公厕的节水新方法、看.pptx

学习和实践节水冲厕方法 #生活技巧# #节省生活成本# #节俭生活方式# #节约能源的生活习惯#

公厕的节水方法指导老师：龙天渝小组成员：马瑞祥.郑成.钟坤.曾奕铭.郭俏利.辛仁帅.徐警卫.张青.高旺目录前

言公共厕所的类型用流体力学原理分析冲便过程公厕节水新方法探讨结

论第一章

前

言公厕是现代公共建筑物所不可缺少的主要设施,也是城市居民生活所必须的设施.它的保洁除人工清理外,主要靠水冲洗,其耗损水量占整个建筑用水量的80%以上.公厕的用水、节水问题一度被人们所重视，在公厕中先后采用过手拉式落水箱、自动落水箱、延时水箱等。甚至一些地方的节水装置也采用了延时阀、红外线感应控制等先进的装置，虽然在一定程度上解决了节水问题。但不容忽视的是在社会上占相当比例的普通公厕中的便槽，其节水问题还有待关注。第二章公共厕所的类型公厕按照建筑形式可以分为独立式、附建式和活动式三种类型。因为要满足长期使用的要求，城市公共厕应以独立式或附建式为主，在使用需求量大而又无法建造独立式和附建式的区域可设置活动式公共厕所。2.1

独立式公厕独立式公厕的建筑结构与其他建筑物没有关联,这种形式的厕所建于城市的道路、广场、绿地、文体设施、车站、码头、住宅小区等附近,我国大部分公厕都是独立式公厕,其比例第二章公共厕所的类型占到80%一90%左右。这是因为在我国历史上,人们对公厕形象、公厕卫生状况存在片面的认识,公厕都是远离其他建筑,建造在不起眼的地方。。第二章公共厕所的类型2.2

附建式公厕附建式公厕是指公厕的建筑结构与其它主建筑物结构同属于一个整体,公厕建筑只是附属于主体建筑而建设的一部分,可根据不同建筑物的风格和样式构思,但是要注意门脸的可识别性和环境协调性。公厕可以与主体建筑分门出入,与主体建筑使用人员的出入互不相干,如公厕附属于居民住宅楼底层,公厕入口与居民楼入口相分离。也可以与主体建筑同一门进出,如公厕附建于商场、酒店建筑等,则可通过主体建筑的门厅、通道等,组织人流进入公厕,为公众提供方便服务。内部设施,例如上下水、排粪、化粪、通风、照明、取暖、间隔方式、厕位设备等应与整体设计统一。第二章公共厕所的类型建筑物内部附建式公共厕所第二章公共厕所的类型2.3

移动式公厕移动式公厕,是指公厕建筑可以重复且较为方便地整体移动到需要的地点,为公众提供入厕服务的设施。移动式公厕有标准型流动公厕,车载式流动厕所、船舶厕所、火车厕所等。标准型流动厕所火车内部厕所第三章用流体力学原理分析冲便过程3.1概述如果用流体力学的观点来分析冲

便过程，会发现它实际上属于液、固、气的三相非稳定流问题。冲便器的冲便过程实际上是一个借助水的势能及动能对污物作功，将污物送出座便器或蹲便器下方的横排污管，直至立排污管内的过程。冲便过程大体上可分为两个阶段，第一阶段将污物送出坐盆，第二阶段将污物送出坐便器或蹲便器下方的横排污管，直至立排污管。第三章用流体力学原理分析冲便过程第一阶段第三章用流体力学原理分析冲便过程第二阶段第三章用流体力学原理分析冲便过程从结构上看，目前的冲便器大体上可分为有水箱冲便器与无水箱冲便器两种。不同结构的冲便器冲便过程中利用能量的方式也不同。以下对现有的不同结构的冲便器冲便过程中的能量利用方式及其存在的不足作一些分析。3.2有水箱冲便器有水箱冲便器工作时，先将自来水灌入水箱，冲便时打开箱底部的阀门依靠储存在水箱中水的重力势能，完成放水冲便的过程。为此，冲便器水箱中水必须有足够的势能，以使放出的冲便水有足够的流量和动量，且能持续一段时间。第三章用流体力学原理分析冲便过程有水箱冲便器第三章用流体力学原理分析冲便过程当水箱为等截面柱体时，水箱内水的势能W1可简单表示为：W1=Ghm式中，G为水箱内水的总重量N;hm为水箱内水至冲便器进水口的平均高度m。上式表明，水箱内水的总势能与水箱内水的总重量及水箱内水的平均高度成正比。显然，增加水的总量及增加水箱的高度是增加水箱内水的总势能(即增加冲便能力)的有效方法。从节水的观点出发，应该增加水箱的高度。但对于坐便器不适宜，对于

蹲便器可行。第三章用流体力学原理分析冲便过程从能量利用的观点出发，有水箱冲便器的冲便过程没有充分利用自来水本身所具有的水的压能。在将自来水灌入水箱中时，自来水本身所包含的水的压能的绝大部分都被浪费了。因此，从节水的观点出发，水箱冲便器不是一种理想的冲便器。第三章用流体力学原理分析冲便过程3.2无水箱冲便器第三章用流体力学原理分析冲便过程第三章用流体力学原理分析冲便过程第三章用流体力学原理分析冲便过程第三章用流体力学原理分析冲便过程借助自来水的压力去压缩空气，直至达到平衡状态。此时自来水的压能可充分转成压缩空气的势能而储备起来。这是因为在自来水压缩空气接近平衡时，流入密封桶内的水的流速也将接近于零，此时冲便器前端支路的沿程水头损失及局部水头损失也接近于零。蓄能桶内的压力平衡自来水压能的储存第三章用流体力学原理分析冲便过程蓄能桶内储存的总能量包括水的重力势能及压力势能两部分，分别推导如下。(1)压力势能设大气压为P0，蓄能桶空腔的总容积为

V0，压缩结束后，蓄能桶内的空气受水压作用后的压力增加量为ΔP。由气态方程可得：(P0+ΔP)·(L-X1)S=P0

·V0其中，L为蓄能桶空腔总高，S为蓄能桶空腔的横截面积，X1为蓄能桶内对应于压力ΔP的水面的高度。由上式可得蓄能桶内的气压（即水压）:ΔP=P0X1(L-X1)第三章用流体力学原理分析冲便过程第三章用流体力学原理分析冲便过程第三章用流体力学原理分析冲便过程存储压能的释放为了实现既节水而又能达到国家标准所规定的冲洗净度，以压缩空气储备能量的冲便器冲便时应能够有效控制。经研究，理想的冲便器应满足以下要求：（1）能按理想的程序实现冲便，理想的程序至少应该包含以下四个阶段：A.用少量的水将座盆四周的污物冲入下凹部;B.用较大冲量的水将污物送出座盆;C.用适量的水将污物进一步送出座便器或蹲便器下方的横排污管，直至立排污管;D.向坐盆内补放足够的水,以便形成大于5公分的水封。第三章用流体力学原理分析冲便过程能够自动根据自来水的水压改变而调整冲便参数。欲实现上述（1）、（2）要求，则这种冲便器的冲便过程必需用微电脑控制。结构上，要保证蓄能桶内受压水的释放速度要快，且受压水释放后流体的沿程水头损失及局部水头损失要小。第三章用流体力学原理分析冲便过程从大便器泄水孔流出的冲洗水对池壁污物进行冲刷并清洗池壁的效果，取决于冲洗水对污物的冲击力F;式中，dP为微量冲洗水冲量，dt为时间微量，v为泄水孔出水流速，dm为冲洗水质量微元，S孔为泄水孔出水面积。第三章用流体力学原理分析冲便过程图1对单个泄水孔，可视为自由出流，整个冲洗过程为变水头非恒定流，将此过程简化为如图1所示模型。取管路末端2—2断面中心的水平面为基准面，冲洗过程中某时刻水箱中冲洗水水位高出基准面H，即此时冲洗水作用水头为H，泄水孔出水流速为v2。1—1断面和2—2断面压强均为大气压强P0。对1—1断面和2—2断面列伯努利方程：其中V≈O，水头损失hw略去不计得:第三章用流体力学原理分析冲便过程将②代入①式得：由此可知，从大便器泄水孔流出的冲洗水对池壁污物进行冲刷并清洗池壁的效果与水箱中冲洗水作用水头有关，作用水头越大，冲洗效果越好。扩展到整个冲洗过程，当水箱为等截面柱体时，对于有限水量和安装高度的水箱而言，水箱内冲洗水作用水头的平均高度越高，冲洗效果越好。综上所述，在冲水量一定，坐便器构造一定时，坐便器冲洗排污能力主要取决于冲洗水的作用水头，作用水头越大，冲洗排污效果越好。第四章公厕节水新方法探讨4.1采用空气助压，充分利用自来水压能经过前面的论述可知，提高冲洗水作用水头是提高座便器冲洗排污能力的最重要途径。单纯依靠提高水箱高度的方法，所取得的效果毕竟是有限的。通过采用空气助压技术，充分利用自来水压能，可大大提高座便器的冲洗排污能力。从能量利用的观点出发，座便器的冲洗排污过程没有充分利用自来水本身所具有的压能。在将自来水灌入水箱时，自来水本身所包含的压能绝大部分被浪费了。假设我们把自来水注入一贮有一定量气体的密封水箱内，利用自来水的压力压缩空气，直至达到平衡，自来水本身所具有的压能转化成压缩空气的势能而储存起来。这样就提高了冲洗水的作用水头(如图3)。第四章公厕节水新方法探讨设大气压强为P0，密封水箱横截面积为S，高为L。自来水本身具有的压强为P，压缩空气达到平衡后,空气高度变为L1，此时，被压缩空气压强为:冲洗时，随着压缩空气体积的增大(高度增大量为X)，压强逐渐减小，在某瞬时，压缩空气高度为L1+X，压强为P0ΔP+，由气体能量方程：第四章公厕节水新方法探讨在整个冲洗过程中，增加的平均压强为：冲洗水增加的平均作用水头为:正常情况下ΔHm/H0=6-10，即正常情况下空气助压式坐便器冲洗水平均作用水头比普通型坐便器增大6-10倍左右，冲洗排污效果显著。第四章公厕节水新方法探讨4.2利用人体重力对冲洗水进行加压利用自来水自身压力压缩空气的空气助压技术，其冲洗水量随着自来水压力的变化而变化。当自来水压力很小时，冲洗水量少，即便能将污物送出污盆到达直排污管，也难以保证将污物送至立排污管。污物残留在横支管段内，成为污染本层管道及污染立管的主要污染源。另外，随着冲洗水的流出，密封水箱中的空气亦会溢出，从而破坏空气助压功能。因此，我们引入利用人体自重对冲洗水进行加压。第四章公厕节水新方法探讨如右图所示，a点为水箱最低点，b点为活塞运动终止点，c点为水箱平时存水控制点，d点为水箱开口处，也即活塞压缩空气开始处，段用于存水及活塞上下运动空间，曲段作为安装控制水箱进出水管件部位及存水。具体原理设计如下：一.在座便器底部周围人们进行按钮冲厕的正常活动范围内，加设一加压板，加压板与水箱顶部活塞连成一整体。第四章公厕节水新方法探讨二.当人体站在加压板上时，由于人体的重力引起加压板带动活塞对水箱中的水进行加压，增大冲洗水的作用水头。在这些装置中设有一缓冲装置，使人体感觉不到板的动作。三.按下冲洗按钮，冲洗水在自重及来自活塞的压力作用下高速喷出，随着冲洗水的减少，水箱内水位下降，活塞随即下降，以保证在段时活塞始终施压于空气和冲洗水。第四章公厕节水新方法探讨四.当活塞到达b点时，活塞停止活动，此时，虹吸已经形成，污物在虹吸的强大抽吸力作用下被送出污盆。而后，水箱中剩余存水在被压缩空气压力和重力作用下出水，作为补充水。由于L1≥L3，故不存在水箱内空气产生负压而不利于冲洗等问题。五.当人体离开加压板时，活塞在缓冲装置的作用下，缓慢上升，离开水箱，水箱与大气相通，重新进行补气。水箱重新进水补水至点，为下次的冲洗做好准备。第四章公厕节水新方法探讨可见，利用人体自重对水箱冲洗水进行加压，也可以取到很明显的冲洗排污效果。利用人体重力对冲洗水进行加压，能够像普通型座便器一样简易地控制水箱中存水量，保证每次冲洗都有预先设定的冲洗水量。每次冲洗后被压缩空气能重新进行补气，避免了漏气和产生负压等问题，但此装置复杂，对座便器结构要求较高。第四章公厕节水新方法探讨4.3优化结构细部，减小水头损失从座便器冲洗排污原理的计算可知，减小管路水头损失，可增大出流流速，进而提高冲洗排污效果。因此，在进行座便器设计时，应对座便器的细部结构进行优化。在管道进出口、转弯、变径等地方，应进行流线化处理，避免出现死角。虹吸管应尽量采用等截面结构，采用大曲率半径，这样不仅可以减小水头损失，还可以降低座便器排水噪声。第四章公厕节水新方法探讨4.4全废水再利用全废水再利用是指将洗手池、洗衣机废水和洗菜水等家庭生活用水储存在集水箱内，直接或用水泵加入与马桶水箱相连的储水箱，将废水用来冲洗马桶，充分起到废水再利用和节约自来水的目的。右图所示集水箱（1）与洗手池排水管（3）和洗衣机排水管（4）相连，集水箱（1）上部设置溢水管（5）与下水管（6）相连；集水箱（1）内设置水泵（

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