Введение

Туалет, использующий воду для транспортировки человеческих отходов по трубе.

Унитаз (также известный как смывной туалет, водопроводный туалет (WC); см. также названия туалетов) – это туалет, который удаляет человеческие отходы (преимущественно мочу и фекалии) посредством напора воды, смывающей их по сливной трубе в другое место для обработки, либо вблизи, либо в централизованную систему. Это обеспечивает разделение между человеком и его отходами. Унитазы могут быть сконструированы для сидения или приседания, как в случае с унитазами-очком. Большинство современных систем очистки сточных вод также предназначены для переработки специально разработанной туалетной бумаги. Противоположностью унитазу является сухой туалет, который не использует воду для смыва. Унитазы – это вид сантехнического оборудования, обычно включающий S-, U-, J- или P-образный изгиб, называемый гидрозатвором, который удерживает воду в чаше унитаза для удержания отходов и создания герметичности против вредных канализационных газов. Большинство унитазов подключены к канализационной системе, которая транспортирует сточные воды на очистные сооружения; в качестве альтернативы могут использоваться септик или компостирующая система. Связанными устройствами являются писсуары, предназначенные в основном для удаления мочи, и биде, использующие воду для очищения ануса, промежности и гениталий после посещения туалета.

Операция

Типичный унитаз с системой смыва – это стационарная чаша из глазурованной керамики (также известная как чаша), которая соединена с канализацией. После использования чаша опорожняется и очищается быстрым потоком воды. Смыв может осуществляться из отдельного бачка (цистерны), водопроводной трубы высокого давления, управляемой смывным клапаном, или путем ручного заливания воды в чашу. Бачки и клапаны обычно приводятся в действие пользователем нажатием кнопки, нажатием на ручку, потянув за рычаг или цепь. Вода направляется вокруг чаши с помощью формованного обтекающего края в верхней части чаши или одной или нескольких струй, обеспечивая смыв всей внутренней поверхности чаши.

Механический отвод из цистерны

Типичный унитаз имеет бачок, установленный над чашей, который содержит фиксированный объем воды, и два устройства. Первое устройство позволяет быстро слить часть содержимого бачка в унитаз, что приводит к смыву содержимого чаши в канализацию при нажатии на кнопку слива. Второе устройство автоматически наполняет бачок водой до уровня, необходимого для следующего слива. Вода может сливаться через "клапан-перелив" (не путать с обратным клапаном) или через сифон. Обычно уровень воды контролируется поплавком, управляющим устройством наполнения.

Механический отвод воды из водопровода высокого давления

В туалетах без бачка часто используется смыв через простой смывной клапан или "Flushometer", подключенный непосредственно к водопроводной сети. Такие устройства сконструированы для быстрого сброса определенного объема воды при нажатии и отпускании рычага или кнопки.

Ручная промывка (поливая промывка)

Туалет не обязательно должен быть подключен к водопроводу, но его можно смывать, заливая воду вручную. Этот тип унитаза не имеет бачка или постоянного водоснабжения, но смывается путем заливания нескольких литров воды из емкости. Некоторые используют для смыва цветной дезинфицирующий раствор вместо воды. Такие туалеты могут применяться для раздельного сбора черных и серых сточных вод и их последующей обработки (например, достаточно сухие черные стоки можно использовать для производства биогаза или в компостном туалете). Вакуумные туалеты часто используются в туалетах пассажирских поездов, самолетов, автобусов и на судах, оборудованных сантехникой. Снижение расхода воды позволяет уменьшить вес и избежать разбрызгивания воды из унитаза во время движения. На транспортных средствах используется переносная накопительная камера; если она заполняется под давлением из промежуточной вакуумной камеры, ее не требуется поддерживать в вакууме.

Системы промывки

Система смыва обеспечивает большой поток воды в чашу унитаза. Обычно они представлены в виде стационарных бачков с водой или запорных клапанов.

Резервуары для смыва

В смывных бачках или цистернах обычно предусмотрен механизм для выпуска воды из бачка и автоматический клапан для автоматического наполнения цистерны. Эта система подходит для помещений, подключенных к водопроводным трубам, которые не могут обеспечить достаточно быстрый поток воды для смыва унитаза; бачок необходим для подачи большого объема воды за короткий промежуток времени. Бачок обычно накапливает определенное количество воды в течение некоторого времени. В современных установках накопительный бачок обычно монтируется непосредственно над и за унитазом. Более старые установки, известные как "высокие комплекты", использовали цистерну, установленную на высоте выше уровня головы, которая приводилась в действие тяговой цепью, соединенной с рычагом на цистерне. Когда были впервые представлены более современные унитазы с близким расположением цистерны и чаши, их первоначально называли "низкими комплектами". Современные модели имеют более аккуратный низкий бачок с рычагом, до которого пользователь может легко дотянуться, или унитаз с близким расположением цистерны, который расположен еще ниже и крепится непосредственно к чаше. В последние десятилетия унитазы с близким расположением бачка и чаши стали самой популярной системой для жилых помещений, поскольку инженеры-керамисты выяснили, что улучшенная конструкция водопровода является более эффективным способом повышения эффективности смыва унитаза, чем установка высокого бачка.

клапан наполнения резервуара

Клапаны для наполнения бачка есть во всех унитазах с бачком. Эти клапаны имеют две основные конструкции: с боковым поплавком и с концентрическим поплавком. Конструкция с боковым поплавком существует уже более ста лет. Концентрическая конструкция появилась лишь в 1957 году, но постепенно становится популярнее конструкции с боковым поплавком. В конструкции с боковым поплавком используется поплавок на конце рычага для управления клапаном наполнения. Поплавок обычно имеет форму шара, поэтому механизм часто называют шаровым клапаном или поплавковым краном (кран в данном контексте – альтернативный термин для клапана; например, запорный кран). Ранее поплавки делали из медного листа, но сейчас их обычно изготавливают из пластика. Поплавок расположен сбоку от основной колонны клапана или входа, на конце стержня или рычага. По мере подъема поплавка поднимается и рычаг поплавка. Рычаг соединен с клапаном наполнения, который перекрывает подачу воды, когда поплавок достигает уровня, при котором объем воды в бачке достаточен для следующего смыва. Более новый концентрический клапан наполнения состоит из колонны, окруженной пластиковым поплавковым механизмом. Принцип работы в остальном аналогичен клапану с боковым поплавком, хотя положение поплавка несколько отличается. Благодаря более компактной компоновке значительно снижается вероятность задевания поплавком других препятствий (изоляции бачка, сливного клапана и т.д.), что повышает надежность. Концентрический клапан наполнения также автоматически сигнализирует пользователю об утечке в бачке, издавая гораздо больше шума при утечке, чем старый клапан с боковым поплавком, который при медленной утечке практически беззвучен. Новые клапаны наполнения имеют задержку, которая не позволяет начать наполнение бачка/цистерны до закрытия запорного клапана, что позволяет экономить воду.

Клапан с вытяжкой или с вытяжкой

В резервуарах, использующих клапан с откидным механизмом, выходное отверстие в нижней части резервуара закрыто плавучей крышкой (пластиковой или резиновой), или откидным клапаном, который удерживается на месте относительно фитинга (седла клапана) давлением воды. Пользователь нажимает на рычаг для смыва, поднимая откидной клапан с седла. Клапан затем всплывает и освобождает седло, позволяя резервуару быстро опорожняться в чашу унитаза. По мере снижения уровня воды плавучий откидной клапан опускается обратно на дно резервуара и снова закрывает выходное отверстие. Эта система широко распространена в домах Северной Америки и континентальной Европы. С 2001 года, в связи с изменением нормативных требований, эта система смыва также стала доступна в Великобритании, где ранее требовалось использование сифонной системы смыва. Широко доступны двухрежимные версии этой конструкции с кнопочным управлением. Они имеют один уровень воды для жидких отходов и более высокий уровень для твердых отходов. В Северной Америке новые унитазы оснащены откидным клапаном. В старых унитазах также используется откидной клапан. Более крупный откидной клапан используется в унитазах, потребляющих меньше воды, например, на один смыв. Некоторые модели имеют входное отверстие в форме колокола для более быстрого и эффективного смыва. Проблема с механизмом смыва на основе откидного клапана заключается в том, что он неизбежно начинает протекать через несколько лет эксплуатации из-за износа клапана, попадания частиц и т.п. внутрь клапана. Зачастую эта утечка едва заметна, но приводит к значительным потерям воды. В Великобритании установлено, что от 5 до 8% унитазов (в основном двухрежимные клапаны) протекают, каждый из них теряет в среднем в день. Хотя они экономят больше воды, чем теряют, регулярное обслуживание или использование герметичного механизма смыва позволит максимизировать экономию воды.

Сифон-потока

Эта система, изобретенная Альбертом Гиблином и распространенная в Великобритании, использует накопительный бак, аналогичный тому, что используется в системе сливных клапанов с поплавком, описанной выше. Эту систему слива иногда называют безклапанной, поскольку не требуется клапан как таковой. Сифон состоит из вертикальной трубы, соединяющей сливную трубу с куполообразной камерой внутри бачка. Внутри этой камеры установлен перфорированный диск, покрытый гибкой пластиной или клапаном, соединенным стержнем с рычагом слива. При нажатии на рычаг диск поднимается, вода переливается через верх сифона в вертикальную трубу, запуская сифонное течение. Вода течет через перфорированный диск мимо клапана, пока бачок не опустеет, после чего в сифон поступает воздух и слив прекращается. Преимущество сифона перед сливным клапаном заключается в отсутствии уплотнительных шайб, которые могут изнашиваться и вызывать протечки, в то время как другие типы клапанов – например, клапаны с поплавком или капельные клапаны – неизбежно протекают через несколько лет эксплуатации, а также демонстрируют меньшую экономию воды из-за отсутствия надлежащего обслуживания. Сифонная мембрана требует периодической замены. До 1 января 2001 года использование бачков сифонного типа было обязательным в Великобритании, но после этой даты правила также разрешили бачки с принудительным смывом и принудительные сливные клапаны (хотя последние оставались запрещенными в жилых домах). Сифоны иногда могут быть сложнее в использовании, чем сливной клапан с поплавком, поскольку для перемещения рычага требуется больший крутящий момент. Этот дополнительный крутящий момент необходим, поскольку для запуска сифонного действия в бачке определенное количество воды должно быть поднято в сифонный канал. Разрыв или заклинивание гибкого клапана, покрывающего перфорированный диск, может привести к неработоспособности бачка. Двухрежимные версии бачков с сифоном обеспечивают короткий слив, позволяя воздуху поступать в сифон и останавливать сифонное действие до полного опустошения бачка. Сифонную систему также можно комбинировать с воздушной камерой, чтобы установить несколько сифонов в одном большом бачке.

Резервуары высокого давления или с помощью давления

Туалеты с использованием давления иногда встречаются как в частных (одиночных, многоместных и жилых) установках, так и в небольших коммерческих объектах (например, в офисах). Продукция нескольких компаний использует на один смыв. Механизм состоит из пластикового бачка, скрытого внутри обычной керамической цистерны, или открытого металлического бачка/цистерны. Когда бачок наполняется водой, воздух, находящийся внутри, сжимается. Когда давление воздуха внутри пластикового бачка достигает определенного уровня, наполнение бачка водой прекращается. Предохранительный клапан, расположенный в центре бачка, удерживает воздух и воду внутри до тех пор, пока пользователь не смоет воду. Во время смыва пользователь активирует клапан с помощью кнопки или рычага, который высвобождает воду под давлением в чашу со скоростью потока, значительно превышающей скорость потока в обычном гравитационном унитазе. Одним из преимуществ является снижение расхода воды по сравнению с гравитационным унитазом или повышение эффективности при аналогичном объеме воды. В результате такой унитаз реже засоряется, чем унитазы с недавлением. Однако существуют определенные финансовые и безопасные недостатки. Эти унитазы обычно дороже в приобретении, а пластиковые бачки необходимо заменять примерно каждые 10 лет. Они также имеют более шумный смыв, чем другие модели. Кроме того, известно о случаях взрыва бачков с давлением, что приводило к серьезным травмам и повреждению имущества, в результате чего, начиная с 2012 года, была проведена масштабная отзывная кампания, охватившая более 1,4 миллиона унитазов, оснащенных такими бачками. Некоторые новые унитазы используют аналогичную технологию помощи давлению, а также чашу и гидрозатвор, разработанные для усиления сифонного эффекта; они используют только на один смыв или / для моделей с двойным смывом. Эта конструкция также значительно тише, чем другие унитазы с давлением или с гидрозатвором.

Клапан типа "ковчег"

Разработано несколько цистерн с дозирующим ковшом. В цистерне размещается ковш, опрокидывающийся вокруг своей оси, расположенной параллельно или перпендикулярно цистерне. Они оснащены рычагом, который приводится в движение при опорожнении ковша, обеспечивая регулируемый объем смыва. Обычно на цистерне указан объем воды, и в зависимости от конструкции унитаза можно реализовать двойной смыв, например, 3/4,5 л и т.д. Используется обычный или клапан медленного наполнения.

без резервуара с клапаном высокого давления (флюсометр)

В 1906 году Уильям Слоан впервые представил свой смывной клапан для унитаза типа "флюшометр", включающий в себя его запатентованную конструкцию. Эта конструкция оказалась очень популярной и эффективной и остаётся таковой по сей день. Смывные клапаны флюшометры до сих пор часто устанавливаются в общественных туалетах и обычно используются как для унитазов, так и для писсуаров. Поскольку они не имеют бачка, они не имеют задержки наполнения и могут быть использованы повторно сразу же. Их легко узнать по характерным хромированным трубам и отсутствию бачка или цистерны унитаза, где бы они ни применялись. Некоторые модели флюшометров требуют от пользователя нажатия рычага или кнопки, которые, в свою очередь, открывают смывной клапан, позволяя воде из магистрального водопровода течь непосредственно в чашу унитаза или писсуар. Другие модели флюшометров активируются электронным способом, используя инфракрасный датчик для запуска процесса смыва. Обычно в электронных моделях предусмотрена кнопка ручного запуска на случай, если пользователь захочет инициировать смыв раньше. Некоторые электронные модели также оснащены настоящим механическим ручным переключением, которое можно использовать в случае отказа электронной системы. При модернизации существующего ручного флюшометра можно добавить автономный блок питания от батареи или от сети, чтобы обеспечить автоматический смыв при уходе пользователя. После смыва клапана флюшометра и по истечении заданного интервала механизм флюшометра закрывает клапан и прекращает подачу воды. Система флюшометра не требует накопительного бака, но использует высокую скорость потока воды в течение короткого времени. Таким образом, необходимо использовать трубу диаметром не менее 22 мм (3/4 дюйма), а предпочтительно 29 мм (1 дюйм). Более высокое давление воды, используемое в клапане флюшометра, более эффективно очищает чашу, чем система, работающая за счет силы тяжести, и, как следствие, засоры возникают реже. Для работы системы флюшометра требуется примерно столько же воды, сколько и для гравитационной системы.

Конструкция чаши

"Чаша" или "корпус" унитаза – это приемник для отходов жизнедеятельности. Чаще всего унитазы изготавливаются из керамики, но иногда могут быть изготовлены из нержавеющей стали или композитных пластиков. Унитазы устанавливаются тремя основными способами: напольные (на пьедестале), настенные (консольные) или напольные (присестные). Внутри чаши существуют три основные системы водоотведения: сифонная система с гидрозатвором (преимущественно используется в жилых и небольших коммерческих установках в Северной Америке), система с гидрозатвором без сифона (используется в большинстве других установок) и клапанная система (применяется в поездах, пассажирских самолетах, автобусах и других подобных установках по всему миру). Старые типы унитазов, называемые "промывными", сейчас встречаются лишь в нескольких местах.

Одностворчатая сифонная унитаз

Сифонный туалет, также называемый "сифонной струей" и "сифонной промывкой", является, пожалуй, самым популярным типом в Северной Америке для жилых и коммерческих санитарных зон с небольшой проходимостью. Все сифонные туалеты имеют S-образный водовод. Стоячая вода в чаше служит барьером для канализационных газов, выходящих из канализации через слив, а также является резервуаром для отходов. Канализационные газы выводятся через отдельный вентиляционный патрубок, подключенный к канализационной линии. Вода в унитазе соединена со сливом сливной трубой в форме удлиненной буквы "S", которая изгибается вверх за чашей и вниз к сливу. Участок канала за чашей устроен в виде сифонной трубки, длина которой превышает глубину воды в чаше. Верхняя часть изогнутой трубки ограничивает высоту воды в чаше перед тем, как она стечет в слив. Водоводы в этих туалетах спроектированы с немного меньшим диаметром, чем у несифонных туалетов, чтобы водовод естественным образом заполнялся водой каждый раз при смыве, создавая сифонное действие. В верхней части чаши имеется ободок с множеством угловых сливных отверстий, которые питаются из бачка, заполняя, промывая и создавая завихрение в чаше при смыве. Некоторые конструкции используют большое отверстие в передней части ободка для более быстрого заполнения чаши. В нижней части гидрозатвора унитаза может быть сифонное отверстие диаметром около. Если туалет смывается из бачка, над унитазом устанавливается большой накопительный бак, вмещающий примерно в современных конструкциях. Этот бачок имеет большое сливное отверстие диаметром на дне, закрытое клапаном, который позволяет воде быстро покидать накопительный бак при активации смыва. В качестве альтернативы вода может подаваться непосредственно через смывной клапан или "ливомер". Быстрый приток воды в чашу заставляет стоячую воду в чаше подниматься и заполнять S-образную сифонную трубку, расположенную в задней части унитаза. Это запускает сифонное действие унитаза. Сифонное действие быстро "вытягивает" почти всю воду и отходы из чаши, а также воду из бачка, смывая их в канализацию примерно за 4–7 секунд — происходит смыв. Когда большая часть воды вытекает из чаши, непрерывная колонна воды в сифоне прерывается при попадании воздуха в сифонную трубку. Затем унитаз издает свой характерный булькающий звук, когда сифонное действие прекращается и вода перестает вытекать из унитаза. "Настоящий сифонный туалет" можно легко определить по издаваемому им шуму. Если слышно, как он всасывает воздух в канализацию в конце смыва, то это настоящий сифонный туалет. Если нет, то это либо сифонный туалет с двойным гидрозатвором, либо несифонный туалет. Если воду медленно наливать в чашу, она просто переливается через край водовода и медленно стекает в слив — таким образом, туалет не смывается должным образом. После смыва клапан в бачке закрывается или смывной клапан перекрывается; водопроводные линии и клапаны, подключенные к водоснабжению, заполняют бачок и чашу унитаза. Затем унитаз снова готов к использованию. Если передний ("смывной") патрубок, соединяющий верхний вход в унитаз, забивается, это может привести к плохому или отсутствующему смыву.

Двойная сифонная унитазная

Двойной сифонный туалет – менее распространенный тип, отличающийся исключительно тихой работой при смыве. Устройство, известное как аспиратор, использует поток воды во время смыва для вытягивания воздуха из пространства между двумя гидрозатворами, снижая давление воздуха внутри и создавая сифон, который удаляет воду и отходы из чаши унитаза. К концу цикла смыва аспиратор перестает быть погруженным в воду, что позволяет воздуху поступать в пространство между гидрозатворами и разрывать сифон без булькающего шума, пока завершающая порция воды заполняет чашу.

Туалет для смывания

Туалеты с помывкой являются наиболее распространенным типом напольных и консольных унитазов за пределами Северной и Южной Америки. Чаша имеет большое верхнее отверстие, сужающееся к гидрозатвору в основании. Смыв осуществляется сверху за счет воды, подаваемой через обмывочное кольцо или форсунки. Сила потока воды в чашу смывает отходы через гидрозатвор и в канализацию. Унитазы с помывкой произошли от более ранних унитазов типа "воронка", представлявших собой простые конические чаши, соединенные с канализацией. Однако отходы обычно попадают к задней стенке унитаза, а не в центр, и задние стенки воронок часто загрязнялись. Современная чаша для помывки имеет крутой наклон задней стенки и более пологий или изогнутый наклон передней стенки, поэтому гидрозатвор смещен к задней части унитаза. Такая конструкция "эксцентричного конуса" обеспечивает попадание большей части отходов в воду у основания чаши, а не на ее поверхность. Ранние унитазы с помывкой имели большую площадь воды в основании для минимизации загрязнений, что требовало большого объема воды для эффективного смыва. Современные чаши имеют меньшую площадь, что снижает необходимый объем воды для смыва; однако эта площадь всегда меньше, чем площадь воды в типичном североамериканском сифонном унитазе, что делает чашу для помывки более склонной к загрязнению.

Туалетная умывка

Ушаут, или Flachspüler ("неглубокий смыв"), туалеты имеют плоскую платформу с небольшим количеством воды. Смыв осуществляется струей воды, подаваемой сзади, которая выталкивает отходы в гидрозатвор. Оттуда поток воды удаляет их в канализационную систему. Преимущество этой конструкции заключается в том, что пользователи не подвергаются риску разбрызгивания. Забор образцов кала также упрощен. Туалеты с вымывным смывом имеют неглубокий бассейн, в который попадают отходы, а сразу за ним расположен гидрозатвор. Отходы удаляются из этого бассейна, переносясь в гидрозатвор (обычно P-образный или S-образный) и затем в канализацию водой от смыва. Туалеты с вымывным смывом были одними из первых изобретенных керамических туалетов, и с начала 1970-х годов их количество в Европе неуклонно сокращается. Туалет с вымывным смывом – это тип унитаза, который ранее широко использовался в Германии, Австрии и Франции. Он был запатентован в Великобритании Джорджем Дженнингсом в 1852 году и оставался стандартным типом унитаза в Великобритании на протяжении всего XIX века. Примеры такого типа унитазов можно встретить в Австрии, Чехии, Германии, Венгрии, Нидерландах и некоторых регионах Польши, хотя они становятся все менее распространенными. Одним из недостатков этой конструкции является то, что для удаления остатков фекалий, которые могут оставлять следы на полочке, может потребоваться более тщательная очистка с помощью ершика для унитаза. Кроме того, эта конструкция имеет недостаток в виде стойкого неприятного запаха, поскольку фекалии не сразу погружаются в воду после дефекации.

Приседающий туалет

Во многих частях Азии люди традиционно пользуются туалетом в положении приседа. Это относится к дефекации и мочеиспусканию как мужчинами, так и женщинами. Поэтому в домах и общественных туалетах устанавливают туалеты-приседания, где унитаз вмонтирован в пол. Это выгодно, поскольку не требует дополнительного сиденья и более удобно для культур, где для гигиены после посещения туалета используют воду вместо туалетной бумаги. Однако туалеты западного типа, устанавливаемые на высоте для сидения и оснащенные пластиковым сиденьем, также стали популярны. Во многих общественных туалетах есть как туалеты-приседания, так и обычные туалеты. В западных странах в некоторых общественных туалетах, которыми пользуются люди, привыкшие к приседаниям, размещают инструкции по правильному использованию туалета для сидения. Это делается для предотвращения поломки унитаза или сиденья, если кто-то попытается присесть на его края. "Англо-индийская" конструкция, используемая в Индии, позволяет использовать один и тот же туалет как в положении сидя, так и в положении приседа.

Шкаф клапанов

В клапанном унитазе имеется клапан или заслонка на выходе из чаши, часто с водонепроницаемым уплотнением для поддержания небольшого количества воды в чаше. При смыве унитаза клапан открывается, и вода из чаши быстро вытекает в канализацию, унося отходы. Клапанный унитаз – самый ранний тип унитаза, который сейчас редко используется в системах смыва водой. Эта конструкция сложнее других, поэтому менее надежна и требует более сложного обслуживания и ремонта. В настоящее время клапанные унитазы наиболее часто используются в портативных туалетах для караванов, кемпингов, поездов и самолетов, где промывочная жидкость рециркулируется. Эта конструкция также применяется в железнодорожных вагонах для использования в местах, где отходы допускается сбрасывать между рельсами (смыв в таких туалетах обычно запрещен, когда поезд стоит на станции). Простые клапанные унитазы установлены на большинстве старых российских поездов, произведенных в Восточной Германии (завод, конструкция, вероятно, датируется 1950-ми годами), с использованием клапана-затвора в основании чаши и сбросом отходов непосредственно на балласт под рельсами. Использование таких унитазов разрешено только во время движения поезда и за пределами крупных городов. Эти конструкции постепенно выводятся из эксплуатации вместе со старыми поездами и заменяются современными вакуумными системами. Британский певец Иэн Уоллес сочинил и исполнил юмористическую песню "Never Do It at the Station", в которой упоминаются устаревшие унитазы, сбрасывающие отходы на рельсы, которые все еще использовались в Великобритании в середине 20-го века. Песня сначала советовала экономным путешественникам экономить деньги, избегая платных туалетов на вокзалах, но также напоминала вежливым пассажирам не пользоваться бортовым туалетом во время стоянки поезда на станции.

Туалеты с низким расходом и высокой эффективностью

С 1994 года наблюдается значительный сдвиг в сторону использования меньшего количества воды для смыва унитазов. Это привело к появлению конструкций унитазов с экономичным смывом и местных или национальных стандартов по потреблению воды для смыва. В качестве альтернативы некоторые люди модифицируют существующие унитазы с большим объемом смыва, чтобы уменьшить расход воды, помещая кирпич или бутылку с водой в бачок унитаза. Другие модификации часто производятся непосредственно в системе водоснабжения (например, с использованием "серой" воды) или используются системы, снижающие загрязнение воды, для более эффективного водопользования. Уроотводные унитазы, разработанные в Швеции, позволяют экономить воду за счет использования меньшего количества воды или даже полного отсутствия воды для смыва мочи по сравнению со смывом фекалий.

Американские стандарты для новых туалетов

До 1994 года в жилых и до 1997 года в коммерческих туалетах с унитазом в Соединенных Штатах обычно использовалось [определенное количество] воды на смыв (gpf или lpf). Конгресс США принял Закон об энергетической политике 1992 года, который предписывал, чтобы с 1994 года обычные унитазы использовали только [определенное количество] воды на смыв. В ответ на этот закон производители стали выпускать унитазы с низким расходом воды, которые не нравились многим потребителям, поскольку для удаления твердых отходов часто требовалось несколько смывов. Недовольные сниженной эффективностью унитазов с низким расходом воды люди ездили за границу в Канаду или Мексику или покупали унитазы, снятые со старых зданий. Производители отреагировали на жалобы потребителей, улучшив конструкцию унитазов. Улучшенные модели обычно называют высокоэффективными унитазами или HET. HET имеют эффективный объем смыва [определенное количество] литров или меньше. Они могут быть с одним смывом или с двойным смывом. Унитаз с двойным смывом позволяет выбирать между разным количеством воды для твердых и жидких отходов. Некоторые HET используют систему принудительного смыва (или с помощью насоса, вакуума или под давлением). Эффективность унитаза можно оценить по показателю максимальной производительности (MaP). Минимальный показатель MaP – 250 (250 грамм имитированной фекальной массы). Максимальный показатель MaP – 1000. Унитаз с показателем MaP 1000 должен обеспечивать бесперебойную работу: он должен удалять все отходы одним смывом, не засоряться, не издавать запаха и быть легким в уборке. Агентство по охране окружающей среды США использует показатель MaP в 350 как минимальный порог эффективности для HET. Люди также использовали вантузы и добавляли дополнительную воду в чашу унитаза вручную.

Засорение

Если происходит засорение, это обычно вызвано попыткой смыть неподходящие предметы, либо увеличением размера фекалий с возрастом или из-за чрезмерного использования туалетной бумаги. Засорение может возникать спонтанно из-за отложений известкового налета в сливной трубе или переполнения емкости унитаза. Емкость унитаза варьируется в зависимости от конструкции и определяется размером сливной трубы, объемом бачка, скоростью смыва и способом, которым вода выталкивает содержимое из чаши. Размер и консистенция стула являются трудно предсказуемым фактором, способствующим засорению. В некоторых странах засорения стали более частыми из-за нормативных требований, предписывающих использование унитазов с небольшим бачком и экономичным смывом в целях экономии воды. Конструкции, увеличивающие скорость потока воды или улучшающие траекторию смыва, могут повысить надежность унитазов с низким расходом воды. Частичное засорение особенно опасно, поскольку обычно не обнаруживается сразу, а лишь позже, когда ничего не подозревающий пользователь пытается смыть унитаз, который не был полностью опорожнен. Впоследствии может произойти переполнение воды, смешанной с экскрементами, в зависимости от объема чаши, емкости бачка и степени засорения. По этой причине помещения с унитазами могут быть спроектированы как влажные помещения, с дополнительным сливом в полу и душевой лейкой, способной покрыть всю площадь пола. Распространенными способами устранения засорения являются использование вантуза, средства для прочистки труб или сантехнического троса.

Аэрозоли

"Туалетный шлейф" – это рассеивание микроскопических частиц в воздухе при смыве унитаза. Считается, что нормальное использование унитаза здоровыми людьми вряд ли представляет серьезную опасность для здоровья. Имеются косвенные данные о том, что определенные патогены, такие как норовирус или SARS-коронавирус, потенциально могут распространяться через аэрозоли, образующиеся при смыве, однако по состоянию на 2015 год ни одно прямое экспериментальное исследование не продемонстрировало и не опровергло фактическую передачу заболеваний через эти аэрозоли. Предполагается, что распространение патогенов можно снизить, закрывая крышку унитаза перед смывом и используя унитазы с меньшим расходом воды при смыве.

Домодернистские системы туалетов с водопроводкой

Формы смываемых латрин существовали ещё с неолита. Самая старая неолитическая деревня в Британии, датируемая примерно 31 веком до нашей эры, Скара-Брей на Оркнейских островах, использовала форму гидравлической технологии для санитарных нужд. В деревне был использован ручей и соединенная с ним дренажная система для смыва отходов. Месопотамия представила миру глиняные канализационные трубы около 4000 г. до н.э., самые ранние примеры которых найдены в храме Бела в Ниппуре и в Эшнане, где они использовались для удаления сточных вод и сбора дождевой воды в колодцах. В городе Урук находятся самые ранние известные примеры латрин, построенных из кирпича, как приседающих, так и с пьедесталом, датируемые 3200 годом до н.э. Позднее глиняные трубы использовались в хеттском городе Хаттуса. Они состояли из легко отсоединяемых и заменяемых сегментов, что позволяло их очищать. Системы туалетов со смывом были построены жителями цивилизации Инда в некоторых местах, а затем египтяне и минойская цивилизация последовали их примеру. Последние к II тысячелетию до н.э. разработали смываемые туалеты с пьедесталом, примеры которых были раскопаны в Кноссе и Акротири. Общественные латрины использовались по всей Римской империи, подключаясь к первичной или вторичной канализационным системам, с I по V века нашей эры. Хорошо сохранившимся примером являются латрины в Хаустедсе на Валу Адриана в Британии. Эти туалеты не смывались в современном понимании, но имели непрерывный поток воды для смыва отходов. С падением Западной Римской империи эти общественные туалетные системы вышли из употребления в Западной Европе, хотя продолжали использоваться в Восточной Византийской Римской империи, о чем свидетельствуют записи о замене туалетных труб и ремонте канализации. В феврале 2023 года археологи в Китае объявили об обнаружении остатков, которые могут быть старейшим в мире известным туалетом со смывом. Разбитые части 2400-летней уборной, а также изогнутая смывная труба были обнаружены среди древних руин дворца на археологическом участке Юэян в центральном городе Сиань исследователями из Института археологии Китайской академии социальных наук.

Разработка современного туалета с водостоком

В 1596 году сэр Джон Харрингтон (1561–1612) опубликовал труд «Новый разговор о заезженной теме, именуемый «Метаморфозы Аякса», в котором описал прототип современного унитаза с системой смыва, установленного в его доме в Келстоне, Сомерсет. Конструкция включала в себя сливной клапан для выпуска воды из бачка и систему смыва для очистки чаши. Он установил такой же унитаз для своей крестной матери, королевы Елизаветы I, в Ричмондском дворце. С началом промышленной революции и сопутствующим прогрессом в технологиях, унитаз начал приобретать свой современный вид. Важным усовершенствованием в сантехнике стала S-образная гидрозатвор, изобретенная шотландским механиком Александром Каммингом в 1775 году и используемая до сих пор. Это устройство использует стоячую воду для герметизации выходного отверстия чаши, предотвращая выход неприятных запахов из канализации. Эта конструкция, вероятно, была первым практичным унитазом с автоматическим смывом, и его производство продолжалось вплоть до XIX века, в основном для использования на судах. Томас Боудич, английский путешественник, посетил Кумаси, столицу империи Ашанти, в 1817 году и отметил, что большинство домов в городе, особенно рядом с королевским дворцом, были оборудованы внутренними туалетами, которые смывались галлонами кипящей воды.

Промышленное производство

Только в середине 19-го века, с ростом урбанизации и промышленного процветания, туалет со смывом стал широко используемым и продаваемым изобретением. Этот период совпал с резким ростом канализационной системы, особенно в Лондоне, что сделало туалет со смывом особенно привлекательным с точки зрения здоровья и санитарии. Джордж Дженнингс основал бизнес по производству унитазов, дренажных труб с соляной глазурью, санитарных труб и сантехники на Паркстонской керамической фабрике в 1840-х годах, где он популяризировал туалет со смывом среди среднего класса. На Большой выставке в Гайд-парке, проходившей с 1 мая по 15 октября 1851 года, Джордж Дженнингс установил свои "Обезьяньи уборные" в комнатах отдыха Кристального дворца. Это были первые общественные платные туалеты (бесплатные появились позже), и они вызвали большой ажиотаж. Во время выставки 827 280 посетителей заплатили по одному пенни за их использование; за этот пенни они получали чистое сиденье, полотенце, гребень и чистку обуви. Выражение "сходить по пенни" стало эвфемизмом для посещения туалета. Когда выставка закончилась и переехала в Сиденхэм, туалеты должны были быть закрыты. Однако Дженнингс убедил организаторов оставить их открытыми, и туалет продолжал приносить более 1000 фунтов стерлингов в год. Он открыл первый подземный туалет на Королевской бирже в 1854 году. В 1852 году он получил патент на улучшенную конструкцию унитаза, в которой чаша и гидрозатвор были изготовлены из одной детали и имели такую форму, что в самой чаше всегда оставалось небольшое количество воды, в дополнение к воде в гидрозатворе, обеспечивающем водонепроницаемость. Он также усовершенствовал конструкцию клапанов, дренажных гидрозатворов, нагнетательных насосов и насосных цилиндров. К концу 1850-х годов строительные нормы предусматривали, что большинство новых домов среднего класса в британских городах были оборудованы унитазом. Другим пионером был Томас Уильям Твайфорд, который изобрел унитаз из цельного куска керамики. 1870-е годы стали определяющим периодом для санитарной промышленности и унитазов; дебаты между простым унитазом с гидрозатвором, полностью изготовленным из керамики, и очень сложным, запутанным и дорогим механическим унитазом подверглись общественному вниманию и экспертной оценке. Современный унитаз с напольным смывом был продемонстрирован Фредериком Хамферсоном с Beaufort Works, Челси, Англия, в 1885 году. Ведущие компании того времени выпускали каталоги, открывали выставочные залы в универмагах и продавали свою продукцию по всему миру. У компании Twyford были выставочные залы унитазов в Берлине (Германия), Сиднее (Австралия) и Кейптауне (Южная Африка). Закон об общественном здравоохранении 1875 года устанавливал строгие правила, касающиеся канализации, стоков, водоснабжения и туалетов, и фактически одобрил ведущих производителей унитазов того времени. Вопреки распространенному мнению, сэр Томас Краппер не изобрел унитаз со смывом. Однако в конце 19-го века он был в авангарде отрасли и имел девять патентов, три из которых касались усовершенствований унитазов, таких как поплавковый клапан. В 1880 году Томас Краппер представил U-образный гидрозатвор. Его унитазы со смывом были разработаны изобретателем Альбертом Гиблином, который получил британский патент на "Бесшумный предотвратитель утечки воды без клапанов" – систему слива с помощью сифона. Преподобный Эдвард Джонс представил свой унитаз "Dolphin" в Соединенных Штатах на Столетней выставке 1876 года в Филадельфии, производимый компанией Edward Johns & Co из Армитаж, Стаффордшир.

Считается, что американский сленговый термин для туалета, "the john", происходит от унитазов с водопроводными кабинами в Гарвардском университете, установленных в 1735 году и украшенных именем производителя, преподобного Эдварда Джонса.

Распространение и дальнейшее развитие

Хотя унитазы с бачком впервые появились в Британии, вскоре они распространились по континенту. Первыми примерами могли быть три "водяных клозета", установленных в новом городском доме банкира Николая Августа Андресена по адресу 6 Kirkegaten в Кристиании, застрахованных в январе 1859 года. Унитазы, вероятно, были импортированы из Великобритании, поскольку в страховом реестре они были обозначены английским термином "waterclosets". Другой ранний унитаз на европейском континенте, датируемый 1860 годом, был импортирован из Великобритании для установки в покоях королевы Виктории в дворце Эренбург (Кобург, Германия); пользоваться им разрешалось только ей. В 1872 году унитазы с бачком продавались в Батавии, Голландской Ост-Индии. В Америке унитазы с цепным смывом появились в домах богатых и в отелях вскоре после их изобретения в Англии в 1880-х годах. Унитазы с бачком стали распространяться в 1890-х годах. Уильям Элвис Слоан изобрел флушометр в 1906 году, который использовал воду под давлением непосредственно из водопроводной линии для более быстрого времени рециркуляции между смывами. Флушометр до сих пор используется в общественных туалетах по всему миру. Вортексный унитаз, создающий эффект самоочистки, был изобретен Томасом МакАвити Стюартом из Сент-Джона, Нью-Брансуик, в 1907 году. Филипп Хаас из Дейтона, штат Огайо, внес ряд значительных усовершенствований, включая унитаз с обливным ободком с несколькими струями воды из кольца и механизм смыва и рециркуляции воды, аналогичный современным. Компания Caroma в Австралии разработала бачок Duoset с двумя кнопками и двумя объемами смыва в качестве меры по экономии воды в 1980 году. Современные версии Duoset теперь доступны по всему миру и позволяют среднему домохозяйству экономить 67% обычного расхода воды.

Производство

Корпус унитаза обычно изготавливается из санфарфора, который начинается как водная суспензия различных минералов, называемая шликером. Для изготовления одного унитаза требуется около шликера. При традиционном литье шликер заливается в пространство между гипсовыми формами. Для изготовления унитаза, ободка, бачка и крышки бачка требуются отдельные формы. Формы собираются и подготавливаются к заполнению, а заполненные шликером формы выдерживаются около часа после заполнения. Это позволяет гипсовым формам поглощать влагу из шликера, что делает его полутвердым вблизи поверхностей формы, но позволяет оставаться жидким дальше от них. Затем рабочие удаляют пробки, чтобы излишки жидкого шликера могли стечь из полостей формы (излишки шликера перерабатываются для последующего использования). Стекающий шликер оставляет полые пустоты внутри изделия, что позволяет использовать меньше материала, делая его легче и облегчая обжиг в печи. Этот процесс формования позволяет создавать сложные внутренние каналы для отходов в изделии; полые полости слива формируются путем заливки шликера. В этот момент детали унитаза без форм выглядят и обладают прочностью, сравнимой с мягкой глиной. Примерно через час удаляется верхняя формовочная часть (внутренняя часть унитаза). Удаляется нижняя часть формы ободка (которая включает в себя место для крепления бачка), после чего вырезаются соответствующие наклонные отверстия для форсунок смыва, а отверстия для крепления бачка и сиденья пробиваются в детали ободка. В ободке вырезаются клапанные отверстия для быстрого поступления воды в унитаз. Затем открытая верхняя часть чаши покрывается толстым слоем шликера, а еще не затвердевший ободок прикрепляется к верхней части чаши, так что чаша и полый ободок образуют единое целое. Затем чаша с ободком переворачивается, и унитаз устанавливается вверх дном на верхнюю форму ободка, чтобы удерживать детали вместе во время сушки. Позже удаляются все остальные части формы. По мере высыхания глиняного корпуса он твердеет и продолжает усаживаться. Через несколько часов отливка становится самонесущей и называется сырцом. После удаления форм рабочие используют ручные инструменты и губки для сглаживания краев и поверхности сырца, а также для удаления следов швов или шероховатостей формы: этот процесс называется "обтиркой". Для крупносерийного производства эти этапы могут быть автоматизированы. Затем детали оставляют на открытом воздухе или помещают в теплое помещение для сушки, прежде чем поместить их в сушильную камеру при температуре около 93 °C (199 °F) на 20–36 часов. После сглаживания поверхности чаши и бачки покрываются глазурью различных видов для получения разных цветов. Эта глазурь разработана таким образом, чтобы сжиматься и усаживаться с той же скоростью, что и сырец во время обжига. После нанесения глазури унитазы, бачки и крышки помещаются в стопки на конвейерную ленту или "вагон", который медленно движется через большую печь для обжига. Лента медленно перемещает покрытый глазурью сырец в туннельную печь, которая имеет различные температурные зоны внутри: от 200 °C (392 °F) в передней части, повышающейся к середине до более чем 1200 °C (2192 °F) и выходящей при температуре около 90 °C (194 °F). Во время обжига в печи сырец и глазурь витрифицируются в единое цельное изделие. Прохождение через печь занимает около 23–40 часов. После извлечения деталей из печи и полного охлаждения их проверяют на наличие трещин или других дефектов. Затем механизм смыва может быть установлен на унитаз цельной конструкции. В двухкомпонентном унитазе с отдельным бачком механизм смыва может быть помещен только в бачок, а окончательная сборка производится при установке. Двухкомпонентное сиденье и крышка унитаза обычно устанавливаются над чашей, чтобы закрыть унитаз, когда он не используется, и обеспечить комфортное сидение. Сиденье может быть установлено на заводе, или детали могут продаваться отдельно и собираться дистрибьютором сантехники или установщиком.

Использование воды

Количество воды, используемой обычными унитазами со смывом, обычно составляет значительную часть личного ежедневного потребления воды: например, пять смывов в день. Современные конструкции унитазов с экономичным смывом позволяют использовать гораздо меньше воды за один смыв. Унитазы с двойным смывом позволяют пользователю выбирать между смывом для жидких отходов или твердых отходов, что значительно экономит воду по сравнению с обычными моделями. Двойной смыв может осуществляться нажатием на ручку смыва вверх или вниз, либо с помощью двухсегментной кнопки смыва, при нажатии на меньшую часть которой происходит сброс меньшего объема воды.

Омывание не питьевой водой

Смыв сырой водой, включая морской, — это метод водосбережения, при котором для смыва в туалетах используется сырая вода, например морская. Такие системы применяются в большинстве городов и поселков Гонконга (см. водоснабжение и санитария в Гонконге), Гибралтаре и Авалоне (Калифорния, США). На судах для смыва обычно используется морская вода. Туалеты с системой смыва, при соответствующей разводке, могут использовать для смыва серую воду (воду, ранее использованную для мытья посуды, стирки и купания) вместо питьевой воды.

Водяной шкаф

Слово "туалет" первоначально означало "комнату для умывания", не имея отношения к санитарным удобствам. Ранние туалеты в помещении были известны как гардеробы, поскольку их использовали для хранения одежды, так как запах аммиака, как было обнаружено, отпугивал блох и моль. Однако до XIX века обычно использовались выносные туалеты, и лишь немногие богатые дома и роскошные отели имели туалеты в помещении, подключенные к сливной канализации. "Каморные горшки" с крышками, хранившиеся в специально разработанных прикроватных шкафах и использовавшиеся в спальнях дамами и больными, а также переносные ванны, можно было опорожнять и мыть в выносном туалете. Начиная с XVI века в Англии, отдельная комната (кабинет) с туалетом со смывом называлась "Водяным клозетом" ("WC"), в отличие от "Земного клозета" ("EC"), аббревиатура, которая все еще использовалась в объявлениях о продаже коттеджей в Оксфордшире в 1960-х годах. Описательные термины "умывальный клозет" или "водяной клозет" появились в Соединенных Штатах только в 1880-х годах. К 1890 году общественность стала больше осведомлена о болезнях и о заразности небрежно выброшенных человеческих отходов. И поэтому эффект Кориолиса слишком слаб, чтобы его можно было наблюдать, за исключением тщательно контролируемых лабораторных условий.

Поздравляю .

С 1990-х годов сленговый термин "вежливый смыв" обозначает смыв унитаза во время дефекации из вежливости к другим пользователям туалета или другим заключенным в камере. Вежливый смыв может уменьшить запах и заглушить шум.