淺談衛(wèi)生器具的節(jié)水性能及改進(jìn)措施

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摘要： 便器是居民生活用水的重要組成部分，減小便器用水，對節(jié)約居民生活用水有很大意義。在對便器作了相關(guān)資料的調(diào)查，分析和研究的基礎(chǔ)上淺談衛(wèi)生器具的節(jié)水性能及提出一些改進(jìn)建議。
關(guān)鍵詞： 節(jié)水 傳統(tǒng)型坐便器 節(jié)水型坐便器

　　Discussion and Progressive Advice on the Water Saving Toilet

　　Lin Jincheng Xu Zhiqiang Zhang Xiangzhong

　?。?Civil Engineering and Architecture College，F(xiàn)uzhou University Fuzhou Fujian 350002）

　　Abstract: As the water consumed by toilet Water saving toilet play an important role in reducing water consumption. A great deal of investigations were carried out on the toilets. And we discuss and analyze the result and data that we have got, and some progressive advice.

　　Keywords: water saving, ordinary toilet, water saving toilet

　　1、 坐便器的類型及其性能特點

　　據(jù)統(tǒng)計，便器沖洗用水量約占居民生活用水的30%~40%，因此對便器的類型及其性能特點的研究，特別是認(rèn)識和研究其節(jié)水的方式、方法，對減少便器用水量，節(jié)約居民生活用水有和大幫助，同時，也適應(yīng)時代發(fā)展的要求。

　　便器種類繁多，但大致可按以下分類：

　　1.1 按沖污方式分主要有：

　　沖落式：環(huán)繞坐便器上口是一圈開有很多小口的沖水槽。沖洗開始時，水進(jìn)入沖洗槽，經(jīng)小孔沿便器內(nèi)表面沖下，便器內(nèi)水面涌高，將糞便沖出存水彎邊緣。

　　 缺點：不一定能保證將污物沖洗干凈，有返味問題。特點：構(gòu)造簡單，價格便宜。

　　普通虹吸式：靠虹吸作用把糞便吸出來。在沖水槽進(jìn)水口處有一個沖水缺口，部分水從中沖射出來，流速較大，加快虹吸作用。

　　 缺點：噪音較大。特點：衛(wèi)生狀況較好，水封高度較大。

　　噴射虹吸式：水除了從邊沿孔口流出外，另一部分由邊部通道沖下，向上噴射。

　　 特點：噪音較小，沖洗作用快。

　　旋渦虹吸式：上沿出水量少，而在水道沖水出口處，使弧形水流沿切線沖出， 形成旋渦，借助旋渦將漂浮的污物帶入沖水出口。

　　特點：加強(qiáng)了虹吸作用，噪音較小。

　　1.2 按照沖洗裝置可分為：

　　低位沖洗水箱：常見到的低位沖洗水箱多用直落上導(dǎo)向球型排水閥，這種排水閥有密封不嚴(yán)漏水、容易損壞和開啟不便等特點，導(dǎo)致水的浪費。這些年來逐漸采用翻板式排水閥，這種翻板閥開啟方便， 復(fù)位準(zhǔn)確、斜面密封性好。此外以水壓杠桿原理自動進(jìn)水裝置代替普通浮球閥，克服浮球閥關(guān)閉不嚴(yán)導(dǎo)致長期溢水之弊。

　　高位沖洗水箱：提拉虹吸式?jīng)_洗水箱的出現(xiàn)，解決了舊式提拉活塞式水箱的漏水問題。近若干年來，人們把注意力轉(zhuǎn)向減少一次性沖洗水量，以進(jìn)一步節(jié)約用水。這方面的合理做法應(yīng)當(dāng)是：在保證衛(wèi)生要求減少沖洗水箱有效容積，相應(yīng)地改變便器、水封構(gòu)造形式，以確保沖洗效果。

　　延時自閉式?jīng)_洗閥：屬于水流控制裝置（基本不能控制流量），是以往直接與便器連接的沖洗管上的普通閘閥的替代品，它避免了普通閘閥使用不便，易損害，水量浪費大以及逆行污染等問題，延時自閉沖洗閥具有延時、自閉、沖洗水量在一定范圍內(nèi)可調(diào) ，防污染等功能，對衛(wèi)生器具的節(jié)水有一定幫助。

　　自動沖洗裝置：克服了手動沖洗閥、沖洗水箱、延時自閉沖洗水箱等依靠人工操作引起的弊端，例如頻繁操作，裝置易損壞，損壞時易造成水量浪費，以及引發(fā)衛(wèi)生問題———交叉感染等缺點。自動沖洗裝置有水力自動沖洗裝置和電氣自動控制沖洗裝置，水力自動沖洗裝置，只能實現(xiàn)定時定量沖洗，這樣易造成在衛(wèi)生器具使用低峰期時浪費水量，在衛(wèi)生器具使用的高峰期時不能及時沖洗影響衛(wèi)生條件等缺點，而電氣自動控制裝置則能克服這些問題，它可根據(jù)器具的使用人數(shù)，應(yīng)用光電效應(yīng)進(jìn)行程序化控制。

　　1.3 按照排水口的位置可分為：

　　橫排（也叫后排），即水平后排水，排水口在地面上，使用時要用一段膠管與坐便器后出口連接，它的沖洗方式一般為沖落式。

　　底排（也叫下排）：有垂直前下排水和垂直后下排水，排水口俗稱地漏，使用時只要將坐便器的水口和它對正就行了，它的沖洗方式一般為虹吸式排。

　　1.4 按照排污方式可分為：

　　直排式：取消了S彎，利于將污物暢通無阻地排出，結(jié)構(gòu)簡單，且節(jié)水；主要缺點是不能解決下水密封和返味問題，衛(wèi)生狀況差。

　　虹吸式：采用S彎進(jìn)行水封，解決了返味問題，衛(wèi)生狀況較好。并經(jīng)過長期的優(yōu)化，其節(jié)約用水量也基本達(dá)到極限（3L/6L）。

　　另外，坐便器還有坐箱虹吸式、掛箱虹吸式、掛箱沖落式及旋渦灶式四種。坐便器按所用材料不同有陶瓷坐便器、塑料坐便器、人造大理石坐便器、人造瑪瑙坐便器。普通坐便器之中沖落式和虹吸式使用的較多。坐便器安裝在室內(nèi)，要防臭必須要水封，坐便器水封都是設(shè)計成S狀流道，那么如何區(qū)分虹吸式與沖落式？一般虹吸式存水彎較深，S狀排污管較細(xì)較長，且出口向下，每次沖水時，便器水位先是上漲，漲到虹吸水位，然后水以教大的速度進(jìn)排污管里，并有較響的抽吸聲；沖落式則以此不同，每次沖水時將污物直接沖入較粗的排水管之中，有沖洗的響聲。一次完整的沖洗過程除了要將污物沖洗干凈，通過水平下水管送入立管，并且還要將便器里的水置換成新水。

　　虹吸式有噴射虹吸式和旋渦虹吸式兩種，噴射虹吸式便器除了具有虹吸式坐便器的優(yōu)勢外，在每次排污時，除了由坐圈下面出水口沿壁向下沖洗外，還在便器的底部，對準(zhǔn)虹吸管口的地方設(shè)計了一個噴嘴，該噴嘴正好對準(zhǔn)排泄物噴射，對排泄物起到了擊碎和引射作用，提高了沖洗效率，但耗水量會大一些。

　　旋渦虹吸式是為了減少上述便器的排污噪聲，提高沖洗效率開發(fā)的產(chǎn)品，他的連體水箱設(shè)計得很底儲水量也比較少，底部設(shè)計一個較大的出水口，沖水開始時水箱的水沿左旋切線方向很快流出形成一個大的旋渦，由于水量少，勢能也小，并不能全部完成一次沖洗工作，隨著水箱水位的下降，進(jìn)水閥啟動，進(jìn)水閥有兩個由浮子控制的進(jìn)水管，分別稱為補(bǔ)水管和沖水管，補(bǔ)水管負(fù)責(zé)向水箱補(bǔ)水，沖水管利用管網(wǎng)壓力水給到便器的上圈，繼續(xù)完成沖洗工作，直到水箱的進(jìn)水滿為止，通過調(diào)整沖水管浮子上面的平衡重錘，可以控制沖水管流出的水量。

　　2、傳統(tǒng)便器的節(jié)水空間

　　2.1 傳統(tǒng)便器滴漏現(xiàn)象嚴(yán)重

　　由于市場管理制度不夠完善，造成很多小廠不按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)使用不符合要求的材料，而且往往偷工減料，比如按國家標(biāo)準(zhǔn)水箱中的進(jìn)出水口的密封圈應(yīng)該用硅膠，但一些廠家切用生膠或其他不適合密封的材料來替代以減少成本；在如水箱中的五金件應(yīng)該都用黃銅，可是一些廠家為了節(jié)約成本，在黃銅中加入氧化鋁，或甚至就用其他劣質(zhì)金屬，其硬度和耐蝕、耐磨損能力不能達(dá)到水箱應(yīng)用的要求，如長期在水流的沖刷和碰撞下，會出現(xiàn)許多細(xì)小的紋理，甚至金屬出現(xiàn)生銹的現(xiàn)象，這些都會造成密封閥失效，造成漏水。

　　2.2 傳統(tǒng)便器沖洗水量大

　　傳統(tǒng)便器沖洗水量大多在9到12升之間，以現(xiàn)在的6升水節(jié)水便器相比有很大的改進(jìn)空間。 傳統(tǒng)便器不節(jié)水一方面是由于滴漏現(xiàn)象較嚴(yán)重造成，另一方面是由于沖洗水量大。沖洗的用水量大也主要有下列幾個因素：

　?。?）傳統(tǒng)便器的材質(zhì)不夠好，陶瓷表面較粗糙，陶瓷的空隙率也比較大，陶瓷的密實度不夠，吸水率大，造成便器的水力條件不好是影響沖洗用水量大的主要因素。

　　（2）傳統(tǒng)便器的沖洗方式較簡單，沒有充分發(fā)揮水流沖洗的效果。傳統(tǒng)便器的沖洗方式是水沿著便器內(nèi)壁呈曲線狀緩緩流入排水口將污物排走，因為水流力量小，因此要將一定的污物量沖出需要較大的水量；而節(jié)水型便器應(yīng)用各種的沖洗方式加大水流的沖洗力度，從而能夠用較小的水量把污物快速的沖出。

　　3、節(jié)水型便器系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)水的途徑

　　較傳統(tǒng)的便器，節(jié)水型便器之所以節(jié)水，主要是從器具材質(zhì)、器具的結(jié)構(gòu)、沖洗的水力條件、沖洗的方式和其他措施入手實現(xiàn)節(jié)水。

　　3.1首先節(jié)水型便器表面必須保證光滑，因此便器本體材質(zhì)普遍采用細(xì)陶，這種陶瓷的空隙率小，吸水力小，水力阻尼系數(shù)小，水力條件好；同時表面涂有釉質(zhì)，好的材質(zhì)還具有自潔的能力，這樣污物就很容易被沖出。另外，還要保證有足夠的精密度、硬度和良好的耐磨性、耐蝕性的五金件來保證便器不漏水。

　　3.2較傳統(tǒng)的沖落式便器而言，節(jié)水型便器從本體的構(gòu)造出發(fā)，進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，從而造就了沖洗方式多種多樣，出現(xiàn)了沖落虹吸式、噴射虹吸式、旋渦虹吸式等。還有其它的超靜音和負(fù)壓防臭的便器，其都免不了從結(jié)構(gòu)出發(fā)，進(jìn)行改造和創(chuàng)新。

　　3.3節(jié)水型便器加大了水流的沖洗力度。傳統(tǒng)的便器沖洗時，水是沿著便器內(nèi)壁呈曲線狀緩慢地流出，由于水流的力量小，力度不夠大，導(dǎo)致所需的水量大；而節(jié)水型便器則通過各種方式，如采用高位水箱，或加大進(jìn)水壓力，改變水流的運動狀態(tài)等，來提高水流的沖擊力度。

　　4、節(jié)水型便器的普及情況及原因分析

　　在中國，由于各個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平差異很大，人民的節(jié)水意識也有高低之分，因此各個地區(qū)的節(jié)水型便器的使用情況也不一樣，而且由于市場上一些打著節(jié)水型便器旗幟的還達(dá)不到節(jié)水要求的便器的滲入，造成對節(jié)水型便器普及情況調(diào)查的困難。本小組兼于上述種種原因，只對福州市區(qū)居民使用便器的情況作了抽樣調(diào)查，經(jīng)過樣卷的整理、分析與總結(jié)，得到統(tǒng)計數(shù)據(jù)：福州市區(qū)節(jié)水型便器的普及率大約為55%（由于調(diào)查范圍的限制，調(diào)查結(jié)果可能有較大的誤差）

　　4.1 節(jié)水型便器推廣所存在的問題

　　與先進(jìn)國家的節(jié)水型器具的使用率70%相比，我們還存在很大差距，造成節(jié)水型器具在中國普及困難的因素很多，主要原因有：①節(jié)水型便器的價格普遍較高，與不夠節(jié)水的便器相比有很大的差價，雖然現(xiàn)在水費上漲和節(jié)水型便器的節(jié)水，但是就眼前的經(jīng)濟(jì)效益分析，購買節(jié)水型器具的節(jié)水差價與購買不夠節(jié)水便器在價格上的差價相比還不具有太大的優(yōu)勢，因此容易使某些節(jié)水意識不夠強(qiáng)的市民并不十分愿意購買節(jié)水型便器。②早期舊房的節(jié)水型便器改造困難，早期舊房使用的大都是不節(jié)水便器，如更換節(jié)水型便器不但施工方面存在較大不便，而且舊房更換新便器并不具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。③我國廣大公民的節(jié)水意識不夠強(qiáng)，由于我國人口眾多，層次不一，素質(zhì)差異很大，要使所有人都具有很強(qiáng)的節(jié)水意識還具有較大困難。

　　4.2實現(xiàn)節(jié)水型便器全面推廣的措施

　　雖然節(jié)水型器具推廣存在困難，但是節(jié)水型便器的推廣，有利于緩解水資源危機(jī)，于國于民都有很大的長遠(yuǎn)利益，因此我們應(yīng)該要加強(qiáng)節(jié)水型衛(wèi)生器具的推廣，推廣措施建議如下：①適當(dāng)提高水費，讓人們確實感覺到使用節(jié)水型便器所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。②加強(qiáng)節(jié)水型便器的研究，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)制造出一批性價比好的節(jié)水型便器，依靠政府出資推動節(jié)水型便器研究項目的開發(fā)，制造一些價格便宜的普及型的節(jié)水便器，使節(jié)水便器的大范圍普及成為可能。③加強(qiáng)科普宣傳，提高全體人民的節(jié)水意識。④對新建小區(qū)，國家用條文明確規(guī)定其使用便器的節(jié)水要求。⑤對早期舊房，可以應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)對不節(jié)水便器進(jìn)行適當(dāng)改造，使其更接近節(jié)水或達(dá)到節(jié)水的目的。

　　5、 便器改進(jìn)和實現(xiàn)節(jié)水措施

　　5.1節(jié)水型便器實現(xiàn)節(jié)水的途徑很多，但是就目前的技術(shù)和應(yīng)用條件來說，加大水流的沖擊力度是一個很有效的途徑。加大水流的沖擊力度可以采用高位水箱，或加大進(jìn)水壓力等措施，但這些在運用上受到一定的限制?，F(xiàn)提出利用人體的重力給水箱中的水加壓，由提高水的壓能來提高水的沖洗力度的建議，設(shè)計原理如下：在便器的底部設(shè)計一個加壓板，當(dāng)人在這個加壓板上時，由于人的重力引起加壓板對水箱的水進(jìn)行加壓，在這些裝置中設(shè)有一個緩沖裝置使人感覺不到板的動作，當(dāng)人離開加壓板時，板由緩沖裝置控制緩慢上升，觸動機(jī)關(guān)自動進(jìn)行沖水，水箱中的水由于有緩沖裝置的控制剛開始沖水時水有壓縮空氣的作用而具有較大的壓能，有利于在第一時間就把污物沖出，在沖洗過程中待壓縮空氣恢復(fù)到一個大氣壓時就與外界大氣連通，以免照成負(fù)壓不利于沖洗，后續(xù)的無壓縮空氣作用的水繼續(xù)沖洗，既進(jìn)行清潔，適合沖洗的要求。設(shè)計的沖洗方式所存在的缺點是噪音較大，水箱構(gòu)造也有特別要求而且連續(xù)使用時要求有不少于5秒的時間間隔（裝置進(jìn)行自動恢復(fù)），整體構(gòu)造也相對復(fù)雜。

　　5.2隨著社會的進(jìn)步，人民生活水平的提高，對節(jié)水型便器的衛(wèi)生條件要求越來越高，特別是防臭?，F(xiàn)在的便器系統(tǒng)，大都采用水封隔截臭氣，也取到了很好的效果；但當(dāng)人們正在使用衛(wèi)生器具時，并沒有采取積極有效的防臭措施，如排氣扇使臭氣排出室外，但臭氣的上升過程并不能避開人體；還有采用芳香劑，但這只是尋求一個心理安慰，臭氣一樣的會進(jìn)入人的鼻孔內(nèi)， 一樣會對人的身體健康造成不良的影響。設(shè)計便器本體采用動力排氣裝置，便器使用時排氣裝置工作使器體內(nèi)形成負(fù)壓，不會造成臭氣擴(kuò)散，并通過專用的排氣管把臭氣排出，當(dāng)便器使用結(jié)束，排起裝置也相應(yīng)地停止工作，這時便器的防臭主要靠水封的作用。其主要缺點就是便器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜（增設(shè)排氣裝置和排氣管道），耗能。

　　5.3在一些缺水比較嚴(yán)重，水費較高，電力充足的城市，還可以考慮使用氣水混合式的沖洗方式，即是同時使用水和空氣作為排污和清潔的媒介，空氣主要作為動力因素，水兼做動力和清潔因素。設(shè)計原理如下：在便器底部設(shè)有噴頭，噴頭正對排污口和污物，當(dāng)排污時，噴頭噴出高壓的汽水混合物，同時器具內(nèi)壁邊沿出水，形成上下一起動作，達(dá)到把污物排到排水立管和器具使用后的自潔作用。缺點主要有：要求便器離排水立管不宜太遠(yuǎn)，噪聲大，且耗能，器具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜等，因此其實用性還有待于進(jìn)一步研究。

　　5.4在一些水資源嚴(yán)重缺乏，電力資源也比較緊張的城市，則可以考慮使用中水系統(tǒng)，與建筑的中水系統(tǒng)基本相同，但考慮一些改進(jìn)的措施，如在每層設(shè)計一個簡單的除油和過濾裝置處理生活廢水為中水作為下層便器用水，但在實際應(yīng)用中可能受很多條件的限制，可以根據(jù)具體條件采取不同的處理方式。

　　6、結(jié)語

　　便器種類繁多，沖洗方式也多種多樣且各具特點，要進(jìn)一步提高便器的節(jié)水、節(jié)能性能，就要依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和人類的智慧，開發(fā)一批真正具有良好的衛(wèi)生條件而且物美價廉的便器，同時依靠政府的大力支持和不斷提高每位公民的節(jié)水意識，使節(jié)水型社會真正得以實現(xiàn)。

　　參考文獻(xiàn)：

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