用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法与流程

本发明涉及建筑给排水领域，尤其涉及一种用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法。

背景技术：

全社会在重视提高建筑用水效率的同时，对于用水的舒适度要求也越来越高。建筑给水为达到节水的目的往往减小供水压力、减少器具出流量，用水舒适度下降，用水时间延长，用水量不减反增，所以最合理的节水是满足用水舒适性要求前提下的节水。如《水嘴用水效率限定值及用水效率等级(gb25501-2010)》中认定的一级节水型水龙头，供水压力为0.10mpa-0.15mpa时，洗手流量较小，洗手持续时间较长，影响洗手效率，达不到舒适要求。供水压力过大时，水流冲击力过大，容易产生飞溅，影响洗手舒适性的同时造成水资源的浪费。水温方面，过高或者过低都会引起用水不舒适，严重的还会损伤皮肤健康，且供水温度过高还会引起热能的浪费。所以，建筑用水的舒适度研究有助于规范并引导用水器具市场向着节水、健康的方向发展。

现已有关于用水舒适性的研究仅着眼于流量等单因素考虑，且受试者类型单一，缺乏严谨性和准确性。洗手舒适评价标准的调查显示：用水舒适度的评价标准主要包括以下三点：水流与手接触时的温度、水流与手接触时是否产生飞溅、流量对于洗手效率的影响。理论分析可知水流与手表面皮肤的温度差影响人的热舒适性，水流对手表面皮肤的冲击力影响用水的洗净度，所以温差与冲击力为评价洗手舒适度的关键指标。但至今为止，我国对建筑用水舒适度的研究还很少，由于无法客观评价用水舒适性，现存的建筑用水终端设计缺少对于不同人群用水需求差异的考虑。

技术实现要素：

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法，能客观评价用水终端不同工况下用水舒适度，有利于优化设计建筑用水终端的供水压力、流量与水温等重要参数，进而提高各类型用户的用水舒适度的同时促进建筑节水。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法，该评价方法包括：

步骤a，测得舒适温差和舒适冲击力：以青年、中年和老年三个年龄段的两种性别的人作为受试者进行测试，分别在使用与不使用洗手液的情况下，由各受试者自由调节洗手水流至各自舒适状态后，测定洗手水流与人手表面皮肤的温差与洗手水流对人手表面皮肤的冲击力，得到每位受试者的舒适温差和舒适冲击力的数值；根据得到的每位受试者的舒适温差和舒适冲击力的数值汇总得出各年龄段的不同性别的人群在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力；

步骤b，将受试者按照年龄段和性别分批再次进行测试，根据所述步骤a得出的每个年龄段的不同性别受试者在使用与不使用洗手液情况下的舒适温差，每次按受试者是否使用洗手液的情况，保持温差为对应的舒适温差，调节水龙头的开启程度，记录受试者在不同冲击力下的洗手舒适情况，直至受试者感到冲击力超出舒适范围时停止测试；

步骤c，汇总所述步骤b记录的数据，确定不同年龄段的不同性别的受试者在舒适温差下，不同冲击力与舒适度的对应关系，得出舒适温差下舒适度受到影响的冲击力上、下限值；

步骤d，将受试者按照年龄段和性别分批再次进行测试，根据所述步骤a得出的每个年龄段的不同性别受试者在使用与不使用洗手液情况下的舒适冲击力，每次按受试者是否使用洗手液的情况，保持冲击力为对应的舒适冲击力值，调节水龙头的出水温度，记录受试者在不同的温差下的洗手舒适情况，直至受试者感到用水温差超出舒适范围时停止测试；

步骤e，汇总所述步骤d记录的数据，确定不同年龄段的不同性别的受试者在舒适冲击力下，不同温差范围与舒适度的对应关系，得出舒适冲击力下舒适度受到影响的温差上、下限值；

步骤f，根据上述步骤分别测试得出的舒适温差、舒适冲击力、舒适温差下舒适度受到影响的冲击力上、下限值和舒适冲击力下舒适度受到影响的温差上、下限值，确定青年、中年、老年的男性和女性分别在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力的区间范围，并得出在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差、冲击力综合判断图，利用该温差、冲击力综合判断图来评价用水终端不同工况下的用水舒适度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法，其有益效果为：

通过测试不同人群的方式，明确了影响洗手舒适度关键因素为温差与冲击力，并通过不断调节水流，确定不同梯度值下的温差与冲击力分别对于舒适度的影响，得出了青年、中年、老年的男性和女性分别在使用和没有使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力这两个参数的区间范围，进而得出用水终端在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差、冲击力综合判断图来评价用水舒适度。该方法能实现客观评价用水终端不同工况下用水舒适度，普适于优化设计普通建筑用水终端的供水压力、流量与水温等重要参数，又有利于针对性地优化设计青年住宅、老年住宅、女性住宅等特殊建筑的用水终端，提高各类型用户用水舒适度的同时促进建筑节水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的适用于青年、中年、老年的男性、女性分别在有与没有使用洗手液情况下用水舒适时的舒适温差范围对比图；

图3为本发明实施例提供的适用于青年、中年、老年的男性、女性分别在有与没有使用洗手液情况下用水舒适时的舒适冲击力范围对比图；

图4为本发明实施例提供的不同用水舒适感受的温差范围图；

图5为本发明实施例提供的不同温差区间的用水舒适感受判断图；

图6为本发明实施例提供的不同用水舒适感受的冲击力范围图；

图7为本发明实施例提供的不同冲击力区间的用水舒适感受判断图；

图8为本发明实施例提供的用水终端青中年用水舒适度判断图；

图9为本发明实施例提供的用水终端老年用水舒适度判断图。

具体实施方式

下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

如图1所示，本发明实施例提供一种用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法，该评价方法包括：

步骤a，测得舒适温差和舒适冲击力：以青年、中年和老年三个年龄段的两种性别的人作为受试者进行测试，分别在使用与不使用洗手液的情况下，由各受试者自由调节洗手水流至各自舒适状态后，测定洗手水流与人手表面皮肤的温差与洗手水流对人手表面皮肤的冲击力，得到每位受试者的舒适温差和舒适冲击力的数值；根据得到的每位受试者的舒适温差和舒适冲击力的数值汇总得出各年龄段的不同性别的人群在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力；

步骤b，将受试者按照年龄段和性别分批再次进行测试，根据所述步骤a得出的每个年龄段的不同性别受试者在使用与不使用洗手液情况下的舒适温差，每次按受试者是否使用洗手液的情况，保持温差为对应的舒适温差，调节水龙头的开启程度，记录受试者在不同冲击力下的洗手舒适情况，直至受试者感到冲击力超出舒适范围时停止测试；

步骤c，汇总所述步骤b记录的数据，确定不同年龄段的不同性别的受试者在舒适温差下，不同冲击力与舒适度的对应关系，得出舒适温差下舒适度受到影响的冲击力上、下限值；

步骤d，将受试者按照年龄段和性别分批再次进行测试，根据所述步骤a得出的每个年龄段的不同性别受试者在使用与不使用洗手液情况下的舒适冲击力，每次按受试者是否使用洗手液的情况，保持冲击力为对应的舒适冲击力值，调节水龙头的出水温度，记录受试者在不同的温差下的洗手舒适情况，直至受试者感到用水温差超出舒适范围时停止测试；

步骤e，汇总所述步骤d记录的数据，确定不同年龄段的不同性别的受试者在舒适冲击力下，不同温差范围与舒适度的对应关系，得出舒适冲击力下舒适度受到影响的温差上、下限值；

步骤f，根据上述步骤分别测试得出的舒适温差、舒适冲击力、舒适温差下舒适度受到影响的冲击力上、下限值和舒适冲击力下舒适度受到影响的温差上、下限值，确定青年、中年、老年的男性和女性分别在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力的区间范围，并得出在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差、冲击力综合判断图，利用该温差、冲击力综合判断图来评价用水终端不同工况下的用水舒适度。

上述方法中，受试者中的青年为18-30岁的人群，受试者中的中年为30-55岁的人群，受试者中的老年为55岁以上的人群。

上述方法步骤a中，测定洗手水流与人手表面皮肤的温差与洗手水流对人手表面皮肤的冲击力中，每位受试者的温差与冲击力各要测定三次，取平均值，作为测得的温差与冲击力。

上述方法中，各受试者双手接触水流的接触点至出水口的距离均保持一致；各受试者双手与接触的水流所成的冲击角度均保持一致。这样能保证每次实验的数据具有相对统一性；优选的，各受试者双手接触水流的接触点至出水口的距离为10cm；各受试者双手与接触的水流所成的冲击角度均为60度。这样设定也能减少水流飞溅并提高洗净度。

本发明的评价方法能得出用水终端在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差、冲击力综合判断图来评价用水舒适度。该方法能实现客观评价用水终端不同工况下用水舒适度，普适于优化设计普通建筑用水终端的供水压力、流量与水温等重要参数，又有利于针对性地优化设计青年住宅、老年住宅、女性住宅等特殊建筑的用水终端，提高各类型用户用水舒适度的同时促进建筑节水。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

本发明为用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法，明确了温差与冲击力是影响洗手舒适度的关键因素，并通过不断调节水流，确定不同梯度值下的温差与冲击力对于舒适度的影响，得出了青年、中年、老年的男性和女性分别在使用和没有使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力这两个参数的区间范围，并得出用水终端在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差、冲击力综合判断图来评价用水舒适度。本发明的主要目的是普适性的优化设计普通建筑用水终端的供水压力、流量与水温等重要参数，又针对性地优化设计青年住宅、老年住宅、女性住宅等特殊建筑的用水终端，提高各类型用户用水舒适度的同时促进建筑节水。

如图1至9所示，本发明提供用水终端不同工况下用水舒适度的评价方法，评价方法流程的具体步骤简述如下：

步骤a.分别在使用和不使用洗手液的情况下，由青年(18-30岁)、中年(30-55岁)、老年(55岁以上)三个年龄段的男女两种性别的受试者进行实验，获得大样本数据。实验由受试者自由调节洗手水流至舒适状态后，测定洗手水流与人体手表面皮肤的温差(以下简称温差)、水流对人手表面皮肤的冲击力(以下简称冲击力)这两大参数，每位受试者的每个参数测定三次，取平均值，得到每位受试者的舒适温差和舒适冲击力的数值。大样本数据分析，得到每个年龄段的每个性别的人群在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力，得表1；

表1：不同人群洗手最佳舒适温差与冲击力取值表

步骤b.将受试者按照年龄段、性别分批再次进行实验，由步骤a已知每个年龄段每个性别在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差，每次针对受试者和是否使用洗手液的条件，保持温差为对应的舒适温差值，调节水龙头的开启程度，记录受试者在不同大小的冲击力下的洗手舒适情况，直至受试者感受到冲击力超出舒适范围时停止实验；

步骤c.汇总数据，分析不同年龄阶段不同性别的受试者在舒适温差下，不同冲击力范围与舒适度的对应关系，得出舒适温差下舒适度受到影响的冲击力上下限值；

步骤d.将受试者按照年龄段、性分批再次进行实验，由步骤a已知每个年龄段每个性别在使用和不使用洗手液情况下的舒适冲击力，每次针对受试者和是否使用洗手液的条件，保持冲击力为对应的舒适冲击力值，调节出水温度，记录受试者在不同的温差下的的洗手舒适情况，直至受试者感受到用水温差超出舒适范围时停止实验；

步骤e.汇总数据，分析不同年龄阶段不同性别的受试者在舒适冲击力下，不同温差范围与舒适度的对应关系，得出舒适冲击力下舒适度受到影响的温差上下限值；

步骤f，得出青年、中年、老年的男性和女性分别在使用和不使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力的区间范围，并得出在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差、冲击力综合判断图以评价不同工况下的用水舒适度。三种状态中，很舒适表示最高舒适度、较舒适表示中间舒适度、不舒适表示最低舒适度。

为了使洗手舒适度具有针对性和适用性，在有和没有使用洗手液的两种情况下进行测试实验，被测试者的年龄段包括青年、中年、老年，且每个年龄段都包括男、女两种性别。为了保证每次实验的数据具有相对统一性，水流与双手接触点距离出水口的距离、水流与双手接触所成的冲击角度保持基本一致。为了减少水流飞溅并提高洗净度，洗手时水流与双手接触点距离出水口的距离统一为10cm，水流与双手接触所成的冲击角度统一为60度。

参见图2至9，本发明的评价方法适用于青年、中年、老年多个年龄阶段、男女两种性别和有与没有使用洗手液习惯的人群，既具有普遍性又具有针对性。本评价方法可有效确定不同梯度值下的温差与冲击力对于舒适度的影响，得出青年、中年、老年的男性和女性分别在使用洗手液和没有使用洗手液情况下的舒适温差和舒适冲击力这两个参数的区间范围，并得出了用水终端在用水很舒适、较舒适、不舒适三种状态下的温差和冲击力综合判断图。其中青中年的用水舒适度的温差、冲击力综合判断图中，青中年最舒适区占比68.29％，较舒适区占比26.02％，较舒适与最舒适综合区间占比94.31％，不舒适区占比5.69％，不舒适、较舒适与最舒适综合区间占比100％。老年最舒适区占比68.00％，较舒适区占比26.00％，较舒适与最舒适综合区间占比94.00％，不舒适区占比6.00％，不舒适、较舒适与最舒适综合区间占比100％。两者均与标准正态分布函数的三个常用概率68.69％、95.45％、99.73％非常吻合，所以本评价方法具有合理性，能实现客观评价用水终端不同工况下用水舒适度，普适于优化设计普通建筑用水终端的供水压力、流量与水温等重要参数，又有利于针对性地优化设计青年住宅、老年住宅、女性住宅等特殊建筑的用水终端，提高各类型用户用水舒适度的同时促进建筑节水。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。