節(jié)水系統(tǒng)輔助用戶節(jié)水意識(shí)構(gòu)建

康輝+盧文博

摘要：本文以統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制的方法找到家庭水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，并通過(guò)產(chǎn)品節(jié)水系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)，輔助用戶構(gòu)建節(jié)水省水的意識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源的目的。

關(guān)鍵字：節(jié)水系統(tǒng)節(jié)水意識(shí)構(gòu)建節(jié)水產(chǎn)品設(shè)計(jì)節(jié)水提醒模塊

一、家用水資源情況

（一）通過(guò)系統(tǒng)圖法明確用戶用水問(wèn)題

對(duì)于節(jié)水問(wèn)題的要素通過(guò)一般城市家庭用水問(wèn)題親和圖進(jìn)行分類，找到主要原因，如圖1。

通過(guò)圖1可以看出，造成水浪費(fèi)的因素主要有人本身的節(jié)水意識(shí)、用水方法存在問(wèn)題、設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷造成的水浪費(fèi)。

（二）用戶用水問(wèn)題分析

對(duì)于人的節(jié)水意識(shí)的提高以及節(jié)水方法的改善，需要社會(huì)加大宣傳節(jié)水力度，促使人們了解節(jié)水的方式以及重要性，同時(shí)可以通過(guò)產(chǎn)品輔助人們生活用水習(xí)慣，潛移默化改變?nèi)藗冇盟?xí)慣以及節(jié)水意識(shí)。

首先，熱水器缺少水量測(cè)量與提醒模塊，建構(gòu)熱水器水量提醒模塊可有效影響用戶對(duì)于自身用水量的關(guān)注度。另外，太陽(yáng)能熱水器水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，其管路越長(zhǎng)，所浪費(fèi)的水資源越多，尤其冬季時(shí)的浪費(fèi)問(wèn)題尤為明顯，用戶基本都會(huì)將管路里的冷水浪費(fèi)掉。這個(gè)問(wèn)題并非用戶意識(shí)造成，產(chǎn)品本身缺陷導(dǎo)致。[1]

（三）確定用戶節(jié)水設(shè)計(jì)方向

針對(duì)以上問(wèn)題及相關(guān)用水設(shè)備節(jié)水設(shè)計(jì)的現(xiàn)有市場(chǎng)，整套節(jié)水系統(tǒng)主要分為三個(gè)方向：

第一，目前市場(chǎng)上熱水器沒(méi)有用水量提醒模塊，可以在熱水器中增加此模塊，從而設(shè)計(jì)熱水器用水提醒裝置，通過(guò)提醒模塊影響用戶對(duì)自身用水量的了解與需求；第二，如果有太陽(yáng)能熱水器用戶，則需要設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器冷水回收系統(tǒng)，以輔助用戶養(yǎng)成水資源回收的習(xí)慣；第三，設(shè)計(jì)二次水回收利用裝置。

二、節(jié)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

（一）熱水器水量提醒裝置的設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有熱水器進(jìn)行功能進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，增加節(jié)水顯示及提醒模塊，通過(guò)長(zhǎng)期提醒模塊的影響，使用戶對(duì)自己用水量有基本一個(gè)認(rèn)識(shí)，從而改變用戶用水習(xí)慣，從用水提醒到用戶自我用水量意識(shí)形成，逐步建構(gòu)用戶節(jié)水意識(shí)。

（二）太陽(yáng)能熱水器冷水回收裝置設(shè)計(jì)

1.頂式太陽(yáng)能熱水器年浪費(fèi)水量調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

以一個(gè)使用定是太陽(yáng)能的三層用戶為例，對(duì)其年浪費(fèi)的水資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

表1[3]為一般用戶用水習(xí)慣統(tǒng)計(jì)，根據(jù)常識(shí)，用水量區(qū)別可分為冬夏兩季。冬季每個(gè)家庭熱水使用次數(shù)總計(jì)93次，另外冬季午飯后、晚飯后洗碗共14次，按一周洗衣服1次冬季普通家庭平均每周用熱水次數(shù)（兩次用熱水次數(shù)間隔時(shí)間大于10min）約為108次。但是，每次洗漱時(shí)間、飯前洗手時(shí)間較為集中，因此管道內(nèi)熱水不會(huì)冷卻，所以，每周開(kāi)啟回流裝置的次數(shù)為52次。

考慮到氣候因素，春秋季與冬季相比洗浴熱水需求基本持平，但其在三類熱水需求中所占比重明顯上升，廚房用水與洗衣熱水需求減少。夏季冷水溫度較高廚房和洗衣基本無(wú)熱水需求，熱水多用于洗浴。因此，夏季只保留洗浴用熱水次數(shù)，春秋季保留洗浴、洗衣、洗漱用熱水次數(shù)。由此得到年回流裝置使用次數(shù)k為：1365次。[2]

根據(jù)分析對(duì)象為6層樓高，則平均太陽(yáng)能水管長(zhǎng)度為3層樓的長(zhǎng)度取3*3=9m，管道直徑d取20mm=0.02m，根據(jù)公式3-1得出管內(nèi)的冷水量為：

因此一個(gè)三層頂式太陽(yáng)能住戶一年浪費(fèi)水量為3.86t，日浪費(fèi)水量為0.01t。根據(jù)頂式太陽(yáng)能的特點(diǎn)，樓層越低，浪費(fèi)水的量就越大。

2.頂式太陽(yáng)能冷水回流裝置設(shè)計(jì)

在太陽(yáng)能水箱底部增加一個(gè)回流小水箱，每次管道中的冷水依靠重力回流到小水箱中，小水箱滿了以后通過(guò)水泵抽回到太陽(yáng)能水箱中，以此完成冷水的收集。

對(duì)頂式太陽(yáng)能的改進(jìn)進(jìn)一步節(jié)約了家庭用水量，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能裝置的改良，進(jìn)一步提高水資源節(jié)約效果的同時(shí)也進(jìn)一步影響用戶對(duì)于水資源節(jié)約意識(shí)的構(gòu)建。

（三）二次水回收裝置設(shè)計(jì)1.家用二次水量統(tǒng)計(jì)分析

查閱相關(guān)資料，僅以北京市為例，2010年人均日用水量為174.9L≈0.17t，理想狀態(tài)下，所有用水都可以進(jìn)行二次回收，但是考慮到過(guò)程中有所浪費(fèi)，同時(shí)還要進(jìn)行一些過(guò)濾，因此按人均用水量的50%進(jìn)行二次回收水量的計(jì)算，則北京市人均日二次用水回收量為0.09t水，則年人均二次用水回收量為31.03t。

2.二次水回收裝置設(shè)計(jì)

二次回水裝置的主要設(shè)計(jì)是首先通過(guò)管路活直接回收二次用水，例如，洗澡水，洗漱用水，但是其中在收集口處需要添加過(guò)濾網(wǎng)，以免堵塞管路，再利用文丘里管內(nèi)流壓力小于外界壓力的原理，將回收回來(lái)二次用水注入到馬桶當(dāng)中，或通過(guò)單獨(dú)的水龍頭混合自來(lái)水一并出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)二次用水的再利用。

三、整體節(jié)水計(jì)算

綜合這三者設(shè)計(jì)，可有效節(jié)約家庭用水，經(jīng)過(guò)計(jì)算，僅使用太陽(yáng)能冷水回收與二次用水回收這兩樣裝置，一般城市家庭日用水量就可以節(jié)約大約0.1t，年節(jié)約大約34.71t水。

假設(shè)一個(gè)城市有100萬(wàn)戶居民，其中有30%使用頂式太陽(yáng)能熱水器，則該城市每年節(jié)水量為：

Vm=1000000*0.3*3.68+1000000*31.03=32134000t

即該城市每年可節(jié)水約3213.4萬(wàn)噸水。

不僅實(shí)際節(jié)水效果明顯，通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與改良對(duì)于用戶節(jié)水意識(shí)的構(gòu)建與改善也具有相當(dāng)?shù)囊饬x，通過(guò)產(chǎn)品實(shí)際的效果，使用戶建立起對(duì)于水資源的珍惜意識(shí)。

四、總結(jié)

整套節(jié)水裝置的設(shè)計(jì)不僅在功能具有節(jié)水的社會(huì)價(jià)值，對(duì)于用戶節(jié)水意識(shí)的構(gòu)建更具有引導(dǎo)、指向的作用，從產(chǎn)品角度出發(fā)喚醒用戶對(duì)于水資源節(jié)約的意識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]杜曉輝.北方城市住宅太陽(yáng)能人均熱水用量研究[J].建筑科學(xué)，2011，8，27（8）：37-41.

[2]崔新明，廖春波，李敏妃.高層住宅太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)集熱面積調(diào)查與研究[J].建筑技術(shù)，2011，42（1）.