摘要：節水問題是世界性的資源節約問題，座便器節水是家庭節水的重要部分。本文從座便器的沖排方式、水箱配件、管路設計方面分析現有座便器節水措施的特點，提出節水改進的思路。
　　關鍵字：座便器；節水；虹吸式；沖落式
　　
　　當前，我國符合飲用水標準的水資源在日常生活中的消耗主要分為淋浴及沐浴用水、座便器沖洗用水、洗衣用水、清洗餐具用水、飲用與烹調、室內衛生、沖洗汽車用水等。其中座便器沖洗用水占家庭全部生活用水量的三分之一左右。座便器是當代許多家庭、賓館的主要衛生潔具，節水問題是世界性的資源節約問題，因此座便器的節水研制，引起人們的重視，縱觀各種節水結構和改進方法，有以下幾點共性。
　　一、節水的標準
　　節水是相對老式座便器而言，老式座便器用水一般大于6升，中國建筑裝飾協會五金委員會等單位起草的JC／T856《6升水便器配套系統標準》中對節水型座便器的要求是“利用水的沖力，用3升左右的水將糞便沖離存水彎，且有大于2．5升的后續水，將糞便沖入立管”。中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局和中國國家標準化管理委員會發布的《中華人民共和國國家標準衛生陶瓷GB6952--2005》（以下簡稱《GB6952》），對節水型座便器的最基本定義是實現清潔功能的用水量不大于6升。針對我國缺水問題日益尖銳的現實，也為了環保和節水，國家標準化委員會在2004年將《6升水便器配套系統標準》列為國家強制性標準。因此用水量小于6升的座便器被稱為節水座便器。當然這樣的座便器要實現沖洗、排出、排送功能,即用6升水能將污物沖出座便器,并刷洗干凈，使污物順利通過排污橫管并沖至排污豎管中，存水彎中的水封水必須被置換。
　　二、沖排方式
　　從座便器沖排方式的功能原理來看，座便器分為虹吸式和沖落式。目前中國國內市場同時使用沖落式和虹吸式座便器。如圖1。
　　沖落式是利用排掉存儲于水箱中的水的勢能差產生的沖力來清潔座便器并沖走污物的沖洗方式。因為僅是利用水流的沖力來排出污物，為使從便圈周圍的分水孔落下的水力加大，通常池壁都設計得較陡，同時為使水力集中，存水池面積較小。該沖水方式的優點是污物可在沖洗瞬間被快速沖出，洗凈效果好，且管路不易阻塞。缺點是沖水噪聲大，同時由于水封面積小，易產生積垢。
　　虹吸式座便器是同時利用排掉存儲于水箱中水的勢能差產生的沖力，還利用沖洗水在座便器的排污管道(通常稱為存水彎道)內充滿水后形成的虹吸現象，將污物排走的沖洗方式。虹吸式座便器的結構特點是便器內有一個完整的管道。形狀呈側倒狀“S”形，利用給水時的水位差促進虹吸作用的形成，由于不借水力沖走污物，所以池壁坡度較緩，池底也擴大了存水面積，解決了沖落式噪聲過大的缺點。
　　
　　

　　圖1沖落式和虹吸式座便器
　　三、節水原理及措施
　　不論是沖落式，還是虹吸式，都利用了水的勢能，所以節水措施可以從其沖洗原理方面考慮。
　　1.提高沖洗用水的勢能水的勢能差大，水的動力大，速度快，沖洗效果自然好,也便于實施節水。如圖2。
　　采用高水箱可以提高水的勢能。水箱高，儲水多，水的重力勢能大，沖洗時水的動力大。
　　提升水沖洗時的水位可以提高水的勢能。現有的座便器出水口一般位于水箱的底部，沖水時，水箱內的水自然落下，沖洗力度隨水量的減少而逐漸減弱，因而排污力不足，也就難以達到節水的目。如果將水先提升后落下，則水的勢能提高，沖洗力提高和保持，排污能力增大，可以實現節水。
　　2.提高沖洗用水的動力通過加大對水的壓力直接增加水的動力。
　　采用封閉水箱或加壓水箱，利用供水管道內的壓力去壓縮封閉水箱內的空氣，從而使水產生較大的動能，加大沖洗水的動力。進水時,封閉水箱內的空氣被壓縮,直至其壓力與供水管道內的壓力平衡，壓縮空氣對水有一個向下的壓力，此時供水管道內的壓能可充分轉成壓縮空氣的勢能。有資料表明，封閉水箱包含的勢能可達到普通水箱勢能的12倍。
　　3.對虹吸式而言，必須有足夠多的水以足夠快的速度倒入便池，才能促發效果明顯的虹吸現象，因此通過管道結構改進，使其較早地產生虹吸負壓，促進虹吸形成。在虹吸式便器的基礎上增設一個噴射附道，部分水由噴射口射出，利用其較大的水流沖力將污物排出，同時促進虹吸作用加速形成。
　　4．水流通過的通道細，水流速度快，動力大。如圖
　　
　　圖2提升水的勢能圖3減小水流通道
　　5、進、排水閥結構
　　解決進、排水閥密封不嚴造成水的跑、冒、滴、漏也是節水可采取的措施。進水閥主要由控制機構及進水管路組成，通過進水管連接水源，其內部機構通過水箱內水位線的高低來控制水流的開啟和關閉。排水閥主要由控制開關和閉水機構組成。便器漏水的主要部位是排水閥的密封件，老式座便器水箱排水閥用塑料、橡膠等制成，長期使用，排水閥的材料老化，失去彈性，如果排水閥邊沿有很小的異物，都將造成密封不良而漏水。目前水箱配件使用較多的是部分浸水浮筒式進水閥和活塞式、翻板式排水閥。其設計結構經近年來的設計和開發，很多品種達到國際先進水平。
　　密封效果改善源自兩個方面：一是密封材料的改進，使用新型工程塑料高強度硅橡膠制造排水閥密封件，在常溫條件可使用10年以上，其彈性和耐水性均高于普通橡膠。二是將老式密封件與排水口的線接觸改為面接觸，加大接觸面積，同時利用向下的水壓使密封件與排水閥口緊密接觸，提高密封效果。如圖4所示。

　　翻板式活塞式
　　圖4排水閥密封形式
　　6、便器設計
　　便器設計的節水措施主要集中在管道表面質量和管路設計上。在管道表面施超平滑釉，便器內部排水管路上釉，可以減少沖水時水在便器內流動過程中的阻力。沖落式座便器的內部水道結構簡單，內徑大，彎曲較少，比較容易地將污物排出。由于結構簡單，水道內壁比較容易施釉，減少毛刺，易將污物排出便器后再推出一段距離，總用水量控制在6升之內比較容易做到。虹吸式座便器水道內徑小，結構復雜，彎曲較多，水道表面不易施釉，有毛刺，導致污物容易堵塞。
　　管路設計主要考慮盡量減小沖水過程的阻力和提高流速，以保持沖水時的沖力。孔徑小，流速快，沖力大，效果好。分水孔、噴射口、刷洗孔的直徑都可以考慮適當取小。在虹吸式座便器池底設計排污孔，沖洗水從排污孔的側上方噴出形成漩渦，漩渦使其周圍的水面產生強大的向心力，使上面的液體和污物迅速地被卷入漩渦中，又隨虹吸的生成而排走，因此排污過程迅速徹底，有利于節水。
　　四、改進思路
　　1.目前水箱配件多為大小便兩檔用水，其節水取得一定效果。針對不同使用情況，還可以考慮多檔排水。
　　2.現有的座便器出水口一般位于水箱的底部，排水時水的勢能低，提高排出水的勢能,提高水的沖力，可改善沖洗效果，從而實現節水。
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