水资源节约与新型节水水龙头构想

曾松　薛吉宏　何劲松　乔凯

摘要 水资源是基础自然资源，同时也是战略性经济资源，是综合国力的有机组成部分，水资源正日益影响全球的环境与发展。推行节约用水政策，加强水资源的管理和合理利用，是缓解水资源危机、减轻环境污染、促进经济和社会持续发展的重要措施，也是现阶段全球共同关注和各国政府的重点议题之一。节约水资源的重要途径就是水龙头，节水水龙头应运而生。高校作为人口高度密集的公共场所，有着极大的用水需求，大量用水的同时也伴随着大量水资源的浪费。本文分析了高校中水资源的浪费与节水装置使用的情况，并针对目前普遍使用的普通水龙头不具有停水自闭功能的问题，提出了一种忘关防跑水水龙头设计构想，通过简单逻辑机械结构实现停水时忘关水龙头的自动关闭，具有结构简单、使用方便、节约水资源的特点。

关键词 节水装置；水龙头；忘关自闭；活塞小球

中图分类号 TV2 文献标识码 A 文章编号 2095—6363（2016）13—0037—01

资源、环境和人类社会可持续发展，是21世纪重大的研究课题。其中，能源、水资源在可持续发展中又具有举足轻重的地位。能源供应紧张、淡水资源的紧缺是一个全球性的大问题，地球上虽然71%的面积为水所覆盖，但是可饮用的淡水却不足3%。我国也是一个淡水资源极度匮乏的国家，人均水资源总量仅为世界各国平均水平的1/4，而我国却是世界上用水量最大的国家，这一突出的矛盾大大制约了我国经济的发展，也对人民的幸福生活构成严重的威胁。高校作为城市用水大户，其水资源浪费较为严重，高校的用水主要是学生的生活用水及公共设施用水，大量用水的同时也伴随着大量水资源的浪费。要实现水资源的节约主要有2个途径：一是提高人们普遍的节水节能意识；二是通过科学管理制度及相关技术措施实现节能节水。

1节约水资源环境下，水龙头的使用现状

据调查，目前高校中节水装置的应用相对较为普遍，如：采用延时自闭式冲洗阀的蹲式大便器；公共场所的卫生间脸盆、小便池等采用非接触（感应式）水嘴、便器冲水阀；高校浴室、淋浴间等采用刷卡用水等。但是，在其他地方普遍使用的普通水龙头，却存在极为严重的水资源浪费现象，同时也具有巨大的节水节能潜力。

1）水龙头是现代生活的必备品之一，最早于16世纪出现了用青铜浇铸的水龙头，它的主要作用是用于控制水管出水开关和水流量的大小。如今，各式各样的水龙头出现在人们的日常生活中，为人们的生活提供了极大的方便的同时，也具有高度的观赏性以及各种复杂控制逻辑。虽然水龙头给我们带来了方便，但是由水龙头使用不当或者功能单一等原因导致的水资源浪费现象也是不能被忽视的，甚至有人认为水龙头的普遍使用也是加剧了淡水资源的紧张原因之一。

2）生活中常用的水龙头普遍会出现如下水资源浪费情况：深夜在發生停水时，早上起来打开水龙头发现没水便离之而去，忘记了将已经打开的水龙头即时关闭，而家中无人的时候突然来水，敞开的水龙头将肆无忌惮的哗哗长流，在造成水资源的极大浪费的同时，也可能给人们造成严重的经济损失，甚至危及他人的人身、财产安全。经过调查我们发现，市场上虽然有一些相关的防跑水水龙头，如电动红外感应控制的水龙头，这类水龙头具有复杂的控制电路，使用时还需长期外加电源，而且价格也比普通水龙头高出不少，推广使用方面存在极大的劣势。也有一些纯机械控制的节水水龙头，大都需在水龙头后面增加额外复杂的自闭控制装或者在出水口添加细小机械部件，使用效果都不是太理想。因而这些所谓的节水水龙头并没有很好的被市场认同，大众普遍所使用的水龙头依然是最普通的不具有节水功能的水龙头。于是，我们紧紧围绕节约用水的主题，针对上述这一普通水龙头浪费水的情况，我们提出一种新型忘关停水节水水龙头设计思路。

2新型节水水龙头的设计思路构想

为了克服上述常规水龙头存在的缺陷，此忘关防跑水水龙头通过在常规水龙头腔室内安装一个小球来控制水流，该水龙头由水龙头主体、把手、主轴、阀芯、凸轮、小球及小球腔室组成。正常通水情况下未打开水龙头时小球也位于腔室最底部，但是在打开水龙头的瞬间小球由于压差作用离开原来位置而不会被凸轮卡在入水口处，从而实现自由通水。在停水情况下，未打开水龙头时小球由于重力停于腔室最底部，转动水龙头把手小球刚好能被凸轮卡在底部，保持水管为非连通状态，从而防止忘关水龙头而导致水资源浪费情况的发生。

该水龙头采用纯机械结构在逻辑上实现了停水忘关水龙头的自动关闭，不需要外加电路控制以及长期供电。水龙头外部无细小结构的附加，造型上可以与市面上通用的传统水龙头接近，容易被市场所接受，当然也可以设计更加美观的造型来与市面上的普通水龙头加以区别同时具有一定的观赏性。水龙头的内部无复杂精密结构和细小零件，内部造型不会存在极大的困难，在加工制造方面也具有极大的优势。但是该设计也存在着一定的缺陷，比如该水龙头所实现的功能单一，仅仅适用于水龙头处于关闭状态时停水的情况，对于在使用过程中突然停水忘记关闭的情况还有待另加改进。

节水性能是水龙头最主要的性能之一，今后的发展要着眼于以下2点：

1）继续提高以减少无效水损失量为特点的水龙头的实际节水效果。如自动水龙头通过自动启闭可避免长流水现象，但如果同时附设手动关闭装置，则可以使某些用不了所给水量的使用者提前关闭龙头，节水效果更佳。

2）充分研究各种用承器具的用水特点，加大具有节水内涵的水龙头的研制力度。

总体来讲，其简单的机械结构和巧妙的控制逻辑决定了它具有安全耐用、节能环保的优点，能有效实现水龙头的忘关自闭、防跑水，解决因停水忘关而造成浪费水资源的问题，在家庭、小区、学校等人口密集、尤其是水资源紧缺、易发生断水的地方能够有效减少水资源不必要的浪费。在该水龙头应用的同时，还可以培养大家节水的意识，内化与心，外化与行，还将有助于培养大家形成良好的节水习惯，树立自觉节约用水的社会风尚，进而带动全社会节水意识的提高，这对于我国节约型社会的建设，实现水资源的高效利用和合理配置及可持续发展具有重要的意义。endprint