水資源節約與新型節水水龍頭構想

曾松　薛吉宏　何勁松　喬凱

摘要 水資源是基礎自然資源，同時也是戰略性經濟資源，是綜合國力的有機組成部分，水資源正日益影響全球的環境與發展。推行節約用水政策，加強水資源的管理和合理利用，是緩解水資源危機、減輕環境污染、促進經濟和社會持續發展的重要措施，也是現階段全球共同關注和各國政府的重點議題之一。節約水資源的重要途徑就是水龍頭，節水水龍頭應運而生。高校作為人口高度密集的公共場所，有著極大的用水需求，大量用水的同時也伴隨著大量水資源的浪費。本文分析了高校中水資源的浪費與節水裝置使用的情況，并針對目前普遍使用的普通水龍頭不具有停水自閉功能的問題，提出了一種忘關防跑水水龍頭設計構想，通過簡單邏輯機械結構實現停水時忘關水龍頭的自動關閉，具有結構簡單、使用方便、節約水資源的特點。

關鍵詞 節水裝置；水龍頭；忘關自閉；活塞小球

中圖分類號 TV2 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）13—0037—01

資源、環境和人類社會可持續發展，是21世紀重大的研究課題。其中，能源、水資源在可持續發展中又具有舉足輕重的地位。能源供應緊張、淡水資源的緊缺是一個全球性的大問題，地球上雖然71%的面積為水所覆蓋，但是可飲用的淡水卻不足3%。我國也是一個淡水資源極度匱乏的國家，人均水資源總量僅為世界各國平均水平的1/4，而我國卻是世界上用水量最大的國家，這一突出的矛盾大大制約了我國經濟的發展，也對人民的幸福生活構成嚴重的威脅。高校作為城市用水大戶，其水資源浪費較為嚴重，高校的用水主要是學生的生活用水及公共設施用水，大量用水的同時也伴隨著大量水資源的浪費。要實現水資源的節約主要有2個途徑：一是提高人們普遍的節水節能意識；二是通過科學管理制度及相關技術措施實現節能節水。

1節約水資源環境下，水龍頭的使用現狀

據調查，目前高校中節水裝置的應用相對較為普遍，如：采用延時自閉式沖洗閥的蹲式大便器；公共場所的衛生間臉盆、小便池等采用非接觸（感應式）水嘴、便器沖水閥；高校浴室、淋浴間等采用刷卡用水等。但是，在其他地方普遍使用的普通水龍頭，卻存在極為嚴重的水資源浪費現象，同時也具有巨大的節水節能潛力。

1）水龍頭是現代生活的必備品之一，最早于16世紀出現了用青銅澆鑄的水龍頭，它的主要作用是用于控制水管出水開關和水流量的大小。如今，各式各樣的水龍頭出現在人們的日常生活中，為人們的生活提供了極大的方便的同時，也具有高度的觀賞性以及各種復雜控制邏輯。雖然水龍頭給我們帶來了方便，但是由水龍頭使用不當或者功能單一等原因導致的水資源浪費現象也是不能被忽視的，甚至有人認為水龍頭的普遍使用也是加劇了淡水資源的緊張原因之一。

2）生活中常用的水龍頭普遍會出現如下水資源浪費情況：深夜在發生停水時，早上起來打開水龍頭發現沒水便離之而去，忘記了將已經打開的水龍頭即時關閉，而家中無人的時候突然來水，敞開的水龍頭將肆無忌憚的嘩嘩長流，在造成水資源的極大浪費的同時，也可能給人們造成嚴重的經濟損失，甚至危及他人的人身、財產安全。經過調查我們發現，市場上雖然有一些相關的防跑水水龍頭，如電動紅外感應控制的水龍頭，這類水龍頭具有復雜的控制電路，使用時還需長期外加電源，而且價格也比普通水龍頭高出不少，推廣使用方面存在極大的劣勢。也有一些純機械控制的節水水龍頭，大都需在水龍頭后面增加額外復雜的自閉控制裝或者在出水口添加細小機械部件，使用效果都不是太理想。因而這些所謂的節水水龍頭并沒有很好的被市場認同，大眾普遍所使用的水龍頭依然是最普通的不具有節水功能的水龍頭。于是，我們緊緊圍繞節約用水的主題，針對上述這一普通水龍頭浪費水的情況，我們提出一種新型忘關停水節水水龍頭設計思路。

2新型節水水龍頭的設計思路構想

為了克服上述常規水龍頭存在的缺陷，此忘關防跑水水龍頭通過在常規水龍頭腔室內安裝一個小球來控制水流，該水龍頭由水龍頭主體、把手、主軸、閥芯、凸輪、小球及小球腔室組成。正常通水情況下未打開水龍頭時小球也位于腔室最底部，但是在打開水龍頭的瞬間小球由于壓差作用離開原來位置而不會被凸輪卡在入水口處，從而實現自由通水。在停水情況下，未打開水龍頭時小球由于重力停于腔室最底部，轉動水龍頭把手小球剛好能被凸輪卡在底部，保持水管為非連通狀態，從而防止忘關水龍頭而導致水資源浪費情況的發生。

該水龍頭采用純機械結構在邏輯上實現了停水忘關水龍頭的自動關閉，不需要外加電路控制以及長期供電。水龍頭外部無細小結構的附加，造型上可以與市面上通用的傳統水龍頭接近，容易被市場所接受，當然也可以設計更加美觀的造型來與市面上的普通水龍頭加以區別同時具有一定的觀賞性。水龍頭的內部無復雜精密結構和細小零件，內部造型不會存在極大的困難，在加工制造方面也具有極大的優勢。但是該設計也存在著一定的缺陷，比如該水龍頭所實現的功能單一，僅僅適用于水龍頭處于關閉狀態時停水的情況，對于在使用過程中突然停水忘記關閉的情況還有待另加改進。

節水性能是水龍頭最主要的性能之一，今后的發展要著眼于以下2點：

1）繼續提高以減少無效水損失量為特點的水龍頭的實際節水效果。如自動水龍頭通過自動啟閉可避免長流水現象，但如果同時附設手動關閉裝置，則可以使某些用不了所給水量的使用者提前關閉龍頭，節水效果更佳。

2）充分研究各種用承器具的用水特點，加大具有節水內涵的水龍頭的研制力度。

總體來講，其簡單的機械結構和巧妙的控制邏輯決定了它具有安全耐用、節能環保的優點，能有效實現水龍頭的忘關自閉、防跑水，解決因停水忘關而造成浪費水資源的問題，在家庭、小區、學校等人口密集、尤其是水資源緊缺、易發生斷水的地方能夠有效減少水資源不必要的浪費。在該水龍頭應用的同時，還可以培養大家節水的意識，內化與心，外化與行，還將有助于培養大家形成良好的節水習慣，樹立自覺節約用水的社會風尚，進而帶動全社會節水意識的提高，這對于我國節約型社會的建設，實現水資源的高效利用和合理配置及可持續發展具有重要的意義。endprint