鐘嘉強

(健研檢測集團(tuán)有限公司 福建 廈門 361000)

在人們更加追求品質(zhì)化、健康化、人性化、個性化、智能化的衛(wèi)生間生活理念下,智能坐便器在國內(nèi)的普及度越來越高。與傳統(tǒng)坐便器普遍帶有陶瓷高水箱不同,智能坐便器因智能組件排布和造型的需要,絕大多數(shù)為無水箱或帶下沉式水箱,外觀簡潔大方、空間利用率高、便于智能組件排布(見圖1)。

圖1 傳統(tǒng)坐便器與智能坐便器

沖洗功能是坐便器的核心功能。傳統(tǒng)的水箱坐便器帶有高水箱,沖洗利用的是水箱中儲水的重力勢能,不受自來水壓影響,沖洗功能較為穩(wěn)定。而智能坐便器因水箱下沉或無水箱,可利用的重力勢能較小或未利用重力勢能,沖洗方式多種多樣,有蓄能沖刷、文丘里沖刷、水泵沖刷及電磁閥沖刷等等,大多數(shù)利用管道壓力,受水壓影響較大。

據(jù)市場調(diào)查反饋,智能馬桶實際沖洗表現(xiàn)良莠不齊,很多用戶的實際沖洗體驗不太理想。而無論是國標(biāo)GB/T6952及GB/T31436,還是美國標(biāo)準(zhǔn)ASME A112.19.2,或者歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN997都是有對坐便器的沖洗能力進(jìn)行評估的。

針對這種現(xiàn)象,筆者通過調(diào)研、測試和分析,發(fā)現(xiàn)用現(xiàn)有的國標(biāo)沖洗能力評價體系評價智能坐便器的沖洗功能,確實存在以下不夠完善的地方。

(1)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)里大多測試指標(biāo)都是以某一限值或要求作為“合格與不合格”的判定基準(zhǔn),特別在合格區(qū)間的產(chǎn)品,并沒有定量的評價來做區(qū)分,因此,會出現(xiàn)很多產(chǎn)品在合格線的邊界,過程質(zhì)量控制不好,容易產(chǎn)生波動導(dǎo)致不合格。

(2)國標(biāo)規(guī)定的最低測試壓力為0.14MPa(壓力式為0.24MPa),而從下文中的水壓調(diào)研結(jié)果和對常見坐便器不同壓力的沖洗功能測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),用戶水壓低于0.14MPa的情況較為常見,且低壓時部分智能坐便器沖洗表現(xiàn)不佳;雖然國標(biāo)允許商家規(guī)定最低使用壓力,但因為沖洗功能沒有定量評價指標(biāo),很多用戶選購時容易忽略壓力限制。

所以,現(xiàn)有的國標(biāo)沖洗能力評價體系用于評估傳統(tǒng)坐便器是適用的,但用來評價智能坐便器的沖洗能力時具有一定局限性。為此,筆者在國標(biāo)試驗項目的基礎(chǔ)上,結(jié)合對用戶實際水壓的調(diào)研結(jié)果,選取市面上常見的傳統(tǒng)坐便器及智能坐便器各20款,通過大量測試得到了各坐便器在不同水壓下的沖洗表現(xiàn);再根據(jù)試驗結(jié)果和分析總結(jié),探尋一種更適用于智能坐便器,有充分考慮水壓影響,且和水效等級一樣可定級或評分的坐便器沖洗功能評價方法,為產(chǎn)品研發(fā)及消費者選購智能坐便器提供一個對沖洗能力的定量參考。

1 國標(biāo)試驗項目概述

1.1 試驗項目

國家標(biāo)準(zhǔn)《衛(wèi)生陶瓷》(GB/T6952-2015)及《節(jié)水型衛(wèi)生潔具》(GB/T31436-2015)規(guī)定的各類坐便器沖洗功能試驗項目如表1所示。

表1 坐便器沖洗功能試驗項目

這些試驗項目中,測試過程有定量和定性的,如洗凈功能中記錄殘留墨線長度、球排放和顆粒排放記錄剩余的球和顆粒個數(shù)、排水管道輸送特性記錄輸送長度等均為定量指標(biāo),水封回復(fù)、污水置換、衛(wèi)生紙及人造試體和紙球等只記錄合格與否,但國標(biāo)規(guī)定的是各項指標(biāo)的合格線,測試報告最終呈現(xiàn)出來的只有合格與不合格的定性的結(jié)論,無法如水效等級一樣定量評價坐便器沖洗系統(tǒng)的優(yōu)劣。

1.2 試驗壓力

按國標(biāo)GB/T6952及GB/T31436的相關(guān)規(guī)定,沖洗功能試驗項目中,人造試體及紙球試驗在靜壓0.35MPa下進(jìn)行,其他沖洗功能試驗在表2規(guī)定的最低試驗壓力下進(jìn)行,既重力式的在0.14MPa,壓力式的在0.24MPa下進(jìn)行。其中重力式即水箱式坐便器,壓力式指有利用管道壓力的沖洗閥式坐便器。不過,現(xiàn)在的智能坐便器應(yīng)用到的能量多種多樣,定義劃分并不是非常清晰。

表2 便器用水量試驗壓力(靜壓力)(MPa)

除人造試體及紙球外,國標(biāo)只對最低0.14MPa和0.24MPa兩個壓力的功能測試有規(guī)定,而從下文的用戶水壓調(diào)研結(jié)果來看,低于0.14MPa的情況還是很常見的。供水系統(tǒng)壓力對傳統(tǒng)水箱式坐便器影響不大,但對于沖洗方式與水壓和流量息息相關(guān)的許多智能坐便器而言,水壓大小直接影響到功能。雖然國標(biāo)也允許商家規(guī)定產(chǎn)品的最低使用壓力要求,除非專業(yè)人士,大多客戶并不會關(guān)注到這些要求。這就導(dǎo)致很多用戶家中安裝的智能坐便器沖洗體驗并不好。

2 水壓調(diào)研及坐便器沖洗功能測試

國標(biāo)規(guī)定了0.14MPa及0.24MPa的最低測試壓力,為了充分考慮坐便器在不同壓力的沖洗表現(xiàn),本文的試驗測試壓力選取在0.10～0.28MPa。

2.1 測試壓力選取及水壓調(diào)研結(jié)果

為了確保試驗壓力能夠真實地反映實際使用情況,通過調(diào)查了近千戶用戶家的水壓,涵蓋城市新舊小區(qū)及農(nóng)村自建房等。調(diào)查結(jié)果顯示,用戶家實際水壓在試驗選取的壓力段(0.14～0.28MPa)的分布情況如圖2所示。從圖2中可看出:①住宅水管壓力低于0.14MPa的情況確實是常見的;②壓力在0.1～0.28 MPa壓力分布近似形成以0.19MPa為期望值的正態(tài)分布,這為后續(xù)構(gòu)建評價體系模型時的壓力權(quán)重系數(shù)選取提供了參考。

圖2 水壓分布圖

2.2 部分沖洗功能測試結(jié)果

根據(jù)測試壓力選取的結(jié)果,在0.1MPa、0.12MPa、0.14MPa、0.17MPa、0.19MPa、0.21MPa、0.24MPa、0.26MPa、0.28MPa等9個壓力對選取的40個坐便器的沖洗功能進(jìn)行測試,部分測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 坐便器部分沖洗功能在各壓力段測試結(jié)果

根據(jù)圖4的測試結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn):①傳統(tǒng)高水箱坐便器沖洗功能穩(wěn)定,在各壓力段表現(xiàn)無明顯差異,基本不受水壓高低影響;②智能坐便器沖洗功能受水壓影響明顯,尤其是低壓沖洗功能;部分坐便器在低壓0.14 MPa以下有多項試驗指標(biāo)不合格。因此,為了能夠準(zhǔn)確地評價坐便器的沖洗能力,需要構(gòu)建一套能夠?qū)_洗能力量化的定量評價模型,將低壓時的沖洗表現(xiàn)量化到最終結(jié)果中。即將考慮了不同水壓的沖洗試驗項目的試驗結(jié)果量化成一定的分?jǐn)?shù),再通過一定的加權(quán)計算,得到一個能夠有效反應(yīng)坐便器在各壓力下沖洗能力的總分?jǐn)?shù)。

3 沖洗功能定量評價體系建模

3.1 試驗項目選取及量化處理

在國標(biāo)規(guī)定的試驗項目中,為了能更有效地量化坐便器的沖洗能力,試驗項目做了一定的取舍,選取了可代表實際沖刷污物在坐便器中的各種狀態(tài)的5種介質(zhì),墨線、固體球、小顆粒、混合介質(zhì)和人造試體及紙球,并在現(xiàn)有測試方法的基礎(chǔ)上對試驗項目做量化處理。如洗凈功能中的試驗介質(zhì)墨線,在坐便器中處于掛壁狀態(tài),反映坐便器沖洗掛壁物的能力。

將試驗結(jié)果量化時,先按國標(biāo)規(guī)定的試驗方法和最低試驗壓力0.14MPa(壓力式為0.24MPa)下測試各試驗項目(人造試體及紙球為0.35MPa)。若測試不合格,本項直接記0分;若合格,再測試此試驗項目在選取的各壓力下的結(jié)果,并量化處理。試驗項目選取及量化處理如表3所示。

表3 試驗項目及量化處理

其中混合介質(zhì)和人造試體及紙球,為了更好地量化指標(biāo)評估沖洗能力,在國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量上適當(dāng)調(diào)整:混合介質(zhì)中海綿條數(shù)量保持20條不變,紙球數(shù)量增加;人造試體及紙球中紙球數(shù)量保持4個不變,人造試體數(shù)量增加。

3.2 試驗壓力加權(quán)比重

本試驗同樣選取0.1MPa、0.12MPa、0.14MPa、0.17MPa、0.19MPa、0.21MPa、0.24MPa、0.26MPa、0.28MPa等9個壓力對坐便器進(jìn)行功能測試,在計算坐便器沖洗能力總分時,參照2.1調(diào)研的壓力分布情況,對壓力賦予不同的加權(quán)比重。

表4 試驗壓力及權(quán)重系數(shù)

3.3 分?jǐn)?shù)計算

在確定了試驗項目及試驗壓力后,開始建立定量評價模型。

3.3.1 單項測試

按表3的5個試驗項目,在選取的每個壓力下,分別參照國標(biāo)規(guī)定的測試方法得到每個壓力的測試結(jié)果;再根據(jù)量化規(guī)則,得到坐便器在每個壓力下單項試驗項目的得分sgi、sxi、spi、shi、sci。其中懸浮物含兩項沖刷試驗項目,計算分?jǐn)?shù)時各按50%的比例換算成一個總分。表5為某坐便器單項測試得分舉例。

表5 某坐便器單項測試得分舉例

3.3.2 分?jǐn)?shù)計算

得到各個單項在每個壓力下的得分之后,乘以每個壓力的加權(quán)系數(shù)yi后再相加,可得到坐便器單個項目在全壓力段下的百分制得分,按5個單項各占比20%,將百分制得分轉(zhuǎn)換成20分制,得到各單項得分Sg、Sx、Sp、Sh、Sc:

將5個單項得分相加得到總分S,即此坐便器在沖洗能力定量評價模型中得到的總分:

如上例中的坐便器,代入到評價系統(tǒng)中得到各單項得分和總分分別為:

由此,可得到坐便器單項沖洗能力的單項得分和評估整體沖洗能力的總分,定量評估模型構(gòu)建完成。

3.4 實例分析

本次試驗將所測試的40款坐便器的測試結(jié)果代入到擬定的定量評價模型中,得到每個坐便器的最終得分,如表6所示。

表6 常見40款坐便器得分

根據(jù)最終分?jǐn)?shù)可以看到,傳統(tǒng)高水箱坐便器分?jǐn)?shù)基本都在70分以上,80～90分段有13個,而智能坐便器分?jǐn)?shù)集中在60～80之間,80分以上僅3個?？梢娔壳皞鹘y(tǒng)高水箱坐便器整體沖洗性能是要好于智能坐便器的,且穩(wěn)定性也明顯更好。當(dāng)然,在智能坐便器中,也不乏沖洗能力非常突出的坐便器。這與市場反饋結(jié)果相符。

4 結(jié)論

(1)用水量作為坐便器節(jié)水評價的一項重要指標(biāo),國際歐美發(fā)達(dá)國家及東南亞國家均有加嚴(yán)用水量的要求,提高在更寬水壓適用范圍的節(jié)水技術(shù)還是很有必要的。因此,提高智能坐便器能適用更寬范圍的水壓,且能保持較好的沖刷性能,技術(shù)研發(fā)的一個方向。

(2)本文所討論的評價方法,可以作為國標(biāo)和水效評價的一個補充,在量化節(jié)水等級的同時,也可以通過評價方法量化沖洗性能,給研發(fā)制造企業(yè)、消費者可以在從沖洗合格的產(chǎn)品中再區(qū)分出在用戶常用壓力段內(nèi)性能表現(xiàn)有什么差異,哪一款性能更優(yōu)。作為研制企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品的參考。

(3)通過本文研究的沖洗功能定量分析模型計算獲得的結(jié)果看,當(dāng)前市場智能坐便器的沖洗性能還有待提高。

當(dāng)然,該定量評價模型還有許多待完善的地方。比如權(quán)重分值的確定,壓力的選取,壓力與流量的相關(guān)性,以及與客戶體驗的相關(guān)性等,都還可以繼續(xù)深入研究。此外,關(guān)于掛壁物的沖洗能力評估,現(xiàn)有國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于墨線的沖刷,也較難細(xì)分不同坐便器的洗凈功能的差異,完善其檢測方法具有一定的研究意義。