzeczywistych potrzeb zrównoważenia obiektu. Standardowo stosuje się ustawienia za pomocą pilota, natomiast w przypadku wyposażenia baterii w zintegrowany moduł komunikacyjny można zarządzać instalacją wodną z wykorzystaniem aplikacji webowej lub mobilnej, bazując dodatkowo na informacjach o stanie danego przyboru czy zużyciu baterii (w przypadku stosowania zasilania bateryjnego), monitorując zużycie wody i energii elektrycznej oraz realizując funkcje higieniczne (płukanie higieniczne, dezynfekcja termiczna).

Urządzenia bezdotykowe można także włączyć do systemu typu BMS lub BACS umożliwiającego zarządzanie instalacjami budynkowymi, a w przypadku rozbudowanych i intensywnie użytkowanych instalacji również dostarczać zebrane dane do systemu konserwacji predyktywnej, co ułatwia planowanie konserwacji, serwisu i wymiany. Dostępne jest również odpowiednie oprogramowanie, umożliwiające gospodarowanie wodą z poziomu centralnego serwera.

Innym zagadnieniem jest swoboda korzystania z toalet przez użytkowników oraz utrzymanie ich w czystości. Możliwe jest np. wykorzystanie internetu rzeczy do monitorowania stanu wyposażenia pomieszczenia (np. ilość papieru/ręcznika w podajniku czy mydła albo żelu dezynfekującego w dozowniku) lub zastosowanie czujników czystości monitorujących poziom zabrudzenia toalety i informujących o potrzebie interwencji.

Na lotniskach stosuje się czasem czujniki radarowe (obecności) lub na podczerwień, które umożliwiają nienaruszające prywatności pasażerów, anonimowe i jednocześnie dokładne zliczanie osób przebywających w toaletach. Obserwacje te, prowadzone w czasie rzeczywistym, pozwalają zwiększyć komfort użytkowania toalet i służyć mają poprawieniu doświadczeń użytkowników (np. dzięki krótszemu czasowi oczekiwania) czy zoptymalizowaniu zarządzania personelem (więcej osób kierowanych jest do obsługi bardziej uczęszczanych toalet).

Jeszcze większa optymalizacja zarządzania toaletami będzie możliwa dzięki wykorzystaniu informacji dostarczanych przez czujniki obsługujące armaturę oraz wyposażenie bezdotykowe. Z analizy tak dużego zbioru danych można wyciągać wnioski dotyczące zachowań użytkowników i dostosować do nich obsługę oraz eksploatację toalet.