方华明
(安徽省产品质量监督检验研究院(国家排灌及节水设备产品质量监督检验中心) 合肥 230061)
水嘴、淋浴器是我国生活用水器具中的主要用水产品,其主要用于家庭和公共场所控制用水流量的设施。
水嘴是以陶瓷片为密封元件,利用陶瓷片的相对运动实现通水、关断及调节出水口流量和温度的一种终端装置,具有结构简单、易于调节水温、流量,密封性能好,款式美观多样,可以设计多种造型,具有安装使用、维修方便、使用寿命长、节水性能好的特点。
淋浴器又称大花洒,俗称莲蓬头,由淋浴水嘴及其配套使用的软管、花洒等组成的系统。根据淋浴器组成形式可分为:手持式花洒和固定式花洒2种;根据淋浴器的出水方式可分为:一般淋浴式、按摩式、升降式、脚踏式、充气式和恒温式。具有结构简单、节水性能好、款式美观多样、可设计多种造型、体感舒适的特点。
2019年12月31日,国家市场监管总局、国家标准委发布2019年第17号国家标准公告。其中《水嘴水效限定值及水效等级》(GB 25501-2019)和《淋浴器水效限定值及水效等级》(GB 228378-2019)2项强制性水效国家标准列入其中,获得批准发布,并将于2020年7月1日起正式实施。下面笔者就水嘴、淋浴器水效标准本次修订的背景以及这两份标准修订主要内容等分述如下。
中国人多水少、水资源时空分布不均、水资源短缺、粗放利用、水污染严重、水生态恶化等问题十分突出,已成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。目前我国人均水资源量只有2 100 m3,仅为世界人均水平的28%。水资源供需矛盾突出,全国年平均缺水量500多亿m3。与此同时,水资源过度开发的问题突出,不少地方水资源开发已经远远超出水资源承载能力,引发了一系列生态与环境问题;水资源利用方式比较粗放,用水浪费严重;水的有效利用率低,跑、冒、滴、漏现象严重。
随着工业化、城镇化的深入发展,水资源需求将在较长一段时期内持续增长,水资源供需矛盾将会更加尖锐,我国水资源面临的形势将更为严峻。因此,我国把节约用水、提高用水产品用水效率,已摆在十分突出的位置,相继出台了相关的法律法规,主要有:
1)《中华人民共和国水法》(2016年修正)提出“国家厉行节约用水,大力推行节约用水措施,推广节约用水新技术、新工艺,发展节水型工业、农业和服务业,建立节水型社会”、“城市人民政府应当因地制宜采取有效措施,推广节水型生活用水器具,降低城市供水管网漏失率,提高生活用水效率”及“新建、扩建、改建建设项目,应当制订节水措施方案,配套建设节水设施”。
2)《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》(国发〔2012〕3号)文件提出“加快推进节水技术改造。制定节水强制性标准,逐步实行用水产品用水效率标识管理,禁止生产和销售不符合节水强制性标准的产品。加大城市生活节水工作力度,开展节水示范工作,逐步淘汰公共建筑中不符合节水标准的用水设备及产品,大力推广使用生活节水器具,着力降低供水管网漏损率”。
3)《中国制造2025》(国发〔2015〕28号)文件提出“积极构建绿色制造体系。支持企业开发绿色产品,引导绿色生产和绿色消费。打造绿色供应链,加快建立以资源节约、环境友好为导向的采购、生产、营销、回收及物流体系。壮大绿色企业,支持企业实施绿色战略、绿色标准、绿色管理和绿色生产。强化绿色监管,健全节能环保法规、标准体”。
4)《关于促进绿色消费的指导意见的通知》(发改环资〔2016〕353号)提出“完善标准体系。健全绿色产品和服务的标准体系,扩大标准覆盖范围,加快制修订产品生产过程的能耗、水耗、物耗以及终端产品的能效、水效等标准,动态调整并不断提高产品的资源环境准入门槛,做好计量检测、应用评价、对标提升等工作。加快实施能效“领跑者”制度、环保“领跑者”制度,研究建立水效“领跑者”制度”。
为推广高效节水产品,提高用水效率,推动节水技术进步,促进我国节水产品产业健康快速发展,2017年9月13日,国家发改委、水利部、国家质检总局以联合令形式颁布了《水效标识管理办法》[第6号令](以下简称《办法》),已于2018年3月1日正式实施。所谓水效标识,其实和现在已经习惯的“能效等级”的标识类似,水效标识是附在用水产品上的信息标签,是指采用企业自我声明和信息备案的方式,用来表示产品的水效等级、用水量等性能指标,目的是引导用户和消费者选择高效节水产品。
近年来随着国民经济的持续快速健康增长,水嘴、淋浴器等用水产品已不再是城市居民的专用品,正在逐渐走向农村市场,水嘴和淋浴器行业也得到了快速发展,企业规模及产品质量也有较大提升,一般生产水嘴的企业大部分都会生产淋浴器,目前中国已是世界上最大的水嘴、淋浴器生产国和消费国。据相关资料调查显示,全国水嘴年产量超过1.5亿件,淋浴器年产量近达亿件。目前我国水嘴、淋浴器内销的生产企业主要集中在广东省、福建省、浙江省等沿海地区,占全国总产量的85%以上。目前已形成广东开平、福建南安、浙江温州和台州三大生产基地。
近年来,相关标准化技术组织对水嘴、淋浴器及节水型器具等相关重要标准进行了制修订,如《陶瓷片密封水嘴》(GB 18145-2014)于2014年12月1日由质检总局和国标委共同发布实施、《水嘴通用技术条件》(QB/T 1334-2013)于2013年12月1日由工信部发布实施、《卫生洁具 淋浴用花洒》(GB/T 23447-2009)于2010年1月1日由质检总局和国标委发布实施、《淋浴器》(QB/T 4050-2010)于2010年10月1日由工信部发布实施、《非接触式给水器具》(CJ/T 194-2014)于2014年8月1日由住建部发布实施、《节水型生活用水器具》(CJ/T 164-2014)于2014年4月9日由住建部发布,2014年8月1日实施、《节水型卫生洁具》(GB/T 31436-2015)国家标准于2015年5月15日由质检总局和国家标准委共同发布,2015年12月1日实施。
随着这些标准的发布实施,尤其是《陶瓷片密封水嘴》(GB 18145-2014)的修订发布实施,该标准中将普通洗涤和净身器这2种用途的水嘴纳入了节水指标的考核,还同步提出了节水型和普通型水嘴,并分别对其流量进行了流量规定。另外随着行业节水技术的发展进步,新制定的《节水型卫生洁具》(GB/T 31436-2015)国家标准中,部分产品的节水分级指标要优于现行有效的部分水效标准要求。
2017年11月4日,中华人民共和国标准化法(2017修订)正式颁布,自2018年1月1日起施行。新版标准化法第十条规定“对保障人身健康和生命财产安全、国家安全、生态环境安全以及满足经济社会管理基本需要的技术要求,应当制定强制性国家标准”,第二十九条规定“国家建立强制性标准实施情况统计分析报告制度。标准的复审周期一般不超过5年。经过复审,对不适应经济社会发展需要和技术进步的应当及时修订或者废止”。
2020年1月6日,国家市场监督管理总局正式发布了《强制性国家标准管理办法》(第25号令),自2020年6月1日起施行。该办法第十九条规定“强制性国家标准的技术要求应当全部强制,并且可验证、可操作”。
由于水嘴、淋浴器产品是城镇生活和公共场所中重要的用水产品,涉及水资源、生态环境安全等方面;GB 25501-2010《水嘴用水效率限定值及用水效率等级》和GB 28378-2012《淋浴器用水效率限定值及用水效率等级》2份水效标准分别于2011年1月和2012年4月发布,且其技术要求均为条文强制。
根据新版标准化法及相关法规的新要求,2018年11月29日,国家标准化管理委员会下达了《淋浴器水效限定值及水效等级》)(计划编号:20183253-Q-469)和《水嘴水效限定值及水效等级》(计划编号:20183254-Q-469)两份强制性国家标准的修订计划)。
*注:本次对标准范围进行了修订;在水嘴水效标准中规定了水嘴的水效限定值、节水评价值、水效等级和试验方法; 本标准适用于对在民用或各类公共建筑内的冷、热水供水管路末端,公称压力(静压)不大于1.0 MPa,介质温度为4~90 ℃条件下的洗面器水嘴、厨房水嘴、妇洗器水嘴和普通洗涤水嘴的水效评价;本标准不适用于用途为浴缸(含浴缸/淋浴)水嘴、淋浴水嘴和洗衣机水嘴;也不适用于具有延时自闭功能的水嘴;另外,对于那些为特殊场所安装的特别用途的水嘴(如化验水龙头等)及温控水嘴也不适用。
本次发布的水嘴水效标准是对《水嘴用水效率限定值及用水效率等级》(GB 25501-2010)的第一次修订,主要对标准范围、基本要求、水嘴流量均匀性和水效等级指标及其试验方法进行了修订。
标准范围修订情况见表1。
基本要求修订情况见表2。
表2 基本要求修订前后比较
*注:本次对基本要求进行了修订;本条款给出了水嘴的一个基本要求,也是一个最低要求,即必须符合明示执行标准(包括国家标准、行业标准、团体标准、地方标准和企业标准等)中有关水嘴的所有规定要求。也就是说水效标准评价的前提是合格产品,不合格的水嘴产品没有资格和条件进行水效评价。声明符合水效标准则必须首先符合明示执行标准。例如,某种洗面器水嘴、厨房水嘴、妇洗器水嘴或普通洗涤水嘴明示的执行标准是GB 18145-2014,如若外观、螺纹、装配、金属污染物析出(适用于洗面器及厨房水嘴)、尺寸及使用性能中任一项目条款不合格,则都不可以对其进行水效评价。
流量均匀性修订情况见表3。
表3 流量均匀性修订前后比较
*注:这是本次标准修订的一个重要条款,本次修订后,流量均匀性项目仅适用于洗面器水嘴、厨房水嘴和妇洗器水嘴3种用途的水嘴。通过流量均匀性这个特性指标,可以反映出水嘴在使用过程中因水压变化而产生的流量变化情况,一般水嘴的流量随着压力的增加较平稳增加;而具有自动调节水流量的水嘴,当水压上升到一定的压力值时,出水流量随着压力的增加变化较小,具有较好的节水性能。
水效等级指标修订情况见表4。
表4 水效等级修订前后比较
*注:这是本次标准修订的一个重要条款,本次修订后,将4种用途的水嘴分为“洗面器水嘴、厨房水嘴、妇洗器水嘴”和“普通洗涤水嘴”两种类别分别进行水效等级划分;水嘴的水效等级分为3级,其中3级水效最低;按标准5.1进行测试,各等级水嘴的流量应符合表4的规定;多档水嘴的大档水效等级不应低于3级,以大档实际达到的水效等级作为该水嘴的水效等级级别。
本次修订后的试验方法主要变化见表5。
续表5
本次发布的淋浴器水效标准是对《淋浴器用水效率限定值及用水效率等级》(GB 28378-2012)的第一次修订,主要对标准的范围、基本要求、淋浴器流量均匀性和水效等级指标进行了修订,增加了喷射力要求。
标准范围修订情况详见表6。
表6 标准范围修订前后比较
*注:本次对标准范围进行了修订;在淋浴器水效标准中规定了淋浴器的水效等级、技术要求和试验方法;本标准适用于安装在建筑物内的冷、热水供水管路末端,公称压力(静压)不大于1.0 MPa,介质温度为4~90 ℃条件下的盥洗室(洗手间、浴室)、淋浴房等卫生设施上使用的淋浴器(含花洒或花洒组合)的水效评价;本标准不适用于自带加热装置的淋浴器和恒温淋浴器;另外,对于那些为特殊场所安装的特别用途的淋浴器也不适用。
基本要求修订情况详见表7。
流量均匀性修订情况详见表8。
水效等级指标修订情况详见表9。
“喷射力”是本次标准修订新增的一个技术要求指标,也是本标准的核心内容和指标。是指“在标准规定的试验条件下,淋浴器手持式花洒喷射时所达到的冲击力”。具体要求为“淋浴器手持式花洒平均喷射力应不小于0.85 N。若其所带花洒有多种出水方式时,取最大平均喷射力”。
说明该项目仅适用于淋浴器手持式花洒。本次修订之所以增加喷射力的要求,是为了规范企业在设计研发、生产淋浴器手持式花洒过程中,一味追求该产品的较高水效等级,忽略了其在使用过程中的舒适度。通过规定该指标的量值要求,防止出现过高水效等级的淋浴器手持式花洒而达不到其使用性能。
表7 基本要求修订前后比较
*注:本次对基本要求进行了修订;本条款给出了淋浴器的一个基本要求,也是一个最低要求,即必须符合明示执行标准(包括国家标准、行业标准、团体标准、地方标准和企业标准等)中有关淋浴器的所有规定要求。也就是说水效标准评价的前提是合格产品,不合格的淋浴器产品没有资格和条件进行水效评价。声明符合水效标准则必须首先符合明示执行标准。例如,某种手持式花洒或固定式花洒明示的执行标准是GB/T 23447-2009,如若外观质量、管螺纹精度、安全性能、表面涂镀层质量、密封性能、机械强度、耐冷热疲劳性能、流量、整体抗拉性能、温降、旋转连接性能、花洒功能转换寿命、手持式花洒防虹吸性能、球形连接摇摆性能、平均喷射角及喷洒均匀度中任一项目条款不合格,则都不可以对其进行水效评价。
表8 流量均匀性修订前后比较
*注:这是本次标准修订的一个重要条款,本次修订后,流量均匀性项目仅适用于淋浴器手持式花洒在最大出水状态下的进行流量均匀性的测试;通过流量均匀性这个特性指标,间接反映出该产品在使用过程中的最大出水状态下因水压变化而产生的流量变化情况,一般淋浴器的流量随着压力的增加较平稳增加;而具有自动调节水流量的淋浴器,当水压上升到一定的压力值时,出水流量随着压力的增加变化较小,具有较好的节水性能。
表9 水效等级修订前后比较
*注:这是本次标准修订的一个重要条款,本次修订后,将淋浴器分为“手持式花洒”和“固定式花洒”2种类型分别进行水效等级划分;淋浴器水效等级分为3级,其中3级水效最低;各等级淋浴器的流量应符合表4的规定;手持式花洒若其所带花洒有多种出水方式时,分别试验每种出水方式的流量,以最大流量所达到的水效等级作为该淋浴器的水效等级;固定式花洒若其所带花洒有多种出水使用功能时,分别试验每种出水使用功能的流量,以最大流量所达到的水效等级作为该淋浴器的水效等级。
5.1.1 喷射力试验装置
使用以下试验装置,也可使用其他具有相同效果的试验装置。
1)一个如图1所示的淋浴喷射力试验装置;
2)压力测量分辨率0.001 MPa、准确度±1%;
3)喷射力测量分辨率0.01 N、准确度±2%。
1-圆盘 2-测力计,测量范围:0~25 N 尼龙6PLA(聚乳酸);球面:0.8;除非另有说明,成品加工质量小于600 g
(a)手持式花洒喷射力试验装置 (b)喷洒圆盘
图1 手持式花洒喷射力试验装置
5.1.2 喷射力试验程序
喷射力试验按照以下步骤进行:
1)手持式花洒及其附属配件(如淋浴阀、分水开关、直管、弯管淋浴柱或淋浴软管等),应按照生产厂商提供说明书的装配方法进行组装;
2)有多种出水方式的手持式花洒,将其调至喷射力最大状态下进行测试;
3)将手持式花洒安装在试验台上,并将水连接到手持式花洒入水口,对于接软管的手持式淋浴器,安装在试验台上使软管自由挂起呈U型,不扭曲,手持式花洒面板水平;
4)喷洒球面安装在喷射力测量装置上;
5)检查喷射力测量装置的垂直轴线是否与水平面垂直;
6)调整手持式花洒出水面板,使其水平放置,并在与喷洒球面圆顶之间的垂直距离为400~405 mm;
7)向手持式花洒通水并通过调压装置逐渐调整动压至(0.50±0.01)MPa,保持动压稳定至少60 s;
8)关闭水流,然后逐渐打开水流将压力调至(0.30±0.01)MPa,保持稳定后读取喷射力试验装置的读数P1(至少10 s稳定);
9)重复步骤h),压力降至(0.20±0.01)MPa和(0.10±0.01)MPa,并读数P2、P3;
10)计算P1、P2与P3的平均值作为平均喷射力。
说明对喷射力试验所用的试验装置,可以使用如图1所示的“手持式花洒喷射力试验装置”,也可使用其他具有相同效果的试验装置。明确了该试验装置中压力、喷射力测量装置的准确度要求。
图1对手持式花洒喷射力试验装置的结构、尺寸要求、关键装置所使用材料和测力计的范围进行了规定。
该试验程序中,步骤1)~6)主要是规定对淋浴器手持式花洒被测样品的组装、安装和检查;步骤7)主要是规定对淋浴器手持式花洒样品安装后的调试(该步骤中要求在对被测样品完成安装和检查后,“向手持式花洒通水并通过调压装置逐渐调整动压至(0.50±0.01)MPa,保持动压稳定至少60 s”),以此确保被测试样品各处的密封元件等关键零部件处于正常工作状态; 步骤7)~9)主要是规定对淋浴器手持式花洒样品调试后进行的压力调试、测量及数据记录;步骤10)规定了喷射力的计算。
本次修订后的流量和流量均匀性试验方法主要变化详见表10。
续表10