【正文】 管。是利用進(jìn)水的動(dòng)能推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)壓氣裝置對(duì)氣體進(jìn)行壓縮,利用進(jìn)水的壓力對(duì)壓力容器中的氣體進(jìn)行壓縮,帶有較高壓力的氣體和水先對(duì)廁所進(jìn)行強(qiáng)沖洗,然后再用水沖凈,以實(shí)現(xiàn)節(jié)水的目的,容器內(nèi)還有一個(gè)浮球閥,用于控制容器內(nèi)的水量不超過一定值。目前的種類有氣壓節(jié)水馬桶、無(wú)水箱節(jié)水馬桶、和廢水再利用式馬桶。節(jié)水系統(tǒng)一種是節(jié)約用水量，另一種是通過對(duì)廢水的循環(huán)利用以達(dá)到節(jié)水目的。因此，在國(guó)內(nèi)衛(wèi)浴行業(yè)亟需統(tǒng)一規(guī)范的出臺(tái)和領(lǐng)導(dǎo)型企業(yè)的出現(xiàn)，以引領(lǐng)市場(chǎng)的良性競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展。除了一些國(guó)外品牌推出節(jié)水馬桶外，國(guó)內(nèi)衛(wèi)浴企業(yè)也紛紛推出節(jié)水馬桶，一方面是為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)水的號(hào)召，另一方面也是為了適應(yīng)小戶型居民的需要，一些最新型的節(jié)水馬桶體積更小，更節(jié)約空間，節(jié)水馬桶已經(jīng)成為最近兩年衛(wèi)浴產(chǎn)品企業(yè)熱捧的一個(gè)概念。此外，我國(guó)有三分之一以上的城市嚴(yán)重缺水，本產(chǎn)品有廣泛的應(yīng)用前景和市場(chǎng)，由于是國(guó)家鼓勵(lì)的可迅速發(fā)展項(xiàng)目，特別適合住宅樓及酒店賓館的統(tǒng)一安裝和推廣，這不僅給社會(huì)節(jié)約大量水資源，而且給企業(yè)及個(gè)人帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。目前，大多賓館及住宅用戶的生活用水系統(tǒng)里都沒有儲(chǔ)水功能，部分可再利用的生活用水直接排往下水道中，而坐便器都普遍直接使用自來(lái)水來(lái)沖刷這樣就造成極大浪費(fèi)，本產(chǎn)品就是為了解決這種浪費(fèi)水資源問題，發(fā)展為從產(chǎn)品的生產(chǎn)—銷售擴(kuò)大到的研發(fā)、售后服務(wù)為一體的新型公司。據(jù)建設(shè)部城建司有關(guān)負(fù)責(zé)人提供的數(shù)據(jù)顯示，目前全國(guó)六百多個(gè)城市都面臨著不同程度的水資源短缺問題，急切呼喚節(jié)約型社會(huì)的來(lái)臨。國(guó)家09局也發(fā)布了《6升水便器配套系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)——JC／T8562000，于2000年8月1日實(shí)施，并強(qiáng)調(diào)在大中城市新建住宅中，禁止使用一次沖洗水量在9升以上的便器，有條件的地區(qū)強(qiáng)制推廣使用一次沖洗水量為6升的坐便器，限期淘汰費(fèi)水衛(wèi)生潔具的落后產(chǎn)品。近些年來(lái)隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)改革和高科技的發(fā)展，每年都有新款式、新功能的坐便器問世。目前我國(guó)已成為世界上衛(wèi)生器具最大的生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的四分之一，出口量約占世界出口貿(mào)易總量的26%居世界首位。我國(guó)在構(gòu)建和諧社會(huì)的道路上提出了“構(gòu)建生態(tài)文明”、“創(chuàng)建資源節(jié)約型社會(huì)”的新目標(biāo)。不斷對(duì)產(chǎn)品本身進(jìn)行更新?lián)Q代，研制新的產(chǎn)品適應(yīng)新的社會(huì)發(fā)展。在擴(kuò)展業(yè)務(wù)客戶的同時(shí)，回訪已有的客戶，了解及時(shí)的需求，注重產(chǎn)品的研發(fā)。 第6年—第10年：公司基本進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。第3年—第5年：項(xiàng)目進(jìn)展到中期將以中原地帶用戶為主，主要是因?yàn)橹性貐^(qū)缺水比較嚴(yán)重人們節(jié)水意識(shí)比較高，對(duì)節(jié)水型產(chǎn)品比較受歡迎。主要是因?yàn)槟抢锏慕?jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，人口密度較高，因而對(duì)本產(chǎn)品的需求較大。 公司發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃第1年—第2年：該產(chǎn)品作為一種日常耐用消費(fèi)品，進(jìn)入市場(chǎng)初期由于市場(chǎng)的接受程度及公關(guān)的難度，銷售目標(biāo)以我國(guó)大中型賓館為主，以家庭購(gòu)買為輔。該產(chǎn)品的主要客戶群是國(guó)內(nèi)大中型賓館及普通家庭用水系統(tǒng)。中原工學(xué)院第四屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽 中工科源環(huán)保有限公司中原工學(xué)院第四屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽指導(dǎo)老師：卜艷萍 孫國(guó)華小組成員： 萬(wàn)文雷 李丹陽(yáng) 王 溪 梁浪娟李 嵐 何鵬飛 李晁宇報(bào)送學(xué)院：能源與環(huán)境學(xué)院 1 1 1 公司發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃 1 2 2 2 3 3 4 5 5 14 14 15 15 15 16 16 16 17 175. 競(jìng)爭(zhēng)和風(fēng)險(xiǎn)分析 18( PEST分析 ) 18 政治因素（Political） 18 經(jīng)濟(jì)因素（Economic） 19 20 20 虹吸式馬桶（包括旋渦式虹吸、噴射式虹吸） 21 21 21 22( SWOT分析 ) 226. 投資分析 25 25 投資收益與風(fēng)險(xiǎn)分析 25 25 投資凈現(xiàn)值 26 投資回收期 26 26 27 27 盈虧平衡分析 28 28 28 28 28 29 29 29 29 29 30 35 35 35 36 37 37 37附錄 48I產(chǎn)品成品效果圖 48II產(chǎn)品研發(fā)流程效果圖 50II中工科源環(huán)保有限公司是一家有限制股份責(zé)任制公司，主要銷售的產(chǎn)品是一種可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的并能高效節(jié)約再利用水資源的給排水系統(tǒng)——水循環(huán)雙水箱節(jié)水馬桶系統(tǒng)。該產(chǎn)品主要引 用了雙水箱結(jié)構(gòu)，充分利用了“人”這一資源，通過氣壓式原理將水壓進(jìn)馬桶水箱，并且儲(chǔ)水箱采用加大寬度的薄層設(shè)計(jì)，避免了立體空間上有過多的占有量，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)超聲波雙水箱馬桶液位的自動(dòng)控制，同時(shí)也減少了用水量，與生活用水再利用相結(jié)合。讓節(jié)水型馬桶走進(jìn)千家萬(wàn)戶，運(yùn)用高科技薄膜材料的優(yōu)良特性，采用有效的物理結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的智能控制，循環(huán)利用衛(wèi)生間淋浴等用水，做到最大效率化的循環(huán)用水，響應(yīng)黨的十八大中生態(tài)文明建設(shè)指標(biāo)，為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)而做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。由于生活習(xí)慣及消費(fèi)水平的限制，項(xiàng)目發(fā)展初期以大中型城市及東南沿海開放地區(qū)用戶為主要目標(biāo)用戶。同時(shí)這些地區(qū)的居民平均生活水平較高，對(duì)本產(chǎn)品的認(rèn)同度也會(huì)相對(duì)較高。同時(shí)市場(chǎng)由一線城市向二三線城市和農(nóng)村推進(jìn)，這些客戶群體對(duì)產(chǎn)品使用經(jīng)濟(jì)效益性比較關(guān)注，節(jié)水經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品受追捧可能性很大。由于本專利具有明顯經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)水顯著等特點(diǎn)，預(yù)計(jì)在本產(chǎn)品推向市場(chǎng)后，能夠快速被消費(fèi)者接受，銷量會(huì)有較大幅度的增長(zhǎng)。整合相關(guān)高校資源，擴(kuò)充研發(fā)隊(duì)伍規(guī)模，擴(kuò)大研發(fā)隊(duì)伍的建設(shè)，提高自主創(chuàng)新能力。進(jìn)入二十一世紀(jì)，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。黨的十八大報(bào)告明確把科學(xué)發(fā)展觀作為全黨必須長(zhǎng)期堅(jiān)持的指導(dǎo)思想，高度重視節(jié)能減排，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。而全國(guó)衛(wèi)生陶瓷年產(chǎn)量達(dá)6000多萬(wàn)件，年銷售額超過200億元。國(guó)家有關(guān)部門從2005年以后，全國(guó)所有衛(wèi)生器具企業(yè)都要停止生產(chǎn)大于6升水的坐便器。從2000年起國(guó)家對(duì)節(jié)水型衛(wèi)生陶瓷實(shí)行定點(diǎn)生產(chǎn)管理，促進(jìn)節(jié)水型衛(wèi)生潔具的應(yīng)用，有效推動(dòng)中國(guó)衛(wèi)生陶瓷行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品更新?lián)Q代。這給我們公司提供了巨大的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)先市場(chǎng)。隨著時(shí)代的發(fā)展,家庭用水量日益增大,面臨著水資源緊缺問題政府一定不會(huì)坐視不管,但誰(shuí)家的上漲對(duì)家庭來(lái)說也是一筆開銷，我們可以在家里安裝水循環(huán)馬桶,這樣可以把家庭污水再次循環(huán)利用，從而達(dá)到節(jié)水目的。節(jié)水型馬桶是最近幾年來(lái)一直強(qiáng)調(diào)的熱點(diǎn)，越來(lái)越多的衛(wèi)浴企業(yè)開始積極研發(fā)節(jié)水型的馬桶，用最少的水辦最完整的事，或許就是節(jié)水馬桶未來(lái)的方向，節(jié)能環(huán)保將是發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是目前國(guó)內(nèi)的節(jié)水型馬桶還沒有統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范和用水規(guī)范等要求，致使行業(yè)中企業(yè)公司水平良莠不齊，節(jié)水型馬桶質(zhì)量差別巨大，不斷有事故的發(fā)生和節(jié)水型馬桶不節(jié)水的情況出現(xiàn)。本公司所研發(fā)的雙水箱水循環(huán)節(jié)水智能化馬桶是在現(xiàn)有普通馬桶的基礎(chǔ)上通過技術(shù)革新達(dá)到節(jié)水目的一種馬桶。節(jié)水馬桶與普通馬桶功能一樣，必須兼具省水、維持洗凈功能及輸送排泄物的功能。氣壓節(jié)水馬桶。無(wú)水箱節(jié)水馬桶。馬桶的排污口直接與下水道相通。腳踏馬桶外部的泵可使氣球膨脹或收縮,借此將馬桶排污口打開或關(guān)閉。廢水再利用式節(jié)水馬桶。本產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)主要在于合理利用生活中浪費(fèi)的水資源，從而達(dá)到節(jié)水和循環(huán)再利用這一綠色環(huán)保的目的。核心部分便是利用氣囊將儲(chǔ)水器中的水位升至水箱中，通過單片機(jī)的超聲波實(shí)現(xiàn)雙水箱馬桶液位的自動(dòng)控制，進(jìn)而可再次利用淋浴及生活用水給馬桶進(jìn)行沖洗，具體目標(biāo)便是氣囊中氣壓壓著輸水管道中的水上升。首先，利用隱藏于衛(wèi)生間地平下的儲(chǔ)水箱收集衛(wèi)生間內(nèi)的淋浴用水。其次，儲(chǔ)水箱采用加大寬度的薄層設(shè)計(jì)，避免了立體空間上過多的占有量。使設(shè)計(jì)更具有推廣性，更能被大眾接受。由此看來(lái)，普通家用馬桶占衛(wèi)浴面積較大，并且現(xiàn)如今住房面積緊張，家用衛(wèi)浴更是要集廁所，淋雨等多功能于一身，這樣，家用馬桶的空間節(jié)省就會(huì)變得尤為重要。中科節(jié)水馬桶總高130cm，長(zhǎng)51cm，總寬71cm，水箱厚18cm，不僅外觀看起來(lái)更加協(xié)調(diào)美觀，而且更好的利用了衛(wèi)浴空間。因此，在未來(lái)發(fā)展進(jìn)程中，主要會(huì)圍繞“省”來(lái)設(shè)置方向，因此該設(shè)計(jì)有很大的可行性。一個(gè)三口之家平均每天沖水10次左右。而中工科源環(huán)保有限公司所研發(fā)的新型節(jié)水馬桶，（，） ，沖一次水平均用水量為20L ，一個(gè)三口之家一個(gè)月總體算下來(lái)用水量為600L ，相較普通馬桶可節(jié)水240L ，并且中科節(jié)水馬桶設(shè)有廢水水箱，經(jīng)調(diào)查分析，一個(gè)星期洗兩次澡， ，這樣便可用淋浴水沖馬桶，又可節(jié)水 ?，F(xiàn)如今，水資源短缺現(xiàn)象十分嚴(yán)重。把每一滴水發(fā)揮到極致，充分利用才是關(guān)鍵。初期整合各高校相關(guān)專業(yè)資源，利用其人才優(yōu)勢(shì)和設(shè)備優(yōu)勢(shì)等條件，展開與各高校的合作關(guān)系。后期組建本公司的專業(yè)的專屬的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)系行業(yè)專家和領(lǐng)頭人，擴(kuò)大研究隊(duì)伍，擴(kuò)充專業(yè)研究人員的儲(chǔ)備，提高自主創(chuàng)新能力。同時(shí)，投放調(diào)查問卷，了解社會(huì)的最新和急迫的需求，為今后的研發(fā)提供思路和方向。首先確定具體的客戶目標(biāo)，然后對(duì)客戶的實(shí)際使用環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，幫助用戶設(shè)計(jì)適合其自身情況的產(chǎn)品型號(hào)和安裝方案。產(chǎn)品具體技術(shù)介紹：ETFE氣囊膜形態(tài)、結(jié)構(gòu)特性與材料性能試驗(yàn)聚偏四氟乙烯（ETFE）氣囊作為本節(jié)水系統(tǒng)的核心部件之一，它的性能的穩(wěn)定性直接決定了該馬桶質(zhì)量的好壞，為了保證該水循環(huán)系統(tǒng)長(zhǎng)期的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，我們特意對(duì)該氣囊進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和模型組合，分析它的結(jié)構(gòu)特性與材料性能，最后根據(jù)它的結(jié)構(gòu)特性和荷載特性確立了適合本馬桶結(jié)構(gòu)的最佳氣囊結(jié)構(gòu)尺寸與參數(shù)，經(jīng)實(shí)際測(cè)驗(yàn)這種氣囊達(dá)到了我們的預(yù)期要求，可應(yīng)用到本馬桶水循環(huán)系統(tǒng)的改造中。1. 拉伸試驗(yàn)聚偏四氟乙烯（ETFE）薄膜厚度為50～250μm,常用的為150、200、250μm薄膜。試驗(yàn)采用日本旭硝子化工提供的建筑常用ETFE薄膜200NJ、250NJ,試件長(zhǎng)280 mm,寬50 mm,有效長(zhǎng)度200 mm,兩端夾持長(zhǎng)度各40 mm,誤差小于1 mm。圖1為聚偏四氟乙烯（ETFE）薄膜應(yīng)力應(yīng)變曲線,兩者形態(tài)一致,呈現(xiàn)明顯的彈塑性特征,在約σb/3前總體上呈彈性,隨后有一個(gè)短的非彈性階段,最后呈現(xiàn)明顯塑性特征,有較小的塑性強(qiáng)化,試件破壞時(shí)應(yīng)變達(dá)到4以上。ETFE薄膜強(qiáng)度較小,工作應(yīng)力一般小于10～15 MPa(～),與一般織物膜工作應(yīng)變(102～102)、工作應(yīng)力(20～30 MPa,)差異巨大。～(均值)為加載最大值, kN m1為最小值,速度為50 mm min1,采用MTS809進(jìn)行試驗(yàn),反復(fù)加載15次。圖(a)為ETFE200NJ試件3反復(fù)荷載下應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)曲線,在較小單調(diào)荷載下試件仍發(fā)生約12102應(yīng)變,呈彈塑性。在第2個(gè)循環(huán)荷載下應(yīng)變發(fā)展,有一滯回環(huán),仍呈彈塑性特征。由圖(a)可知: 聚偏四氟乙烯（ETFE）薄膜任何階段基本呈彈塑性,且在反復(fù)荷載下應(yīng)變逐漸發(fā)展,恢復(fù)應(yīng)變較小,這主要是由于ETFE薄膜熱塑性高分子間發(fā)生不可恢復(fù)滑移造成的。根據(jù)聚偏四氟乙烯（ETFE）薄膜一般工作應(yīng)力水平,由擬合曲線可得到相應(yīng)點(diǎn)的切線模量,即為局部彈性剛度。表2為應(yīng)力為1 kN m1(預(yù)張力態(tài))和4 kN m1(正常工作態(tài))對(duì)應(yīng)的彈性剛度?？傊? 聚偏四氟乙烯（ETFE）薄膜在低應(yīng)力水平下仍呈現(xiàn)彈塑性特征,彈性剛度較織物膜低。張拉膜由機(jī)械張拉產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力,充氣膜則由充氣產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。對(duì)較剛性結(jié)構(gòu)體系,如預(yù)應(yīng)力網(wǎng)殼,預(yù)應(yīng)力等同為普通永久荷載影響較小。聚偏四氟乙烯（ETFE）氣囊膜可按式(1)進(jìn)行設(shè)計(jì) (1)式中:γ0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。S(P+P0)為將P0作為荷載的荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值。式(1)中氣囊內(nèi)氣壓為Pi=P+P0,氣囊外氣壓為Pe=P,內(nèi)外氣壓差為ΔP=P0,正是由于這個(gè)氣壓差使膜成形并產(chǎn)生抗力。在荷載作用的“瞬時(shí)狀態(tài)”,假設(shè)氣囊內(nèi)氣體質(zhì)量不變,不與外界發(fā)生氣體和熱交換,溫度不變。V為氣囊內(nèi)氣體體積。CC2為常數(shù)。因此,在結(jié)構(gòu)非線性分析過程的每一個(gè)循環(huán)步內(nèi),還應(yīng)滿足 (3)并進(jìn)行雙重循環(huán)迭代計(jì)算,求出穩(wěn)定收斂解。在氣囊膜使用過程中,隨季節(jié)溫度變化,大氣壓會(huì)出現(xiàn)較小變化(可忽略不計(jì)),但由于溫度改變導(dǎo)致內(nèi)氣壓變化,進(jìn)而顯著影響氣囊膜結(jié)構(gòu)特性。如年溫差ΔT= 177。 kPa,遠(yuǎn)超過一般氣囊膜內(nèi)氣壓最大值和最小值,因此,需要控制設(shè)備主動(dòng)對(duì)氣囊內(nèi)氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié),以維持相對(duì)穩(wěn)定的正常工作氣壓。根據(jù)初始條件(初始位置坐標(biāo)、力密度、節(jié)點(diǎn)荷載)求出體系平衡狀態(tài)位形。Easy軟件采用高度稀疏矩陣壓縮存儲(chǔ),并由矢量共軛梯度迭代法求解。給定約束條件為氣壓為常量,可按照相似的方法,建立以氣壓為目標(biāo)函數(shù)的約束條件,并計(jì)算相應(yīng)平衡形態(tài)。在找形分析時(shí)充氣膜約束條件可以為體積常量或氣壓常量,而荷載分析時(shí)則常為封閉體積內(nèi)無(wú)氣體交換與熱交換,即PV=C,C為常數(shù),單純體積、氣壓約束只能理解為特殊荷載工況。EasyVol可進(jìn)行氣囊膜和氣承膜找形、荷載分析,以及組合體系的結(jié)構(gòu)分析。圓形是最基本的聚偏四氟乙烯（ETFE）氣囊膜單元,可適應(yīng)靈活的空間網(wǎng)格和幾何尺寸,也最能代表和反映氣囊膜形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征。 4 m,上下對(duì)稱, 8 m,矢跨比為1/, m3,PV= 8 kN m。 kPa,表4為氣囊膜單元矢高與初應(yīng)力關(guān)系。氣囊膜設(shè)計(jì)分析應(yīng)考慮內(nèi)氣壓是抗力因素和長(zhǎng)期荷載因素,在設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)氣壓與一般永久荷載采用不同的荷載