節水型生活用水器具的應用分析

張 旭 邴海濤 秦法增

(山東建筑大學市政與環境工程學院，山東濟南 250101)

居民的生活用水作為城市水資源使用的一個重要環節，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］。我國是世界上嚴重缺水的國家之一，而節水型生活用水器具可以帶來很好的節水效果，使得普及節水型生活用水器具勢在必行。

1 節水型生活用水器具節水原理

節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，較同類常規產品減少用水量的器具，節水型生活用水器具通過采用特殊的材料、巧妙的構造和先進的技術等途徑來進行設計改造，以求達到節水的效果。節水型水龍頭是具有手動或自動啟閉及控制出水流量功能，使用中能實現節水效果的閥類產品［3］。節水原理可以從以下三方面考慮:限制水龍頭出水流量;縮短水龍頭開關時間;避免水龍頭滴漏現象。節水型便器是在保證衛生要求、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。便器節水原理從材質、結構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;便器結構創新;加大水流沖洗力度［4］。

2 節水型水龍頭

2.1 陶瓷閥芯水龍頭

目前，節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合數十萬次不漏一滴水，節水量一般可達30%～50%，價格較便宜。因此，在居民住宅等建筑中應大力推廣這種節水型水龍頭。陶瓷閥芯水龍頭還裝有霧化器，在降低水流速度的同時，洗手洗物時不會有水花濺起［5］。

2.2 感應式水龍頭

感應式水龍頭應在離開使用狀態后2 s內自動止水，在非正常電壓下自動斷水，開關使用壽命應大于5萬次。下面介紹兩種:1)紅外線自動控制水龍頭［6］，安裝時通過紅外線自行檢查其下方或前方的固定反射體，并根據反射體的距離調整工作距離，避免出現長流水現象，而且下面沒有洗手動作不給水，洗手時間過長也會停水。2)無活塞延時閥芯水龍頭［7］。它的特點是輕觸即出水，水流自動沖洗觸點，使觸點保持清潔;設定時間延時后，水流自動關閉，避免了手柄開關傳播病菌，使用更健康環保;停水自鎖功能避免產生漏水。

2.3 銅制節水龍頭

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、開關行程短等特點，能夠很好地控制流量，起到節水效果。而且銅的抗壓性、強度和韌性很好，水龍頭不致爆裂，對于冬天氣溫比較低的地區來說，也是一種節水。另外，良好的密封性可以防止污染入侵，銅離子還能避免細菌再生。一種銅制的兩用節水龍頭運用航空發動機的霧化技術和不斷增壓的軌道設計及獨特的調節切換功能［8］，既能滿足快捷大流量的用水需要，又能高效節水減排。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、餐飲行業的廚房和洗臉盆上使用。

2.4 其他節水型水龍頭

充氣水龍頭通過加氣來降低通過的水量，相同時間里減少用水量，達到節水的目的。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流器也可以節水，隨著水壓增加，節水效果會更加明顯。誘導式節水環保腳控式水龍頭根據流體力學原理和管網的自身壓力進行啟閉。腳踩下即開，抬腳即關，可以廣泛應用在公共場所，防止手污染和水資源浪費。它以高強塑料代替金屬材料，具有科學、衛生、方便、壽命長等特點。

3 節水型便器

3.1 兩檔式節水型便器

兩檔式節水型便器水箱在沖洗小便時，沖水量為4 L(或更少);沖洗大便時，沖水量為9 L(或更少)。以三口之家計算，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，尤其適用于現有便器的更新換代。

3.2 超節水型便器

日本提出的“超節水型便器”標準明確規定［9］:大沖洗時的沖洗水量為6.5 L以下，用來測試的代用污物及衛生紙能被排出便器;小沖洗時的沖洗水量為5 L以下，衛生紙被排出便器后，存水彎處存水需達到95%以上的替換率;大沖洗時，代用污物的平均排送距離需達到10 m以上。法恩莎超節水型便器單檔沖水量平均在4.5 L以下［10］。它運用流體力學原理對S彎管進行電腦沖水模擬，用最少的水達到充分虹吸的效果;對S彎管的內壁施釉，減少水流過程的阻力，提高水道系統的合理性;應用國際先進水箱配件，用更少的水量達到更好的沖洗效果。空氣助壓式超節水型便器分為2個部分:空氣助壓水罐和特殊水路結構的陶瓷便器［11］。它直接利用水罐進水時空氣壓縮產生的強大推力，不借助不增加任何附加設備及能源，同時全方位改變便器的進水，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水便器利用重力杠桿平衡原理，采用翻斗式排污隔臭技術，用翻斗排污裝置取代存水彎［12］。采用直沖翻落式排污，沒有沖落與虹吸，使排污阻耗為零，避免沖洗噪聲擾人;特有的負壓作用可以抑制不潔氣旋產生，保持空氣清新舒適;直沖排污全部為沖洗后的潔凈水，水中無殘留微量污物，使如廁健康環保;節水效果明顯，比普通便器節水3倍～5倍。

2)一杯水馬桶也采用直接排污的技術，其用水量和污水排放量比國標減少83%［13］。其免除了彎曲、狹長、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，節水減排，防臭保潔，方便又衛生。可以普遍地推廣至億萬家庭、賓館、樓宇等。

4 節水型生活用水器具應用分析

節水型生活用水器具從選材、構造和工藝等方向進行創新，出現了各式各樣的節水型水龍頭和節水型便器，它們各自有不同的特點和適用的環境:陶瓷閥芯水龍頭價格相對較便宜，可以在居民生活中大量推廣;感應式水龍頭比較衛生環保，適合高質量生活需要;銅制水龍頭健康耐用，價格相對昂貴，但是適用范圍廣。現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水便器或是直排式節水便器，它們雖然價格較為昂貴，但是它們高效的節水效率及未來會產生的經濟、社會和環境效益還是很誘人的。當然，節水型生活用水器具在推廣普及中必然會遇到種種問題，制約其發展的主要問題在價格、技術和生產等方面。

因此，為了更廣泛更健康更持續地發展和普及節水型生活用水器具，應該積極學習先進技術，結合理論實際優化設計，提高其合理性和實用性;應該完善具有規范性和強制性的標準來指導和約束生產，同時加強質量管理;還應該做好節水宣傳，從長遠角度考慮節水型用水器具可以帶來的利益，讓人們從心里認同和接受，從而保證節水型生活用水器具更好更快地推廣普及，利國利民。

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