康輝+盧文博

摘要：本文以統(tǒng)計質(zhì)量控制的方法找到家庭水資源浪費的問題，并通過產(chǎn)品節(jié)水系統(tǒng)模塊的設計，輔助用戶構(gòu)建節(jié)水省水的意識，最終實現(xiàn)節(jié)約水資源的目的。

關(guān)鍵字：節(jié)水系統(tǒng)節(jié)水意識構(gòu)建節(jié)水產(chǎn)品設計節(jié)水提醒模塊

一、家用水資源情況

（一）通過系統(tǒng)圖法明確用戶用水問題

對于節(jié)水問題的要素通過一般城市家庭用水問題親和圖進行分類，找到主要原因，如圖1。

通過圖1可以看出，造成水浪費的因素主要有人本身的節(jié)水意識、用水方法存在問題、設備的設計缺陷造成的水浪費。

（二）用戶用水問題分析

對于人的節(jié)水意識的提高以及節(jié)水方法的改善，需要社會加大宣傳節(jié)水力度，促使人們了解節(jié)水的方式以及重要性，同時可以通過產(chǎn)品輔助人們生活用水習慣，潛移默化改變?nèi)藗冇盟晳T以及節(jié)水意識。

首先，熱水器缺少水量測量與提醒模塊，建構(gòu)熱水器水量提醒模塊可有效影響用戶對于自身用水量的關(guān)注度。另外，太陽能熱水器水資源浪費嚴重，其管路越長，所浪費的水資源越多，尤其冬季時的浪費問題尤為明顯，用戶基本都會將管路里的冷水浪費掉。這個問題并非用戶意識造成，產(chǎn)品本身缺陷導致。[1]

（三）確定用戶節(jié)水設計方向

針對以上問題及相關(guān)用水設備節(jié)水設計的現(xiàn)有市場，整套節(jié)水系統(tǒng)主要分為三個方向：

第一，目前市場上熱水器沒有用水量提醒模塊，可以在熱水器中增加此模塊，從而設計熱水器用水提醒裝置，通過提醒模塊影響用戶對自身用水量的了解與需求；第二，如果有太陽能熱水器用戶，則需要設計太陽能熱水器冷水回收系統(tǒng)，以輔助用戶養(yǎng)成水資源回收的習慣；第三，設計二次水回收利用裝置。

二、節(jié)水系統(tǒng)設計方案

（一）熱水器水量提醒裝置的設計

針對現(xiàn)有熱水器進行功能進行相應調(diào)整，增加節(jié)水顯示及提醒模塊，通過長期提醒模塊的影響，使用戶對自己用水量有基本一個認識，從而改變用戶用水習慣，從用水提醒到用戶自我用水量意識形成，逐步建構(gòu)用戶節(jié)水意識。

（二）太陽能熱水器冷水回收裝置設計

1.頂式太陽能熱水器年浪費水量調(diào)查與統(tǒng)計

以一個使用定是太陽能的三層用戶為例，對其年浪費的水資源進行統(tǒng)計。

表1[3]為一般用戶用水習慣統(tǒng)計，根據(jù)常識，用水量區(qū)別可分為冬夏兩季。冬季每個家庭熱水使用次數(shù)總計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)間隔時間大于10min）約為108次。但是，每次洗漱時間、飯前洗手時間較為集中，因此管道內(nèi)熱水不會冷卻，所以，每周開啟回流裝置的次數(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)分析對象為6層樓高，則平均太陽能水管長度為3層樓的長度取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：

因此一個三層頂式太陽能住戶一年浪費水量為3.86t，日浪費水量為0.01t。根據(jù)頂式太陽能的特點，樓層越低，浪費水的量就越大。

2.頂式太陽能冷水回流裝置設計

在太陽能水箱底部增加一個回流小水箱，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水泵抽回到太陽能水箱中，以此完成冷水的收集。

對頂式太陽能的改進進一步節(jié)約了家庭用水量，通過對太陽能裝置的改良，進一步提高水資源節(jié)約效果的同時也進一步影響用戶對于水資源節(jié)約意識的構(gòu)建。

（三）二次水回收裝置設計1.家用二次水量統(tǒng)計分析

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，所有用水都可以進行二次回收，但是考慮到過程中有所浪費，同時還要進行一些過濾，因此按人均用水量的50%進行二次回收水量的計算，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計

二次回水裝置的主要設計是首先通過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，將回收回來二次用水注入到馬桶當中，或通過單獨的水龍頭混合自來水一并出來，從而實現(xiàn)二次用水的再利用。

三、整體節(jié)水計算

綜合這三者設計，可有效節(jié)約家庭用水，經(jīng)過計算，僅使用太陽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。

假設一個城市有100萬戶居民，其中有30%使用頂式太陽能熱水器，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3213.4萬噸水。

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

四、總結(jié)

整套節(jié)水裝置的設計不僅在功能具有節(jié)水的社會價值，對于用戶節(jié)水意識的構(gòu)建更具有引導、指向的作用，從產(chǎn)品角度出發(fā)喚醒用戶對于水資源節(jié)約的意識。

參考文獻

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

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