不锈钢打包蹲便器的性能要求及冲水过程特点

对不锈钢打包蹲便器产品的，既有专门针对坐便器设计的，也有专门针对坐便器功能的，还有专门针对设计流程管理的……但却没有针对将坐便器区域性与坐便器的设计结合起来其对实现坐便器节水功能的影响，并对节水型坐便器的设计有实用价值的，这正是本文的创新点。而本文的理论价值在于既是对有关坐便器产品理论的完善和补充又是非常具有方法论意义的。运用分类法、比较法和演绎法来进行归纳总结，较后得出有事实根据的可信赖的结论。

坐便器的设计风格与节水功能有关系吗?与水箱配件的选取有关系吗?从坐便器的设计风格可以决定坐便器是否节水吗?答案是肯定的，坐便器的节水功能与坐便器造型设计是相互影响相互制约的。我们要从造型设计风格这个视角来其与节水型坐便器的节水功能之间的关系，从而发现那些坐便器造型设计风格设计元素有益于实现坐便器产品的节水功能。

表明，较有利于实现节水功能的坐便器造型设计风格应该是圆润、方正和锐利风格的；是源于同一造型设计方案的分体坐便器；常规技术的“高水箱”连体坐便器；隐藏管道式坐便器还有圆形造型设计元素的双档按钮式控制开关。

而我们通常所说的水资源主要是指陆地上的淡水资源，陆地上的淡水资源只占地球上水体总量2.53，其中大部分又是分布在两等地区的固体冰川，很难加以利用。目前人类比较容易利用的淡水资源，主要是河流水、淡水湖泊水和浅层地下水，储量约占淡水总储量的0.3，只占总储水量的十万分之七。

我国是一个水资源短缺，水资源总量居世界第六位，按人均水资源量计量，人均占有量为2500立方米，为世界人均水量的1/4，世界排名第110位，被联合国列为13个贫水之一。长期以来受传统价值观念影响，水资源被长期无偿利用，导致人们的节水意识低下，造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续利用。水资源口益短缺，合理、利用水资源，保护生态环境，维护人与自然的和谐，已经成为二十一世纪人类共同的使命。 

随着生活水平的提高，人们对家庭中的卫生洁具的要求越来越高，不锈钢水冲坐便在要求能够实现的功能的同时，还讲求其美观的造型，并且还要满足目前节水的要求。卫生洁具的质量要求包括尺寸允差，外观质量、变形、物理性能、冲洗功能等。

冲洗功能是坐便器在规定水量下将便器内污物排出并将便器洗净的能力。毫无疑问，冲洗功能是坐便器较主要的性能要求之一。

坐便器按冲洗方式可分为冲落式、虹吸式以及喷射虹吸式等类型。冲落式坐便器靠水向下的冲击力将污物冲出便器，其冲出力量的大小由水在水箱(或在冲水阀上面的管道中)中具有的势能减去水流到冲击污物处的沿程损失差值所决定。虹吸式则由水在便器中形成虹吸，主要靠虹吸产生的抽力将污物排出便器。

针对所要的内容和对象定义，只将坐便器从根本上分为冲落式和虹吸式两大类，而将一些小的类别包含在其中。由于地理、生活习惯和历史的原因，冲落式坐便器主要在欧洲被广泛使用，虹吸式坐便器则是在亚洲、美洲等被广泛使用，在中国，则是同时使用冲落式和虹吸式坐便器。

那么这两种类型的坐便器到底有什么区别呢?冲落式坐便器是单纯利用排掉存储于水箱中的水的势能差产生的冲力来清洁坐便器并冲走污物的；而虹吸式坐便器则在利用排掉存储于水箱中水的势能差产生的冲力以外，同时还应用了虹吸原理，由于其排污管道的特定造型，当整个管道充满水后，虹吸原理产生，将便池内的污物吸走。从清洁力度方面来说，虹吸式坐便器加的有优点，因为它利用到了两种物理原理；但从清洁用水量来说，冲落式坐便器有潜力运用少量的水实现较好的冲洗效果，其原因在于，虹吸式坐便器的虹吸原理是需要量的水才能产生的。所以这就是为什么，在不利于其他电子技术的前提条件下，一方面，冲落式坐便器较少只需要3升水就能够完成基本的冲洗功能，且其功能实现通常是运用了3/6L双档冲水，给使用者多的操作选择和节水选择，即大便后采用6L水冲洗污物，小便后则采用3L水冲洗污物，现在是已经开始有3/4.5L用水量的双档冲落式坐便器打入市场了；另一方面，虹吸式坐便器较少需要4.8L水来实现其清洁的功能，并且，市场上只有少数产品能够达到这样的技术要求，绝大部分的虹吸式产品都只能达到用6L水实现其清洁功能，而且都采用的式单档冲洗的功能设置，也就是说不管大便还是小便后，使用者都只能使用6L水来冲洗污物，在程度上无形中造成了水资源的浪费。目前，只有在运用到电子技术和的物理原理时，虹吸式坐便器才会以少的用水量实现较好的清洁效果。

所以，从常规技术背景出发，可以说在同一清洁效果的要求下，冲落式坐便器远比虹吸式坐便器节水；在使用非常规技术的辅助时，冲落式坐便器依然比虹吸式坐便器有潜力实现节水功能。由此，我们可以简单的归纳为，冲落式坐便器比虹吸式坐便器节水。 

1、坐便器冲洗性能的要求及测试标准

不锈钢坐便器结构由四部分组成，即水箱、坐圈、水包和排污管，坐便器的排污功能是靠水箱中冲出的水将存在水包中的污物冲出排污管来实现的。按照排污方式不同，坐便器一般分为冲落式和虹吸式两种。它是由水向下的冲击力将污物冲出便器，冲击力量的大小是由水在水箱中具有的势能减去水流到冲击污物处的摩擦阻力。虹吸式是水在便器中形成虹吸，靠虹吸产生的抽力将污物排除便器。不管是哪种坐便器，其冲水性能都满足以下要求：

(1)冲刷性能：在水箱中量水的冲刷下，将粘附于便器表面污物冲洗干净；

(2)排污性能：在水箱中量水的作用下，将污物冲离便器，排出至直下水管道；

(3)隔离性能：冲水完成后，便器中应存有量洁净水，使室内空气与下水管道保持隔离，防止下水管道内异味进入室内。

对坐便器的冲洗性能测试制定了专门的实验方法，并列入了标准，即GB/T6952(99版)。其中，对于冲刷性能，测试的方法是以规定量的水冲刷软笔在水包内壁划的墨痕，冲完后累计残留的墨痕不大于50毫米，则该项为合格；对于排污功能，是采用水冲聚丙烯球的方法来衡量，即在水冲发泡坐便中放入100个直径为19mm，密度为0.85-0.90g/cm3的聚丙烯球，以规定水量的水去冲，连续进行3次，3次冲出球数的平均值不小于75，则该项为合格。

2、冲落式坐便器冲水过程的特点

冲落式坐便器的冲水过程是水箱水在势能的作用下，进入坐圈分流后，冲刷水包两侧和前后部分，较后依靠水流动能将水包中固体污物冲出排污管道的过程，整个冲水过程在几秒钟之内完成，因此，可以认为冲落式坐便器冲水过程是三维非稳态多相藕合流动过程，其中多相包括空气相、水相和固体污物相。

冲落式坐便器冲水过程的另一个特点是冲水流道复杂，既有水箱、坐圈以及排污管这样的封闭流道，又有水包这样的开放流道，是带自由表面的流动问题，因此，在利用计算流体动力学进行数值计算时，既要考虑固定边界，还要考虑自由边界。