科学节水观：动态节水
—— 动态节水技术能够确保中国不缺水
在传统洗涤用水的观念中，水仅仅是一种稀释溶剂，只能用于盆洗、漂洗、大流量冲洗，将水和化学洗涤制品看作是去污洗涤的核心，为去污洗涤设定了一个错误的前提：“去污洗涤必须用水、必须使用去污洗涤剂，去污洗涤的洁净度与水和化学洗涤制品的用量成密切相关”,但凡谈到节水，总是试图从洗涤用水以外的环节寻找途径，如供水管网的跑、冒、滴、漏、将洗涤后的污水重复利用、单纯的减小流量等静态环节，且总是要等到浪费行为发生以后，对浪费用水本身却从不加以分析和变革，然而无论静态节水的效果有多么好，人们的每一次洗涤却依然是“以稀释为前提、以用量取胜为判断准则”，在观念上始终是将浪费用水（稀释性用水）看成是维持生活正常运转的基本物质前提。显然，如果不改变错误的用水观念，静态节水也不会取得实质性的成效。
由以上两图不难看出，在沿袭传统洗涤用水方式的前提下，不论洗涤的对象有何不同，但水（自来水）在洗涤中所扮演的角色始终是稀释剂，既然是稀释剂，自然就得遵循稀释剂的运行法则——以量取胜，因此，只要仍然沿袭传统的洗涤用水观念，节约用水就无从谈起。
根据牛顿第一运动律我们知道：物质不受外力的作用时，将保持它原来的运动状态（静止或匀速运动），是物质的固有属性。换句话说要改变物质的运动状态，就必须要有外力作用于物质，以克服物质自身的固有属性。因此从本质上讲，去污洗涤在实质上就是对污垢施以外力，迫使污垢克服自身的固有属性，改变原来的运动状态（使污垢脱离原附着体）。从下图不难看出，去污洗涤在实质上就是使污垢克服自身的惯性、脱离原附着体。
所以在动态洗涤和动态节水概念中，去污洗涤被看作是“物质受力后改变运动状态”的力学范畴，认为力才是去污洗涤的核心。动态节水理论认为去污洗涤的实质是：污垢在外力的作用下，克服自身所固有的属性——惯性，改变原来的运动状态，产生空间位移。换句话说，去污洗涤与水和化学洗涤制品的用量无关，而仅与污垢所受外力的大小、方向和性质有关。事实上哪怕是在今天的众多浪费用水行为中，即令是施用了再多的化学洗涤制品、再多的水，只要不施加外力，任何去污洗涤的目的都无法实现。因此，就本质而言，即令是施用了化学洗涤制品和水，去污洗涤的实质和核心仍然是力。
当明白这一基本原理后，许多动态节水产品的结构设计和功能设计也就随之而出了：例如洗衣最多只需用水10 L清水的洗衣机结构设计已经完成、洗一个碗或盘碟仅需5～10 ml自来水的洗碗机也已处于设计中，可确保生活洗涤用水普遍节约60 %以上的节水龙头和节水帽已批量生产上市，洗澡一次仅需25 L自来水的新型节水浴头也已定型投产，与此同时一种仅需用水1.8～2.0 L的新型坐便器结构设计也以基本完成。可能有很多人都不会相信，但事实就是如此，环保型循环用水离心力洗衣机（专利号：ZL 01209406.4）就已经能够做到洗涤2 ～3 kg衣物最多用水10 L。
由于动态节水产品始终强调力的核心作用，在动态节水产品的使用过程中，虽然有许多环节仍然要用水，但这时的水不是稀释剂，而是充当了力的物质载体、一种特殊洗涤工具，因而用水效率极高，一般可比现有用水方式节约60 %以上，在工业用水领域，有的甚至可以节约80 %；由于不须使用化学洗涤制品，因而不单用水极少，而且排污也极少、对环境的危害也极小。
动态节水理论在分析我国水资源短缺的根本原因时，认为造成人们浪费用水的关键首先是洗涤观念上的认识错误，即“将水（自来水）仅仅当作稀释剂来加认识和使用”，否认在去污洗涤中起核心作用的关键因素是力；其次才是否认“水（自来水）的商品属性，违背客观经济规律。因此，在动态节水理论中，首先强调去污洗涤的核心是力，并将去污洗涤的实质规结为：污垢在外力的作用下，克服自身所固有的属性——惯性，改变原来的运动状态，脱离原附着体而产生空间位移；去污洗涤的洁净度与水（自来水）和化学洗涤制品的使用量无关，仅与所受外力的性质、方向和大小有关；水（自来水）在去污洗涤中的属性不是稀释剂，而是一种工具、一种传递力的物质载体。
由于水（自来水）在去污洗涤中的本质属性仅仅是一种特殊的载体工具，因此动态节水理论认为，应该、而且也必须大幅度提高其利用效率，事实上动态节水产品也确实证明了水（自来水）的综合使用效率可以在现有基础上得到大幅度提高。
下面仅以动态节水技术及其产品在使用中的用水实情为例，来与传统用水作比较：
1.洗涤方式：传统用水方式主要为“盆洗、漂洗、大流量冲洗”，其洗涤的实质是稀释，必须以量取胜、必须使用化学洗涤制品。由于使用了化学洗涤制品，存在二次污染，通常必须进行多次重复稀释性清洗，且常用冲洗用水流量均在8 L/min以上，同时，热水器的瞬时功率匹配极大，至少需要5 KW ；节水帽（节水龙头）的洗涤用水方式为“直接冲洗”，强调以力为核心，必须以力取胜，不需使用化学洗涤制品，不存在二次污染，通常一洗即净，且流量仅在0.8 ～1.8 L/min之间，同时，热水器的功率匹配极小，仅需500 ～800 W。
2.餐饮洗涤：在传统去污洗涤的观念中，餐饮洗涤必须使用“化学洗涤制品”，总是存在二次污染，且洗一个碗蝶至少需要用去自来水1.5 ～2.5 L，同时流量配置在8 L/min以上；使用节水帽和节水龙头则不同，虽然喷射的流量极小，在一般情况小均小于1.8 L/min，但喷射质点的冲击力却非常之大，足以克服任何餐饮污垢与餐饮器具之间的吸附引力（在一般情况下，餐饮污物与餐具间的质点吸附引力均小于10-8牛顿，而节水帽则可将质点冲击力的大小随意调节到10-1牛顿），因而不必使用“化学洗涤制品”、也不存在二次污染，洗一个碗碟仅需用去自来水0.3 ～0.4 L。
传统洗涤用水方式 动态洗涤用水方式
水仅仅是稀剂而已 去污洗涤的核心是力
去污洗涤必须使用水，且必须以量取胜 水是传递力的工具，去污洗涤仅与力大小相关
3.洗手：用传统用水方式洗手，一般需要用去自来水1 ～2 L；而使用节水帽和节水龙头后，虽然喷
射水流的流量极小（在一般情况小均小于1.8 L/min），但喷射速度快、质点冲击力大，因而随机洗手最多需用自来水0.2 ～0.3 L。
传统洗涤用水方式 动态洗涤用水方式 动态洗涤用水方式
4.搓洗内衣、帕类和婴幼儿物品：用传统方式洗涤这一类物品，平均每件需用水8～10 L，且大多数洗涤均必须使用“化学洗涤制品”；使节水帽和节水龙头后，由于质点冲击力极大，绝大多数的去污洗涤均不需使用“化学洗涤制品”，平均每件需用水2.5 ～3.5 L。
5. 冲洗蔬菜、瓜果：用传统方式洗涤，平均每餐需用去自来水40～50 L，由于洗涤的实质属于稀释性用水,因而洗涤后的蔬菜瓜果表面,始终存在农药、化肥和“化学洗涤制品”等有害残存物质；使用节水帽（节水龙头）直接冲洗后，平均每餐最多需用自来水15 ～20 L，由于不须使用“化学洗涤制品”、喷射水流的质点冲击力大，具有极大的动能和冲击动量（在一般情况下，餐饮污物与餐具间的质点吸附引力均小于10-8牛顿，而节水帽可将质点冲击力的大小随意调节到10-1牛顿），足以克服农药、化肥和化学洗涤制品等有害物质与蔬菜和瓜果表面间的相互引力，因而冲洗后的蔬菜和瓜果表面极少有农药、化肥和化学洗涤制品等有害物质的残存。
传统洗涤用水方式 动态洗涤用水方式
平面整体承受正压力，有许多不规则的凸凹 针点受力，冲击力始终大于污垢的吸附引力，
表面均无法洗涤，故无论经过多少次清洗， 无论被洗涤为何种不规则表面，均能做到一
始终存在农药、化肥等有害残存物质，且还 冲即净，不存在化肥、农药等有害残存物质，
特别浪费水。 且还用水极少。
6. 洗浴用水：按传统方式洗浴一次至少需用水100 ～200 L；而使用新型节水浴头后，由于冲量和冲击力的缘故，所需喷射水流的流量变为3.5 ～4.5 L/min,冲洗时间可缩短至8 ～10分钟，洗浴仅需用水30～45 L。
7. 对环境的影响：传统洗涤方式不但用水量大，而且所有的去污洗涤都必须使用“化学洗涤制品”，因而排污量也大，对环境的危害也极大；使用动态节水产品则不同，一方面用水极少，另一方面90 %以上的去污洗涤均可不使用“化学洗涤制品”，因而排污极少，不对环境构成危害，极有利于生活污水全额处理，是真正的绿色消费。
8.从附带能源消费和供热器具的角度看，传统洗涤方式要求供热器具必需提供温度在800C以上的大量温水，一方面这会直接导致供热器具的单次能源消耗急增、能耗利用效率大幅下降，另一方面还会加大水垢结晶，进一步降低能源利用效率，加大消费成本；使用节水帽（节水龙头）则不同，一方面对水温的要求大幅降低，只要求供热器具提供温度在35～450C的温水，可基本消灭水垢的生成和板结，另一方面，温度在35～450C的高速喷射水流不会烫伤人体皮肤、具有特别强的清水去污能力，最大限度的提高了温水和单位能耗的利用效率。
从上述对比中可以看出，动态节水理论及其物化产品在使用中始终强调力的核心作用，所有去污洗涤均用水极少、排污极少，其节水的数量一般可比传统洗涤方式节水60 %以上。因此，如果全社会充分使用动态节水技术及其产品，60 L自来水足以满足人们每天的所有用水需求，当然，如果人们非要沿袭传统、落后的用水观念，别说60L自来水，就是200 L也难以满足人们每天的需要；在工农业生产中，由于绝大部分的用水需求均属于力学范畴，且用水需求较为单一，换句话说，只要充分利用动态节水技术进行针对设计，至少也可确保总体节水60 %以上，有的甚至可以做到节水80 %以上。
动态节水产品的节水原理和去污原理。下面仅以具体的动态节水产品和专利技术为例。
节水帽（节水龙头）：前面说过，去污的实质在于以外力去克服物体固有的惯性而使污垢脱离原附着体，出现空间位移。显然，在卸压为零的传统洗涤方式中，水并没有直接参与去污，仅仅充当了稀释剂的角色，大量的水均因为表面径流而属于无效使用，使用节水帽来进行洗涤则不同：首先，节水帽充分利用了流体连续性原理（V1S1=V2S2）和能量守衡基本原理,使自来水呈小流量高速喷射状。此时喷出的自来水虽然流量极小（在一般情况下,自来水的喷射流量大多为0.8～1.8 L/min）、质点颗粒极小（质点颗粒的直径：0.001～ 1）,但喷射的速度却极快（根据洗涤的需要,喷射速度可控制在2～20 m/s之间）,再加上是连续喷射，因而被洗涤物品所承受的冲击力和动量却并不小；第二,充分利用动量守衡,使小流量高速喷射水流直接作用于被洗涤物品，通过冲击力迫使污垢克服自身的惯性
线性喷射水流 微发散喷射水流 发散喷射水流
特点：冲击力大，清水去污 特点：冲击力柔和适中，适用 特点：冲击力极小，手感柔
能力极强，不须使用 面极广，集去污与节水 和，具有特别的使用
化学洗涤制品。 于一身。 功能和节水功能。
而产生空间位移，进而从本质上确立了高速喷射水流的工具特性、去污特性；第三，节水帽在设计之初就充分考虑了去污洗涤需求的多样性，可以根据需要灵活调节喷射水流的喷射水型、颗粒大小、速度大小、冲击力的大小、冲量的大小，具有特别强的普遍适用性和随意针对性，故而喷射水流冲击去污的利用效率极高（在一般情况下均高达80 %以上），因而特别节水；第四，由于仅需极少量的清水即可实现去污，且无须使用化学洗涤制品，自然所排泄的污水也特别少，对环境的污染也特别小，最终将导致自来水生产综合成本（包括污水处理费）的降低和能源消耗量的降低；第五，由于热水能削弱和减小不同物质间的引力，因而与热水器配合使用后，从节水帽中喷出的温度在420C左右的清水直接冲击被洗涤物品后，去污能力还会大幅度提高，自来水的使用效率也会同步得到更大幅度的提高。另外，与节水帽的流量相对应，热水器的功率匹配也仅需500～800W，这与现今普遍使用的热水器至少耗费5～8KW相比，简直有天壤之别。
因此，节水帽（节水龙头）的基本节水原理可以这样界定：通过流体连续性原理，充分利用自来水的压力势能，尽力强化和有效利用最小水分子团（最小水颗粒）高速喷射时的冲击动量，直接作用于被洗涤物体，从而实现以力取胜，最终大幅提高水资源的单位利用效率，并相应减少附带的能源消费。
由于我们长期重事节水器具的研制和生产，曾专门对已使用节水帽的各种场所进行过长期跟踪调查和对比分析，其节水的情况大致如下（水压：
P ≥ 0.3 MPa）：
（1）凡公共长所的水龙头装上节水帽后，一般都能确保节水80 % 以上,因为这类场所的洗涤用水大多数都无法做到有效节水，而一旦装上节水帽以后，在水压和流体连续性原理的共同作用下，自来水已经变成了具有较大动能和动量的高速喷射水流（喷射速度：2～20 m/s ），无论人们怎样浪费，其所需的最大流量（也是最佳流量）仅在0.8 L～1.8 L/min之间，且洗涤时的强力冲击手感迫使人们自觉进早关闭水龙头。例如在企事业单位、学校、医院和其它公共场所中的便后用水，每人每次的用水时间为10～15秒，而普通水龙头打开的标准流量均在10 L/min以上，因而每人每次的用水量一般都在1.5 L以上。而装上节水帽后，由于冲量和冲击力的缘故，平均用水时间可缩短至6～8秒，因而平均每人每次用水仅在0.2 L左右。
（2）凡在水龙头上安装节水帽的家庭，其每人每天的用水量仅须60 L即可，节水效率均维持在40～65%之间。例如餐后洗碗，若按传统用水方式洗一个碗需用水1～2 L，且还需使用餐用洗涤剂，而用节水帽（节水龙头）洗个碗则仅需用水0.3～0.4 L，且不须使用任何洗涤制品。
（3）凡公共浴室使用节水浴头后，其平均节水率均在60%以上。使用传统浴头洗澡时，其喷射的常见流量均在10～12 L/min以上，洗浴时间若按平均每人每次净冲洗10分钟计算，则平均每人每次需用去100升温度在450C的自来水；当使用节水浴头后，由于最佳流量在3.5～4.5 L/min之间，因而平均每人每次最多用去45升温度在450C的自来水。
因此，动态节水原理及其产品的使用，就其本质而言，并不是为了节水而节水，而是主动探求科学洗涤的本身和基本原理、主动探求哪些洗涤需求原本就可以不用水、主动探求用什么方式或工具可以替代水来实现去污洗涤的目的。所以，动态节水原理及其产品虽然并不克意追求节水，但由于抓住了事物运动的客观本质——去污的核心是力、抓住了有效利用冲量和冲击力这个关键问题，自然也就抓住了如何提高自来水利用率的关键，自然也就特别节水，因而才能确保比传统用水方式节水60%以上。
经过多年的观察和仔细测量，我们发觉在常规生活洗涤用水中，去污洗涤的最佳洗涤方式是质点（针点）受力，去污洗涤的最佳受力作用面积普遍小于30㎝2，其中经常性去污洗涤所需的最佳受力作用面积在2～10㎝2之间，污垢与附着体之间的质点（质点的取法：1～103个/㎝2）吸附引力普遍小于10-7牛顿，换句话说只要对污垢质点施与力值大于10-5牛顿的冲击力，即可使污垢脱离附着体、实现去污，相反，传统洗涤方式在进行去污洗涤时，首先强调的不是质点受力力，而是平面整体受力（平面整体受力只会加大污垢与附着体之间的吸附引力）、是化学洗涤制品和稀释用水。由于传统洗涤方式背离了去污洗涤的实质，自来水并没有以质点（针点）冲击的形式直接作用于被洗涤物，因而从本质上讲，所有的稀释用水均属于无效用水，这也就是为什么在传统用水方式下始终都无法实现有效节水的根本原因。
由于传统洗涤用水观念经过了几千年的沉淀，稀释用水已经成为从个人到国家机关和社会各阶层都不得不尊崇社会法则，谁都不敢想象导致水资源短缺的根本原因正是我们几千年来所一直推崇的传统用水方式本身，因此，即令是国家主管水资源的各级机构、部门和节水办在制定节约用水的各项政策和量化指标时，也从不敢想象只要我们改变传统洗涤用水方式——社会在现有基础上普遍实现总体节水60%以上是完全可能的，因而才有人均月用水3吨的最低限额，以确保维持人们稀释用水（浪费用水）的基本需要，因为动态节水理论和动态节水技术的实施已经彻底证明：“只要改变落后的洗涤用水方式，广泛推广应用动态节水理论和实用节水技术，充分使用动态节水器具，每人每月最多用水1.5立方米, 彻底缓解我国的水资源危机是完全可能的”。
感谢朱宁先生提供以上资料！
主 页： http://hsdjsm.ebigchina.com
联系人： 朱 宁
电 话： 023-65340117 13206039837
邮 箱： hsdjsm@163.com
