Компакт-унитазы и инсталляционные унитазы широко распространены в быту благодаря приятному внешнему виду и сравнительной простоте их санитарно-технического обслуживания. Однако эксплуатационные характеристики большинства из них ещё недостаточно удовлетворительны для основной массы потребителей. В статье перечислены основные проблемы качества смыва таких унитазов и изложены сравнительно простые пути устранения этих проблем.
Современные унитазы, к сожалению, не всегда по качеству смыва полностью отвечают требованиям потребителей. Поэтому изготовители сантехники до сего времени выпускают множество новых конструкций, у которых постепенно устраняются старые недостатки, выявленные в процессе эксплуатации предыдущих конструкций. При этом, однако, появляются новые недочёты, которые определяются только после длительных эксплуатационных испытаний.
Подобная ситуация имеет место во всех областях техники, в которых создаются новые изделия. Не обошла она и унитазы, поскольку это очень сложные и наукоёмкие изделия. Ниже будет рассмотрен примерный ход совершенствования данных изделий — от самых первых, массово выпускавшихся, до современных унитазов, как отечественных, так и зарубежных. Многочисленные соображения автора на эту тематику в целом изложены в статьях [1–8], с которыми можно ознакомиться на сайте журнала СОК.
К настоящему времени в европейских странах, в том числе и в России, канализационные трубы размещаются над этажными перекрытиями. Поэтому сейчас в европейском регионе наиболее массово выпускаются три устоявшихся схемы унитазов, с точки зрения конструктивного оформления устройства подачи потока воды в чашу унитаза на смыв её содержимого в канализационную трубу:
- ободковые унитазы, обеспечивающие вертикальный смыв в виде каскадного водопада;
- устройства с «душевой» подачей воды (из-под обода в чашу);
- безободковые унитазы, обеспечивающие круговой смыв.
В США и их сателлитах канализационные трубы принято размещать наверху, под перекрытиями зданий. Поэтому там используются так называемые «сифонные» унитазы. Их главное достоинство заключается в том, что благодаря эффекту сифона из чаши унитаза в канализацию в процессе спуска воды транспортируются даже мячи для пинг-понга, имеющие очень малую плотность и небольшие детские игрушки сравнительно низкой плотности. В унитазах европейского типа этого сделать не удастся. В них не получится даже смыть с первого спуска сухой корм для животных, пока он достаточно не намокнет. Поэтому в «европейских» унитазах существует важная проблема транспортировки фракций сравнительно малой плотности из чаши унитаза в канализационную сеть.
Второе достоинство части сифонных унитазов заключается в том, что перед началом спуска уровень заполнения водой в чаше очень большой. До её верхнего края остаётся всего несколько сантиметров, что очень смущает европейцев, впервые встретившихся с такой кажущейся проблемой. Это очень полезное решение, которое решает сразу две задачи. Во-первых, из-за малой высоты падения фекалии не создают брызг, которые не только неприятны, но и вредны с точки зрения гигиены. Во-вторых, те же фекалии могут оставить на стенках чаши следы контакта с чашей — мазы. На воздухе они засохнут, и при последующих спусках их будет невозможно смыть. В заполненной водой чаше они не очень сильно пачкают поверхность чаши, сразу начинают отмокать и легко смываются в процессе последующих спусков. В европейских унитазах существование брызг от падения фекалий и очищение чаши унитаза от мазов фекалий также является весьма сложной, но решаемой проблемой.
Следует также отметить, что вода, поступающая в чашу унитаза, может подаваться гравитационным путём, то есть самотёком из смывного бачка. Она также может подаваться под напором, например, из водопроводной сети или с помощью воздуха под его давлением. В этом случае качество смыва улучшается, но уровень шума увеличивается до недопустимых значений. В поездах, например, и в местах общественного пользования это не очень существенный недостаток, но в жилых помещениях — серьёзный недочёт.
В большинстве американских жилых домов устанавливаются унитазы, работающие на воде, подаваемой в чашу унитаза под увеличенным напором. Такие унитазы в момент спуска создают шум, напоминающий рёв реактивного двигателя, но из-за сравнительно хорошего качества смыва и относительной кратковременности этого шума потребители сифонных унитазов стойко переносят этот недостаток. Ведь и мы некогда не слишком переживали из-за шума высокорасполагаемых смывных бачков, а некоторые деятели культуры даже восхищались этим шумом, приравнивая его к музыкальному. Автор с ними частично согласен: ведь лучше послушать такую «музыку», чем прыгать возле унитаза с ёршиком.
Очень жаль, что в европейских стандартах качество ополаскивания чаши унитаза не входит в понятие «качество смыва». Эта недоработка привела к тому, что разработчики и производители унитазов ополаскивание унитаза воспринимают как процесс его смачивания, а не очищения стенок чаши унитаза, возложив ответственность за качество ополаскивания на опилки, с помощью которых после ополаскивания и определяется его качество. Опилки легко смываются водой, вытекающей из-под обода унитаза, а вот прилипшие к стенкам чаши засохшие мазы от фекалий остаются, и их необходимо потом вручную очищать моющими средствами и ёршиком, который всегда должен находиться под рукой.
На заре создания унитазов было создано очень большое количество разных по конструкции и принципу действия ещё не очень совершенных унитазов. Но постепенно стали появляться более или менее удовлетворительные приборы, которые в конце концов трансформировались во вполне приличную конструкцию, в настоящее время называемую «ободковым унитазом тарельчатого типа с высокорасполагаемым смывным бачком». Его упрощённая принципиально-конструктивная схема приведена на рис. 1.
Такие унитазы ещё можно обнаружить в некоторых квартирах старых домов довоенной постройки. Их разработали финские инженеры. Массовая практика использования этих сантехнических изделий показала, что они имеют удовлетворительные качества смыва, не уступающие некоторым современным европейским унитазам, которые до сих пор совершенствуются, но не всегда очень удачно.
Основной практический положительный результат рассматриваемого унитаза (рис. 1) заключается в том, что с целью увеличения расхода воды на смыв смывной бачок 1 высоко поднят над корпусом унитаза 2, а вода из смывного бачка по трубе 3 интенсивно, за счёт сифонного эффекта, устремляется в чашу корпуса унитаза 2. Сравнительно высокая интенсивность потока воды обеспечивает удовлетворительное качество высокорасходного смыва рассматриваемого унитаза.
По мнению автора этой статьи, понятие качественного смыва в ГОСТ 13449–2017 [9] отражено очень узко: «3.5 Качественный смыв: полное перемещение искусственных фекалий в канализацию». Такое определение качественного смыва обязывает разработчиков и производителей унитазов беспокоиться об удалении из чаши унитаза только искусственных, а не реальных фекалий в канализацию. Получается, что очисткой чаши унитаза можно и не заниматься, что в ГОСТах обозначено как «ополаскивание чаши унитаза», то есть «смачивание». Вспомним из ГОСТа [9]: «Качество ополаскивания чаши считается удовлетворительным, если после завершения спуска на поверхности чаши не остаются пятна от синьки». Понятно, что синька и настоящие фекалии — мягко говоря, несколько разные субстанции, но ополаскивать унитаз предлагается от синьки, как будто человек ходит по большому исключительно синькой. Предполагается, что потребитель унитаза на общественных началах автоматически превращается в чистильщика чаш унитазов. Фактически в широкие народные массы внедряется девиз «ёршик — друг человека». Этого не должно быть.
Следует также отметить, что унитаз 2 (рис. 1) имеет тарель 5, которая представляет собой слегка вогнутую полочку в дне чаши. Она, по сути дела, в качестве простейшего устройства обеспечивает гарантию исключения всплеска при падении фекалий на поверхность тарели 5. Её вогнутость позволяет обеспечить постоянное нахождение воды в её ложбинке, что облегчает процесс смыва смоченных, а не прилипших к поверхности фекалий.
Важным элементом рассматриваемого унитаза является также плавно изогнутый участок отводной трубы, который служит в качестве гидрозатвора 6. Он, будучи постоянно заполненным водой, не позволяет канализационным газам попадать в жилое помещение и относительно надёжно защищает находящихся в нём людей от ядовитых миазмов канализации.
Слово «относительно» в данном случае говорит о том, что в процессе эксплуатации может произойти осушение гидрозатвора за счёт испарения воды в нём или его «срыва» вследствие аварийной ситуации — спонтанного создания вакуума в канализационной трубе. Скорость испарения воды в гидрозатворе составляет порядка 1 мм в сутки. Если воду в гидравлический затвор не добавлять, то он через какое-то время перестаёт выполнять свою функцию. Высота гидрозатвора обычно составляет величину 50–60 мм, а иногда (в высотных домах) и 90 мм.
Осушение гидрозатвора может произойти и в результате слива относительно большой массы воды при засорении или обледенении самой верхней части канализационного стояка. Именно по этой причине в последние годы появились рекомендации в высотных домах высоту гидрозатвора выполнять величиной 90 мм.
В момент спуска вода из чаши унитаза поступает в гидрозатвор 6 по вертикально выполненному каналу 7 в корпусе 2 унитаза. Роль этого канала также очень важная. Площадь его поперечного сечения несколько меньше (около 54 см²), чем сечение канализационной трубы диаметром около 100 мм. Площадь поперечного сечения трубы гидрозатвора 6 соизмерима с аналогичной площадью вертикального канала 6. Поэтому благодаря увеличенному гидравлическому сопротивлению отвода в момент спуска уровень воды в вертикальном канале 7 поднимается на величину порядка 100–150 мм в зависимости от расхода на смыв, который может составлять 2–2,5 л/с.
В результате столб поднявшейся воды в вертикальном канале 7 принудительно и сравнительно эффективно проталкивает почти всё содержимое этого канала и гидрозатвора в канализационную сеть. Однако шарики от пинг-понга, к сожалению, останутся в вертикальном канале 7 из-за их способности не тонуть. Таким образом, вертикальный канал 7 обеспечивает наиболее благоприятные силовые условия для транспортировки с водой не слишком лёгкого содержимого чаши унитаза в канализационную сеть, а сифонная труба 3 и каскадная подача воды в чашу создают очень мощный поток воды по всему периметру обода 8 корпуса унитаза, который относительно качественно очищает внутренние поверхности чаши.
Однако периметр вогнутой полочки (тарели 5) водой никогда не очищается. Это происходит потому, что вода, остающаяся в вогнутости тарели 5 в промежутках между спусками, испаряется, и на периметре этой вогнутости отлагаются соли воды вместе с водопроводной ржавчиной. К сожалению, эти загрязнения можно удалить только механически с помощью специальных чистящих средств.
Отвод 9 вставляется в соответствующую часть канализационной трубы 10, расположенной над перекрытием 11 здания. Смывной бачок 1 и труба 3 крепятся к стене 12. При этом корпус унитаза 2 фиксируется на поверхности перекрытия 11, то есть на полу. Спускная и наполнительная арматура смывного бачка и шнур для активации спуска воды также условно не показан из-за многообразия их возможных реализаций. На рис. 1 также не отражены сиденье и крышка унитаза, которые на качество смыва влияния не оказывают. Однако современные сиденья не обеспечивают герметичности полости чаши унитаза. Поэтому в момент спуска происходит бурное перемешивание содержимого чаши унитаза и выделение на поверхность воды фракций в виде мелких брызг и тумана, в которых оказываются вредные микроорганизмы, существовавшие в желудке потребителя. Они попадают в его дыхательные пути и осаждаются на окружающих предметах и поверхностях. Это следует всегда учитывать и не хранить гигиенические предметы ухода и полотенца рядом с унитазом. Кроме того, у больного диареей она может никогда и не пройти.
Приведённый выше анализ показывает, что потребительские качества рассматриваемого ободкового тарельчатого унитаза с высокорасположенным смывным бачком с точки зрения качества смыва — достаточно удовлетворительные. Однако в России их уже сняли с производства. Основная причина — громоздкость конструкции, которая перестала вписываться в современные требования, предъявляемые строителями. Кроме того, истёк срок существования базовой основы конструкций, разработанных около века тому назад. Появились новые материалы, технологические приёмы изготовления, а также изменились эстетические взгляды на изящество бытовых и производственных изделий. Поэтому производственники создают новые конструкции, несколько отличающиеся от предыдущих унитазов, применяя при их создании новые схемно-конструктивные решения, а также иногда используя новые принципы удаления или ликвидации человеческих отходов. Лидируют в этом плане зарубежные инженеры и изобретатели. Они создают новые унитазы, совершенствуя эстетику унитазов, но качественный смыв может обеспечить далеко не каждый новый унитаз массового производства.
Кстати, некоторые зарубежные фирмы до сих пор выпускают унитазы с высокорасполагаемыми смывными бачками благодаря их хорошим качествам смыва. Узлы и элементы таких унитазов, разумеется, изготавливаются из современных материалов и, конечно, не из железных. Кроме того, внешний вид этих унитазов вызывает восхищение.
Исторически с точки зрения массового производства сначала пытались как-то уменьшить габариты новых унитазов, опуская смывные бачки вниз и несколько меняя геометрию чаши унитаза, приближая её к воронкообразной. При этом мало изменяя смывной бачок и его арматуру. Смывной бачок сначала размещался на высоте его дна от пола порядка 2 м. На такой высоте сложно осуществлять техническое обслуживание основных узлов смывных бачков, в частности ремонт спускной и наполнительной арматуры, которая часто выходила из строя. У спускной арматуры очень часто нарушалась герметичность спускного клапана, так как седло его выполнялось стальным и подверженным интенсивному ржавлению. То же происходило и с наполнительной арматурой, так как была с самого начала выбрана схема с клапаном противодавления, причём прямого действия. Такие клапаны сравнительно часто выходят из строя за счёт кавитационного разрушения рабочей поверхности седла и уплотнительной прокладки, выполненной из резины, которая со временем ещё и расслаивается под воздействием воды.
Эти частые поломки и постоянная необходимость ремонта спускной и наполнительной арматуры, размещённой «на верхотуре» — на высоте 2 м от уровня пола, привели к тому, что смывные бачки таких унитазов стали опускать до высоты примерно 0,9 м и, соответственно, назвали такие изделия как «унитазы со среднерасполагаемым смывным бачком». Такое размещение смывного бачка обеспечило удобный доступ к смывному бачку для его ремонта и несколько уменьшило шумность процесса спуска воды, однако заметно ухудшило качество смыва.
По инерции были также созданы унитазы с низкорасполагаемыми смывными бачками, которые располагаются на высоте 0,3–0,4 м от верхней поверхности корпуса унитаза. Эффект качества смыва от такого расположения, конечно, несколько лучше, чем у унитаза, установленного непосредственно на корпус унитаза, который уже называется компакт-унитазом.
Естественно, компакт-унитаз является более компактным изделием, чем унитазы с поднятым над корпусом унитаза смывным бачком. Поэтому дальнейшее совершенствование унитазов ведётся на базе компакт-унитазов.
Существует множество конструкций компакт-унитазов, но с качественным смывов их немного. В отношении удовлетворительного качества смыва следует отметить унитазы, созданные в скандинавских странах. Один из них приведён на рис. 3б. Остальные унитазы могут и дальше применяться, но о высоком качестве их работы говорить не приходится. В самом деле, взять, например, тарельчатый унитаз, приведённый на рис. 2а. В паре с высокорасполагаемым смывным бачком, благодаря высокому расходу воды на смыв, его характеристики удовлетворительные. Бачок, установленный непосредственно на унитаз, уже не обеспечивает такого мощного расхода. Поэтому и качество смыва уже «не то». По крайней мере, качество очистки недостаточно удовлетворительное, так как иногда требуется ёршик для удаления с внутренней поверхности чаши следов от фекалий и дополнительный спуск воды, а это непроизводительный расход воды. Кроме того, в таком унитазе не всегда получается без проблем отправить в канализационную трубу лёгкие фракции содержимого чаши. А фекалии на тарели сразу после процесса опорожнения оказываются в воздушном пространстве туалетного помещения и источают соответствующие запахи, что в малогабаритных туалетных помещениях не доставляет удовольствия. Вот если бы они были в воде, то этих проблем ...
Читать продолжение: https://www.c-o-k.ru/articles/kak-uluchshit-kachestvo-smyva-obodkovyh-unitazov