節(jié)水用水器具的節(jié)水效益分析與工程應(yīng)用

魏天云，劉德明

（1福建船政交通職業(yè)學(xué)院道路工程系，福州350007；2福州大學(xué)土木工程學(xué)院，福州350108）

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節(jié)水用水器具的節(jié)水效益分析與工程應(yīng)用

魏天云1，劉德明2

（1福建船政交通職業(yè)學(xué)院道路工程系，福州350007；2福州大學(xué)土木工程學(xué)院，福州350108）

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

關(guān)鍵詞：節(jié)水用水器具；普通用水器具；節(jié)水效益；水資源

目前，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)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(jìn)程的日益推進(jìn)，需要消耗大量的水資源，有些水資源利用還遭到嚴(yán)重破壞，據(jù)統(tǒng)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(jù)較大比重［1-5］。建筑生活給水系統(tǒng)對于水資源的利用起著關(guān)鍵的作用，城市用水的緊張狀況日益嚴(yán)峻。為緩解這一狀況，必須加強節(jié)約建筑用水的研究，其中，大力推廣應(yīng)用建筑給水系統(tǒng)節(jié)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(jié)水意識。

1 節(jié)水用水器具的定義和要求

節(jié)水器具的設(shè)計要符合人機工程學(xué)，便于操作使用；同時結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，要有利于維修保養(yǎng)；制造上要精良，確保不發(fā)生跑、冒、滴、漏的浪費現(xiàn)象，從而真正做到節(jié)水。

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

避免水量浪費為特征的節(jié)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(jìn)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(jié)水設(shè)備以及限流裝置控制水流量的方法或者采用減壓閥等進(jìn)行減壓；

5）對于冷熱水混合器，改進(jìn)操作的靈敏性，而對于自動水龍頭以及電磁式淋浴節(jié)水裝置等也應(yīng)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(diào)節(jié)供水水壓或流量，如水泵機組調(diào)速給水設(shè)備。

2 節(jié)水型生活用水器具節(jié)水原理

常規(guī)生活用水器具在淋浴、廚房、飲用以及潔廁方面應(yīng)用時，耗水量較大，還會出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等浪費水的現(xiàn)象。為了避免這種不必要的浪費，采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計、先進(jìn)材料以及特殊的制造工藝技術(shù)開發(fā)出節(jié)水型用水器具，與同類常規(guī)產(chǎn)品比較，其節(jié)水效果顯著，越來越得到市場的認(rèn)可。節(jié)水型水龍頭是一種應(yīng)用廣泛的閥類產(chǎn)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(xiàn)節(jié)水：首先克服水龍頭跑、冒、滴、漏等浪費水的現(xiàn)象，其次根據(jù)需要來控制調(diào)節(jié)出水流量，最后控制水龍頭開關(guān)時間［6］。節(jié)水型便器也是一種用水量較大的產(chǎn)品，必須從材質(zhì)上保證其光滑度，結(jié)構(gòu)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(wèi)生條件下，使一次沖水量不超過6L。

3 節(jié)水用水器具節(jié)水實例分析

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

3.1 計算公式及說明

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

將公式（1）進(jìn)行變換，可以求出使用節(jié)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(jié)約的用水量（L/ 人·d）；

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

qa和qb分別表示的是雙沖水節(jié)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(jié)假日的時候，一個人在家里的平均洗手次數(shù)分別是一天4次和8次，每次洗手時間大約35 s。利用加權(quán)平均法能夠求得在住宅內(nèi)的每人每天水龍頭的使用時間Tc=393.72 s；

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

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

qg表示的是節(jié)水淋浴噴頭秒流量（L/s），由《節(jié)水型生活用水器具標(biāo)準(zhǔn)》（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(guī)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(biāo)準(zhǔn)洗衣周期）（L/人·d）。由《節(jié)水型生活用水器具標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T164—2002），標(biāo)準(zhǔn)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(wèi)生陶瓷》規(guī)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(shè)計規(guī)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用舉例

某小區(qū)住宅樓有30棟，每棟層數(shù)有28層，一層有8個住戶，一棟樓住224戶，一個小區(qū)住6720戶。假設(shè)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(jié)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(jié)水用水器具。

節(jié)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(jié)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(jié)果及分析

根據(jù)公式（2）和（3），并結(jié)合公式說明，可以分別計算出使用普通用水器具和節(jié)水器具每人每天用水量Q（dL/人·d），同時，每戶按3人統(tǒng)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(guān)數(shù)據(jù)。

根據(jù)表1的數(shù)據(jù)可知，采用方案二，即使用節(jié)水器具，其節(jié)水效益如下：

每戶每年節(jié)約用水量：

Q1=263.023-210.016=53.007（m3/戶?y）；

每戶每年節(jié)省開支：

T=53.007×3.0=159.02（元）；

一棟樓的用戶可節(jié)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(qū)可節(jié)約用水：

Q3=53.007×6720=356207.04（m3/小區(qū)?y）

由以上數(shù)據(jù)可以看出，使用節(jié)水器具之后，一棟樓每年可節(jié)約用水大約1.2萬噸，一個小區(qū)則可節(jié)水35.6萬噸，因此，其節(jié)水效益相當(dāng)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(jié)水用水器具的開發(fā)力度，大力推廣使用節(jié)水用水器具。

4 推廣應(yīng)用生活節(jié)水用水器具的措施

為了更好地推廣使用生活節(jié)水用水器具，必須從以下幾方面著手考慮：根據(jù)生產(chǎn)廠家和用戶的使用情況，聯(lián)合多部門制定節(jié)水用水器具的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；鼓勵生產(chǎn)廠家與科研部門加大節(jié)水器具的研發(fā)力度，不斷從材料、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝上創(chuàng)新，提高節(jié)水器具性能，降低成本；通過網(wǎng)絡(luò)、報紙等媒體方式宣傳節(jié)水器具的優(yōu)越性，及時公布檢測數(shù)據(jù)，杜絕不合格產(chǎn)品流入市場，同時對不合格產(chǎn)品的廠家要加大懲罰力度［7-8］；不斷宣傳科學(xué)用水、節(jié)約用水的好習(xí)慣，轉(zhuǎn)變不良的用水方式，樹立全民節(jié)約用水的意識。

5 結(jié)論

1）掌握節(jié)水用水器具的要求和工作原理，根據(jù)實際應(yīng)用場合選擇節(jié)水設(shè)備，才能發(fā)揮其最大效益，進(jìn)而不斷推廣使用節(jié)水用水器具。

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

參考文獻(xiàn)：

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

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

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

［4］林廷獻(xiàn)，洪燕虹，劉德明.高等學(xué)校建筑節(jié)水技術(shù)措施探討［J］.福建建設(shè)科技，2008（3）:74-75.

［5］魏天云.同層排水技術(shù)在現(xiàn)代建筑住宅工程中的應(yīng)用［J］.四川理工學(xué)院學(xué)報，2014，27（1）:56-59.

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

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

［8］李進(jìn).建筑節(jié)水設(shè)備的選擇與應(yīng)用［J］.江蘇建筑，2014 （4）：110-113.

（責(zé)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，F(xiàn)ujian Chuanzheng Communications College，F(xiàn)uzhou 350007，China；2.College of Civil Engineering，F(xiàn)uzhou University，F(xiàn)uzhou 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(xiàn)標(biāo)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(shù)方面的教學(xué)與研究工作。