節(jié)水型生活用水器具的應(yīng)用分析

張 旭 邴海濤 秦法增

(山東建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250101)

居民的生活用水作為城市水資源使用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，約占城市總用水量的60%［1］。日常生活用水的主要器具包括水龍頭和便器等，其中水龍頭的用水量最大，占生活總用水量的40%～50%，廁所便器的用水量占30%～40%左右［2］。我國(guó)是世界上嚴(yán)重缺水的國(guó)家之一，而節(jié)水型生活用水器具可以帶來(lái)很好的節(jié)水效果，使得普及節(jié)水型生活用水器具勢(shì)在必行。

1 節(jié)水型生活用水器具節(jié)水原理

節(jié)水型生活用水器具是滿足相同的飲用、廚房、潔廁、洗浴等用水功能，較同類常規(guī)產(chǎn)品減少用水量的器具，節(jié)水型生活用水器具通過(guò)采用特殊的材料、巧妙的構(gòu)造和先進(jìn)的技術(shù)等途徑來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，以求達(dá)到節(jié)水的效果。節(jié)水型水龍頭是具有手動(dòng)或自動(dòng)啟閉及控制出水流量功能，使用中能實(shí)現(xiàn)節(jié)水效果的閥類產(chǎn)品［3］。節(jié)水原理可以從以下三方面考慮:限制水龍頭出水流量;縮短水龍頭開(kāi)關(guān)時(shí)間;避免水龍頭滴漏現(xiàn)象。節(jié)水型便器是在保證衛(wèi)生要求、使用功能和管道輸送能力的條件下，一次沖洗水量不大于6 L的便器。便器節(jié)水原理從材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和水力條件等方面考慮:保證便器的光滑度，配件的精密度、硬度和耐磨性、耐蝕性足夠;便器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新;加大水流沖洗力度［4］。

2 節(jié)水型水龍頭

2.1 陶瓷閥芯水龍頭

目前，節(jié)水型水龍頭最普遍采用陶瓷閥芯水龍頭。陶瓷閥芯水龍頭可以開(kāi)合數(shù)十萬(wàn)次不漏一滴水，節(jié)水量一般可達(dá)30%～50%，價(jià)格較便宜。因此，在居民住宅等建筑中應(yīng)大力推廣這種節(jié)水型水龍頭。陶瓷閥芯水龍頭還裝有霧化器，在降低水流速度的同時(shí)，洗手洗物時(shí)不會(huì)有水花濺起［5］。

2.2 感應(yīng)式水龍頭

感應(yīng)式水龍頭應(yīng)在離開(kāi)使用狀態(tài)后2 s內(nèi)自動(dòng)止水，在非正常電壓下自動(dòng)斷水，開(kāi)關(guān)使用壽命應(yīng)大于5萬(wàn)次。下面介紹兩種:1)紅外線自動(dòng)控制水龍頭［6］，安裝時(shí)通過(guò)紅外線自行檢查其下方或前方的固定反射體，并根據(jù)反射體的距離調(diào)整工作距離，避免出現(xiàn)長(zhǎng)流水現(xiàn)象，而且下面沒(méi)有洗手動(dòng)作不給水，洗手時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)停水。2)無(wú)活塞延時(shí)閥芯水龍頭［7］。它的特點(diǎn)是輕觸即出水，水流自動(dòng)沖洗觸點(diǎn)，使觸點(diǎn)保持清潔;設(shè)定時(shí)間延時(shí)后，水流自動(dòng)關(guān)閉，避免了手柄開(kāi)關(guān)傳播病菌，使用更健康環(huán)保;停水自鎖功能避免產(chǎn)生漏水。

2.3 銅制節(jié)水龍頭

主體由黃銅制成，采用陶瓷密封，外表鍍一層鉻。具有抗銹蝕、不滲漏、開(kāi)關(guān)行程短等特點(diǎn)，能夠很好地控制流量，起到節(jié)水效果。而且銅的抗壓性、強(qiáng)度和韌性很好，水龍頭不致爆裂，對(duì)于冬天氣溫比較低的地區(qū)來(lái)說(shuō)，也是一種節(jié)水。另外，良好的密封性可以防止污染入侵，銅離子還能避免細(xì)菌再生。一種銅制的兩用節(jié)水龍頭運(yùn)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的霧化技術(shù)和不斷增壓的軌道設(shè)計(jì)及獨(dú)特的調(diào)節(jié)切換功能［8］，既能滿足快捷大流量的用水需要，又能高效節(jié)水減排。其出水量可以滿足廚房洗菜、洗碗、洗手等的要求，尤其適合在家庭、餐飲行業(yè)的廚房和洗臉盆上使用。

2.4 其他節(jié)水型水龍頭

充氣水龍頭通過(guò)加氣來(lái)降低通過(guò)的水量，相同時(shí)間里減少用水量，達(dá)到節(jié)水的目的。由于空氣注入和壓力變化，水束顯得比較大且水流順暢，而實(shí)際用水量卻只有0.032 L/s或者更少。水龍頭的出水口安裝充氣穩(wěn)流器也可以節(jié)水，隨著水壓增加，節(jié)水效果會(huì)更加明顯。誘導(dǎo)式節(jié)水環(huán)保腳控式水龍頭根據(jù)流體力學(xué)原理和管網(wǎng)的自身壓力進(jìn)行啟閉。腳踩下即開(kāi)，抬腳即關(guān)，可以廣泛應(yīng)用在公共場(chǎng)所，防止手污染和水資源浪費(fèi)。它以高強(qiáng)塑料代替金屬材料，具有科學(xué)、衛(wèi)生、方便、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

3 節(jié)水型便器

3.1 兩檔式節(jié)水型便器

兩檔式節(jié)水型便器水箱在沖洗小便時(shí)，沖水量為4 L(或更少);沖洗大便時(shí)，沖水量為9 L(或更少)。以三口之家計(jì)算，每人每天大便1次、小便4次，9 L的水箱一天用水135 L，6 L的水箱一天用水90 L;而兩檔式水箱一天只需75 L。它還不需更換便器和改造排水管道系統(tǒng)，尤其適用于現(xiàn)有便器的更新?lián)Q代。

3.2 超節(jié)水型便器

日本提出的“超節(jié)水型便器”標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定［9］:大沖洗時(shí)的沖洗水量為6.5 L以下，用來(lái)測(cè)試的代用污物及衛(wèi)生紙能被排出便器;小沖洗時(shí)的沖洗水量為5 L以下，衛(wèi)生紙被排出便器后，存水彎處存水需達(dá)到95%以上的替換率;大沖洗時(shí)，代用污物的平均排送距離需達(dá)到10 m以上。法恩莎超節(jié)水型便器單檔沖水量平均在4.5 L以下［10］。它運(yùn)用流體力學(xué)原理對(duì)S彎管進(jìn)行電腦沖水模擬，用最少的水達(dá)到充分虹吸的效果;對(duì)S彎管的內(nèi)壁施釉，減少水流過(guò)程的阻力，提高水道系統(tǒng)的合理性;應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)水箱配件，用更少的水量達(dá)到更好的沖洗效果。空氣助壓式超節(jié)水型便器分為2個(gè)部分:空氣助壓水罐和特殊水路結(jié)構(gòu)的陶瓷便器［11］。它直接利用水罐進(jìn)水時(shí)空氣壓縮產(chǎn)生的強(qiáng)大推力，不借助不增加任何附加設(shè)備及能源，同時(shí)全方位改變便器的進(jìn)水，流水，以及沖水的孔徑、孔距、孔位、角度，改變腔體體積，以3 L的水量，成功滿足了沖洗的要求。

3.3 直排新型節(jié)水便器

1)一種用水量1.4 L/4 L的容積水封式直排新型節(jié)水便器利用重力杠桿平衡原理，采用翻斗式排污隔臭技術(shù)，用翻斗排污裝置取代存水彎［12］。采用直沖翻落式排污，沒(méi)有沖落與虹吸，使排污阻耗為零，避免沖洗噪聲擾人;特有的負(fù)壓作用可以抑制不潔氣旋產(chǎn)生，保持空氣清新舒適;直沖排污全部為沖洗后的潔凈水，水中無(wú)殘留微量污物，使如廁健康環(huán)保;節(jié)水效果明顯，比普通便器節(jié)水3倍～5倍。

2)一杯水馬桶也采用直接排污的技術(shù)，其用水量和污水排放量比國(guó)標(biāo)減少83%［13］。其免除了彎曲、狹長(zhǎng)、超高的排污通道，污物流程短、排污快捷，而且使用腳控沖水排水裝置，節(jié)水減排，防臭保潔，方便又衛(wèi)生。可以普遍地推廣至億萬(wàn)家庭、賓館、樓宇等。

4 節(jié)水型生活用水器具應(yīng)用分析

節(jié)水型生活用水器具從選材、構(gòu)造和工藝等方向進(jìn)行創(chuàng)新，出現(xiàn)了各式各樣的節(jié)水型水龍頭和節(jié)水型便器，它們各自有不同的特點(diǎn)和適用的環(huán)境:陶瓷閥芯水龍頭價(jià)格相對(duì)較便宜，可以在居民生活中大量推廣;感應(yīng)式水龍頭比較衛(wèi)生環(huán)保，適合高質(zhì)量生活需要;銅制水龍頭健康耐用，價(jià)格相對(duì)昂貴，但是適用范圍廣。現(xiàn)有便器的更換可以選用兩檔式便器，易于改造;新建筑的便器建議選用用水量小的超節(jié)水便器或是直排式節(jié)水便器，它們雖然價(jià)格較為昂貴，但是它們高效的節(jié)水效率及未來(lái)會(huì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益還是很誘人的。當(dāng)然，節(jié)水型生活用水器具在推廣普及中必然會(huì)遇到種種問(wèn)題，制約其發(fā)展的主要問(wèn)題在價(jià)格、技術(shù)和生產(chǎn)等方面。

因此，為了更廣泛更健康更持續(xù)地發(fā)展和普及節(jié)水型生活用水器具，應(yīng)該積極學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合理論實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其合理性和實(shí)用性;應(yīng)該完善具有規(guī)范性和強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)和約束生產(chǎn)，同時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量管理;還應(yīng)該做好節(jié)水宣傳，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮節(jié)水型用水器具可以帶來(lái)的利益，讓人們從心里認(rèn)同和接受，從而保證節(jié)水型生活用水器具更好更快地推廣普及，利國(guó)利民。

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