Design Technology for Water-Efficient Toilet : A Case Study of Drainage System Performance

Abstract

Water conservation is a prerequisite to sustainable environment. The effect of reductions in water throughflow on the operation of drainage systems has led to anxiety is very much about the possibility to reduce the consumption of water in the building down. Selecting use the toilet to save water so it is a viable way for saving water consumption. Which are important and necessary to take into consideration, so that water-saving efficiency toilet design, thus get more attention. This study therefore focused on reducing the volume of water used to flush through the drainage system, by factors affecting the efficiency of the sewer system of inspection such as; drainline slope, drain distance, drainline diameter and vertical drop height of the drain. Where the research was conducted under the terms of the installed trial to determine the velocity of water flowing in the drain and water-saving efficiency of a toilet in the solid transport in the drain. It also has been investigating the characteristic of solids and solid deposition position in the drain. The study shows that in the condition there is no slope. Install the drain at vertical drop height 150 millimeters and drain distance 8 meters, will be effective in saving water when there is drainline diameter 2 and 3 inches when increase a vertical drop height of 800 millimeters and increase a drain distance between the size 8-12 meters make drain systems are effective in saving even more water. In drainline diameter all three size is 2, 3, and 4 inches by drain is small, effective in water saving more than a larger drain. And in condition where there is a slope of the drain, found that the slope of the drainage are factors that determine the velocity of the water in the pipes and the flush volume effectively. That is the slope rise will result in increased velocity of water in the pipeline as well. The results of the study, if installed in the 2, 3 and 4 inch drainage pipelines, in slope condition found slope that the best is 1:50, 1: 100 and 1: 200, respectively. In order to ensure the velocity of the water in the pipeline is possible and the system is effective in saving water, it should be installed the drain distance is not more than 12 meters. The results of this study were used for the study the mechanism of solid transport and solid deposition position in the drain. The study found that flush volume used at lowermost can make the solid transport in the toilet is 4 liters. When installed in a condition where no slope. Solid are deposition in the drain at the short distance. However, when increasing slope and vertical drop height, it will make the pipe system more efficient in solid transport. And found that small drain diameter can be transported at a distance far larger than the larger drain diameter. The results will be used to design alternatives suitable for water-efficient-toilets.

การอนุรักษ์น้ำเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อสภาพแวดล้อมอย่างยั่งยืน ผลของการลดการไหลของน้ำผ่านการทำงานของระบบระบายน้ำทำให้เกิดความวิตกกังวลเป็นอย่างมากเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการลดปริมาณการใช้น้ำภายในอาคารลง การเลือกใช้ชักโครกเพื่อประหยัดน้ำจึงเป็นอีกแนวทางหนึ่งสำหรับการประหยัดน้ำที่ใช้ในการอุปโภคบริโภค ซึ่งมีความสำคัญและมีความจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึง ดังนั้นการออกแบบสุขภัณฑ์ชักโครกที่มีประสิทธิภาพการประหยัดน้ำจึงได้รับความสนใจมากขึ้น การศึกษาครั้งนี้จึงมุ่งเน้นไปที่การลดปริมาณน้ำที่ใช้ในการล้างผ่านการออกแบบระบบท่อระบายน้ำ โดยปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของระบบท่อระบายน้ำที่ทำการตรวจสอบ ได้แก่ ความชัน ระยะทาง เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ และความสูงในแนวดิ่งของท่อระบาย ซึ่งการวิจัยได้ดำเนินการทดลองติดตั้งภายใต้เงื่อนไขเพื่อตรวจสอบความเร็วในการไหลของน้ำในท่อระบายและประสิทธิภาพการประหยัดน้ำของชักโครกในการถ่ายเทของเสียในท่อระบาย นอกจากนี้ยังได้รับการตรวจสอบคุณลักษณะของของแข็งและตำแหน่งการตกสะสมของของแข็งในท่อระบาย ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าในสภาพการณ์ที่ไม่มีความชัน การติดตั้งท่อระบายที่มีระดับความสูงในแนวดิ่ง 150 มิลลิเมตร และความยาวท่อ 8 เมตร จะมีประสิทธิภาพในการประหยัดน้ำมากที่สุดเมื่อท่อระบายมีขนาด 2 และ 3 นิ้ว และเมื่อมีการเพิ่มระดับความสูงในแนวดิ่งที่ระดับสูงสุด 800 มิลลิเมตรและเพิ่มขนาดความยาวท่อระหว่าง 8 - 12 เมตร จะทำให้ระบบท่อระบายมีประสิทธิภาพในการประหยัดน้ำมากยิ่งขึ้นในท่อระบายทั้งสามขนาดคือ 2, 3 และ 4 นิ้ว โดยท่อระบายที่มีขนาดเล็กจะมีประสิทธิภาพในการประหยัดน้ำมากกว่าท่อระบายที่มีขนาดใหญ่กว่า และในสภาพการณ์ที่มีความชันพบว่า ความชันของท่อระบายเป็นปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดความเร็วของน้ำในท่อและปริมาณน้ำที่ใช้ในการล้างอย่างมีประสิทธิภาพ กล่าวคือที่ความชันเพิ่มขึ้นจะส่งผลทำให้ความเร็วของน้ำในท่อเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งจากผลการศึกษาหากต้องการติดตั้งในท่อระบายขนาด 2, 3 และ 4 นิ้ว ในสภาพการณ์ที่มีความชันพบว่าความชันที่ดีที่สุดคือ 1:50, 1:100 และ 1:200 ตามลำดับ ซึ่งทั้งนี้เพื่อให้ความเร็วของน้ำในท่อเป็นไปได้และระบบมีประสิทธิภาพในการประหยัดน้ำควรติดตั้งความยาวท่อระบายไม่เกิน 12 เมตร ผลจากการศึกษาที่ได้นี้ถูกนำไปใช้ในการศึกษากลไกการเคลื่อนที่ของของแข็งและตำแหน่งของการตกสะสมของของแข็งในท่อระบายน้ำ พบว่าปริมาณน้ำที่ใช้ในการล้างที่น้อยที่สุดที่สามารถทำให้ของแข็งสามารถถ่ายเทได้ในโถสุขภัณฑ์คือปริมาณน้ำ 4 ลิตร โดยเมื่อติดตั้งในสภาพการณ์ที่ไม่มีความชันของแข็งจะตกสะสมในเส้นท่อในระยะทางที่สั้น แต่เมื่อเพิ่มความชันและความสูงในแนวดิ่งจะทำให้ระบบท่อมีประสิทธิภาพในการถ่ายเทของแข็งมากยิ่งขึ้นและพบว่าท่อระบายที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กจะสามารถถ่ายเทของเสียไปได้ในระยะทางที่ไกลกว่าท่อระบายที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่า ซึ่งผลที่ได้จะนำไปใช้ในการออกแบบทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับการใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพ