節水用水器具的節水效益分析與工程應用

魏天云，劉德明

（1福建船政交通職業學院道路工程系，福州350007；2福州大學土木工程學院，福州350108）

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節水用水器具的節水效益分析與工程應用

魏天云1，劉德明2

（1福建船政交通職業學院道路工程系，福州350007；2福州大學土木工程學院，福州350108）

摘要：介紹了節水用水器具的使用要求和工作原理，通過比較計算，使用節水用水器具比普通用水器具每人每天節水大約50 L/人·d，節水器具的節水效益顯著，最后提出推廣使用節水用水器具的措施，促進水資源的可持續發展。

關鍵詞：節水用水器具；普通用水器具；節水效益；水資源

目前，隨著經濟的快速發展，城市人口不斷增加，住宅的需求量也在不斷增長，城市化進程的日益推進，需要消耗大量的水資源，有些水資源利用還遭到嚴重破壞，據統計，我國人均水資源占有量在世界上比較低，而建筑生活的用水量和耗能量占據較大比重［1-5］。建筑生活給水系統對于水資源的利用起著關鍵的作用，城市用水的緊張狀況日益嚴峻。為緩解這一狀況，必須加強節約建筑用水的研究，其中，大力推廣應用建筑給水系統節水用水器具就是提高水資源利用率的一個重要措施，有助于提高全民的節水意識。

1 節水用水器具的定義和要求

節水器具的設計要符合人機工程學，便于操作使用；同時結構設計要合理，要有利于維修保養；制造上要精良，確保不發生跑、冒、滴、漏的浪費現象，從而真正做到節水。

目前，市場上的節水器具類型較多，選擇時首先要注重其實際的節水效果，再考慮其成本費用，同時要選擇結構設計合理便于操作維修的，而且要經久耐用的。

避免水量浪費為特征的節水方法主要包括以下幾種：

1）安裝限量水表等限定水量的裝置；2）防漏，如低位水箱的各類防漏閥；

3）可以采用限定水池或者水箱的水位，也可以進行適時顯示水位等，主要有水位報警器以及水位自動控制裝置等；

4）采用各種的節水設備以及限流裝置控制水流量的方法或者采用減壓閥等進行減壓；

5）對于冷熱水混合器，改進操作的靈敏性，而對于自動水龍頭以及電磁式淋浴節水裝置等也應提高操作控制的靈敏性；

6）采用定時沖洗裝置控制；

7）采用延時自閉閥限時；

8）提高用水效率；

9）適時調節供水水壓或流量，如水泵機組調速給水設備。

2 節水型生活用水器具節水原理

常規生活用水器具在淋浴、廚房、飲用以及潔廁方面應用時，耗水量較大，還會出現跑、冒、滴、漏等浪費水的現象。為了避免這種不必要的浪費，采用特殊的結構設計、先進材料以及特殊的制造工藝技術開發出節水型用水器具，與同類常規產品比較，其節水效果顯著，越來越得到市場的認可。節水型水龍頭是一種應用廣泛的閥類產品，可以分為手動和自動兩種控制出水流量的方式，主要基于以下三個方面的原理來實現節水：首先克服水龍頭跑、冒、滴、漏等浪費水的現象，其次根據需要來控制調節出水流量，最后控制水龍頭開關時間［6］。節水型便器也是一種用水量較大的產品，必須從材質上保證其光滑度，結構上保證配件的精密度，水力條件方面保證水流的沖洗力度，在滿足使用功能、衛生條件下，使一次沖水量不超過6L。

3 節水用水器具節水實例分析

現在對用水器具的節水性能研發要求越來越高，必須做到既要注重節水效率，又要考慮其經濟效益。節水器具的節水與節水器具的價格之間要平衡，即通過節水可以將多花在節水器具上的價錢補償回來，做到既能節水又能提高其經濟效益。

3.1 計算公式及說明

假設用戶在相同生活習慣條件下，使用普通用水器具與使用節水器具時，求出每天每人的用水量之差，就是節水量的大小Q。

將公式（1）進行變換，可以求出使用節水器具時每人每天用水量Qd1（L/人·d）以及使用普通用水器具時每人每天用水量Qd2（L/人·d）：

式中：

Q表示的是每人每天實際節約的用水量（L/ 人·d）；

Ta表示的是每人每天沖洗大便次數（次/人·d），正常情況下為1次，Ta=1；

Tb表示的是每人每天沖洗小便次數（次/人·d），工作日和節假日的時候，一個人在家里的小便次數分別是一天3次和6次。一年當中，工作日251天，節假日114天，利用加權評價法求出每人每天沖洗小便次數Tb=（251×3+114×6）/365=3.94；

qa和qb分別表示的是雙沖水節水水箱的坐便器大、小便沖洗用水量（次/人·d），qa=6 L，qb=3 L；

Tc表示的是每人每天使用水龍頭時間（s/人· d），洗滌盆水龍頭用水時間大約150 s，每人每天早晚洗漱用水時間大約35 s，拖布池水龍頭使用時間大約25s，工作日和節假日的時候，一個人在家里的平均洗手次數分別是一天4次和8次，每次洗手時間大約35 s。利用加權平均法能夠求得在住宅內的每人每天水龍頭的使用時間Tc=393.72 s；

qc表示的是節水型水龍頭秒流量（L/s），由《節水型生活用水器具標準》（CJ164—2002）可知，qc= 0.15L/s；

Tg表示的是節水淋浴噴頭的使用時間（s/人· d），平均每人每天洗澡次數為一次，每次洗澡時間為12分鐘，則Tg=720 s；

qg表示的是節水淋浴噴頭秒流量（L/s），由《節水型生活用水器具標準》（CJ/T164—2002）可知，qg=0.15 L/s；

Wc表示的是普通水龍頭秒流量（L/s），由《建筑給水排水規范》可知，普通龍頭的額定流量為0.20 L/s，因此Wc=0.20 L/s；

qs表示的是平均每人每天洗衣用水量（帶加熱裝置滾筒式洗衣機標準洗衣周期）（L/人·d）。由《節水型生活用水器具標準》（CJ/T164—2002），標準洗衣周期用水量大約14L/kg，采用5kg級的洗衣機，因此Qs=7 L；

Wa表示的是普通坐便器沖洗水量（L/次），《衛生陶瓷》規定，Wa=9 L/次；

Wg表示的是帶淋浴器的浴盆用水量（L/次），由《建筑給水排水設計規范》可知，采用普通淋浴器時Wg=100 L；

Ws表示的是平均每人每天洗衣用水量（波輪式全自動洗衣機標準洗衣周期）（L/人·d）；例如對于5公斤波輪式全自動洗衣機，它的標準洗衣周期用水量大約150～180升，如果每戶每3天洗一次衣服，因此取Ws=17 L。

3.2 應用舉例

某小區住宅樓有30棟，每棟層數有28層，一層有8個住戶，一棟樓住224戶，一個小區住6720戶。假設每戶住戶裝修用到的用水器具大致相同。即4個水龍頭，分別用于拖布池、洗滌盆、洗衣機以及盥洗，坐便器1個。用水器具分別采用普通型與節水型的兩套方案：

方案一：選擇普通用水器具。

普通水龍頭流量為0.20 L/s，坐便器水箱為9 L，淋浴100L/次，5kg波輪式全自動洗衣機160L/次。

方案二：選擇節水用水器具。

節水型水龍頭流量為0.15 L/s，坐便器為雙沖水水箱，大便沖水6 L；小便沖水3 L，節水淋浴噴頭流量為0.15 L/s，5 kg帶加熱裝置滾筒式洗衣機14 L/kg。

3.3 計算結果及分析

根據公式（2）和（3），并結合公式說明，可以分別計算出使用普通用水器具和節水器具每人每天用水量Q（dL/人·d），同時，每戶按3人統計，每月按30天計，每年按365天計，居民終端水價按3.0元/ m3收費，計算出表1中的相關數據。

根據表1的數據可知，采用方案二，即使用節水器具，其節水效益如下：

每戶每年節約用水量：

Q1=263.023-210.016=53.007（m3/戶?y）；

每戶每年節省開支：

T=53.007×3.0=159.02（元）；

一棟樓的用戶可節約用水：

表1 用水量及年水費計算表

Q2=53.007×224=11873.568（m3/棟?y）；

一個小區可節約用水：

Q3=53.007×6720=356207.04（m3/小區?y）

由以上數據可以看出，使用節水器具之后，一棟樓每年可節約用水大約1.2萬噸，一個小區則可節水35.6萬噸，因此，其節水效益相當可觀，對于緩解城市供水壓力，提高水資源的利用率具有巨大的作用，必須加大節水用水器具的開發力度，大力推廣使用節水用水器具。

4 推廣應用生活節水用水器具的措施

為了更好地推廣使用生活節水用水器具，必須從以下幾方面著手考慮：根據生產廠家和用戶的使用情況，聯合多部門制定節水用水器具的規范和標準；鼓勵生產廠家與科研部門加大節水器具的研發力度，不斷從材料、結構、生產工藝上創新，提高節水器具性能，降低成本；通過網絡、報紙等媒體方式宣傳節水器具的優越性，及時公布檢測數據，杜絕不合格產品流入市場，同時對不合格產品的廠家要加大懲罰力度［7-8］；不斷宣傳科學用水、節約用水的好習慣，轉變不良的用水方式，樹立全民節約用水的意識。

5 結論

1）掌握節水用水器具的要求和工作原理，根據實際應用場合選擇節水設備，才能發揮其最大效益，進而不斷推廣使用節水用水器具。

2）通過比較計算，使用節水器具比普通用水器具每人每天節水大約50 L/人·d，節水器具的節水效益顯著，有助于緩解城市供水壓力，促進水資源的可持續發展。

參考文獻：

［1］魏天云.建筑給排水設計中的節水節能分析［J］.福建建材，2013（12）:64-66.

［2］魏天云.氣體滅火系統的方案比選與應用研究［J］.安陽工學院學報，2014，13（2）:59-62.

［3］劉德明，程宏偉.淺析鋁塑復合管在建筑給水工程中的應用［J］.福建建筑，2006（5）:91-92.

［4］林廷獻，洪燕虹，劉德明.高等學校建筑節水技術措施探討［J］.福建建設科技，2008（3）:74-75.

［5］魏天云.同層排水技術在現代建筑住宅工程中的應用［J］.四川理工學院學報，2014，27（1）:56-59.

［6］魏天云.超高層住宅建筑給排水優化設計及應用［J］.福建建材，2013（12）：21-23.

［7］孫研.商店建筑節水衛生器具節水能力分析［J］.西南給排水，2015，37（1）：39-41.

［8］李進.建筑節水設備的選擇與應用［J］.江蘇建筑，2014 （4）：110-113.

（責任編輯：郝安林）

Analysis of Water-saving Benefit and the Engineering Application on Water-saving Appliances

WEI Tianyun1，LIU Deming2
（1.Department of Road Engineering，Fujian Chuanzheng Communications College，Fuzhou 350007，China；2.College of Civil Engineering，Fuzhou University，Fuzhou 350108，China）

Abstract:Use requirement and the working principle of water-saving appliances were introduced in the paper. Water saving of using water-saving appliances was more 50 L/p·d than common water appliances by comparing the calculation，which shows water-saving benefit significantly.Measures of promoting the use of water-saving appliances were put forward to promote sustainable development of water resources.

Key words:water-saving appliances；common water appliances；water-saving benefit；water resources

中圖分類號：TU821

文獻標志碼：A

文章編號：1673-2928（2016）02-0054-03

收稿日期：2015-10-23

基金項目：福建省教育廳科技項目（JA15655）、（JB12356）資助。

作者簡介：魏天云（1979-），女，福建連江人，碩士，副教授、高級工程師，主要從事市政工程與給排水技術方面的教學與研究工作。