板上恭助

明治大學理工學部建察學科、日本

   【摘要】

本文從水資源的有效利用及C02減排的機點，論述了節(jié)水(包括生活熱水)的意義。在節(jié)水方法方面，對由使用者的節(jié)水意識提高及生活形態(tài)改變進行節(jié)水方面和由設備及系統(tǒng)更新進行節(jié)水方面分別進行了闡述。大便器作為設備節(jié)水的典型代表，對節(jié)水發(fā)展有著巨大貢獻，本文對其沖洗水量的變遷進行了簡述，并介紹了與沖洗水量密切相關的污濁物排污性能的試驗方法，最后，對未來的節(jié)水化進行了提案。

關鍵詞  節(jié)水、水資源、C02減排、節(jié)水方法、大便器、沖洗水量、污濁物排污性能

1.節(jié)水的意義

本世紀，被稱為是以防止地球溫室效應為象征的“環(huán)保的世紀”，也被譽為“水的世紀”。防止地球溫室效應、C02減排勢在必行，其中削減石化燃料及節(jié)能成為主要課題。目前，節(jié)能方式豐富多彩，可以根據(jù)現(xiàn)實情況制定相應策略，但作為一種特殊資源，水沒有可替代物。

降雨通過河流湖泊的匯集，作為水源被我們有效地利用。降雨量會隨著國家，地域不同而不同，隨年份和季節(jié)的不同而變化。水資源的潛力，是以水資源的儲存量(水資源量)和水資源利用率體現(xiàn)的。從人均水資源量分析，中國和日本，分別是世界平均值的1/4以下及1/3，都存在潛在的水資源不足。2012年夏的日本，即使在水資源豐富(水資源儲存量較大，利用率較低)的東北地區(qū)包括東日本區(qū)域也產生了缺水現(xiàn)象。降雨量的歷年變化幅度有加大的趨勢，枯水的危險性(水荒)有所增強。另一方面，日本自1998年以來水的需求量(使用水量〉在逐年減少。建筑內生活用水，從2002年的年322升/(人•天)減少至2009年的296升/(人•天)1)。使用水量隨著氣候及用水習慣的不同，各國不盡相同。例如，英國的使用水量不到日本的一半。應對水荒，謀求增大水的供給和減少水的需求是必要的。增加供給，可利用雨水及排水再利用等未被利用的水，而減少需求量的策略就是節(jié)水。

    由于建筑相關的C02減排(節(jié)能)，節(jié)能規(guī)范受到強化，節(jié)能對象正在由非住宅建筑向住宅建筑，新建甚至改造建筑擴展。給排水系統(tǒng)的改進由原來的以生活熱水為目標，擴大到酒店及醫(yī)院，甚至開始關注到住宅。生活熱水節(jié)能減排的方法，即減少生活熱水的需求(使用熱水量)，換而言之，就是節(jié)約生活熱水。

從水資源的有效利用的觀點出發(fā)，節(jié)水是主要手段，節(jié)約熱水也包含在內。從C02減排的觀點出發(fā)，節(jié)約熱水作為主要手段，對節(jié)水有著不小的貢獻。總之，節(jié)水(含節(jié)約熱水〉的意義在于，它對水資源的有效利用和C02減排均有所貢獻。

2.節(jié)水方法

節(jié)水，是指減少使用水量的浪費，包括為達到此目的的手段及其實踐。探討節(jié)水方法之前提條件是:①不造成衛(wèi)生安全危害，②不給使用者帶來不便，③不影響、損害設備或系統(tǒng)的功能等等。

把使用者的節(jié)水意識與設備及系統(tǒng)的節(jié)水效果區(qū)分開來，節(jié)水方法如表1所示

2 . 1基于使用者的節(jié)水意識的節(jié)水方法

使用者的節(jié)水意識與生活形態(tài)相關聯(lián)。節(jié)水意識不僅體現(xiàn)在日常的節(jié)水行為，也包括了在進行設備采購時的節(jié)水動機。如表2所示，根據(jù)水的不同用途及使用行為，其節(jié)水方法有所不同。儲水洗漱，集中洗漱，適當關水等是人人力所能及的節(jié)水方法。尤其在水資源缺乏的地區(qū)，這種通過使用者的節(jié)水意識成就節(jié)水的方法正在得到推廣。

*注：蓄水清洗一將餐具集中于已蓄水的洗碗池中清洗，代替以往流水沖洗的方法

2.2基于設備或系統(tǒng)的節(jié)水方法

理想的節(jié)水方法應該是，使用者在無意識，無異樣感覺的情況下，通過設備及系統(tǒng)去減少冷、熱水的浪費。但是，必須保證衛(wèi)生、安全的水的使用及不損害設備成系統(tǒng)的功能。

表3總結了通過設備或系統(tǒng)成就節(jié)水的各種節(jié)水方法。對使用者的操作輔助(防止水浪費，便利的關水，調節(jié)，心理效果等)，使用水時的行為以機械代替，沖洗及方便清理等，多與使用者相關聯(lián)。

3.大便器的節(jié)水

住宅的水使用最約有1/4為便器的沖洗用水，其節(jié)水的意義顯而易見。表3中的節(jié)水方法中，與使用者的節(jié)水意識無關，能夠進行設備自身的少水量化優(yōu)化的只有大小便器。其他設備，在使用水的行為過程中，與使用者的隨意性息息相關。因此，正如前述所示，大小便器可以說是謀求節(jié)水的理想設備。就大便器而言，從便盆將污濁物排除和清洗便盆均需要用水。另外，該沖洗水還兼顧著輸送排水管內的污濁物的作用。沖洗水量減少時，是以上述第2條闡述的"不損害設備及系統(tǒng)的功能"，即"不影響排污能力"為條件的。

  3. 1沖洗水量的變遷

安裝了沖洗閥(沖洗)和水封(防臭)的水沖洗大便器是在18世紀后期登場的(英國等地)。以此為契機，通

過在器具上設置水封，使得所有的用水設備設置于室內成為可能，從而形成了給排水系統(tǒng)。在當時的歐洲，沖洗式，虹吸式被廣泛使用，其沖洗水量為12~15升。在美國除了虹吸式以外，還開發(fā)了沖洗水量超過20升的噴流虹吸式，旋流噴射式大便器。在當時的日本，沖洗式(沖洗水量12升)， 虹吸式(大小便沖洗水量13升)便器正在普及。隨后，于1994年，大便沖洗水盤減少至10升，小便沖洗水量為 8升， 1999年大便沖洗水量為8升，小便沖洗水量為6 升的節(jié)水型便器也相繼投放市場。 

       美國于1992年頒布了能源政策指南(Energypolicy Act)，規(guī)定至1997年，所有的便器將滿足， 大便沖洗水量為6升，小便沖洗水量為3.8升的要求。至此，大便沖洗水量減少至不足原來的1/3，此舉成為節(jié)水的重大變革。該法規(guī)頒布的目的即為保護水資源。這種6升便器從美國啟用以來，逐漸擴展至澳大利亞，新加坡，英國，中國，沙特阿拉伯，巴西等國。

在日本，沖洗水量為8升的節(jié)水型大便器曾被廣泛推廣，受到這股節(jié)水浪潮的影響，于2006年， 6升的大便沖洗水量和5升小便沖洗水量的節(jié)水型便器被投放市場。至此，沖洗用水的小水量化進展順利，甚空出現(xiàn)了3.9升的極致產品。

3.2污濁物的排污性能

流入各種器具的排水里的污濁物、雜質中，大便器的污濁物(排泄物、手紙)的負荷為最大。如果輸送這

些污濁物的能力受到損害，排水系統(tǒng)就喪失了其功能性。排水系統(tǒng)的排水方式為重力流，特別是排水橫管的排污能力取決于排水流量(排水量)。依據(jù)從18世紀后期以來的經驗及20世紀前期的美國、歐洲制定的排水系統(tǒng)設計標準，污濁物的輸送流速不小子0.6m/s，以此為基礎，規(guī)定了各類排水管管役的坡度。該流速，是以擁有足夠充分的沖洗水量(排水流量，排水量)為前提設定的。這在當時，沖洗水量充足，污濁物的排污性能一直保持良好。

美國在開始使用6升便器時，做了大量的相關排污性能試驗，但并沒有反映到排水系統(tǒng)的設計(管役，管長，坡度)中。

圖2所示，使用該試驗裝置(排水管長18m)，將標準污濁物負荷浸泡在大便器內后，立即進行沖水，以污濁物負荷完全被沖走作為評價標準。

4.未來的節(jié)水化

氣候與降雨條件的變化，生活習慣與文化的差異，使得各國的水的使用情況有所不同。比如，就洗浴的習慣來說，就有淋浴和浴池泡澡，而各自的使用頻率也隨著氣候和生活習慣的不同而不同。洗滌，清洗器皿的方法和頻率，也會隨著習慣的不同而不同。

大便器的利用，在幾乎不用手紙的東南、南、西亞等國家及非洲各國，由于排除污濁物所需的水量較少，減少沖洗水量的可能性更大。即使選擇兩用沖洗(大小便沖洗切換)便器，大小沖洗的選擇操作也是取快于使用者的意識。而且，不管哪種節(jié)水型設備投放市場，其采用與否也都取決于使用者。

開展推廣節(jié)水運動，要在考慮各國的水環(huán)境條件及用水習慣特征的基礎上，有必要將追求設備的節(jié)水化和提高使用者的節(jié)水意識雙管齊下。推進這兩個方面工作的方法，有加強用水設備節(jié)水性能的評價(節(jié)水標簽)及擴大公共節(jié)水意識的宣傳(節(jié)水政策)等等。前者是參考美國建筑性能評價方法LEED闡述的用水效率(water efficiency)概念制定的等級標準。后者則是源自于促成6升便器誕生的美國能源政策指南(EPA)的標準，各類政策指導以及包含了節(jié)水理念的設計標準等。最后，由于節(jié)水包含了節(jié)約生活熱水，如何評價由節(jié)水帶來的C02減排效果，從水資源的有效利用和對C02減排給予的貢獻方面，對節(jié)水進行全面綜合的評價就顯得尤為重要了。