生態(tài)廁所系統(tǒng)的科普研究及應(yīng)用
——以可移動生態(tài)廁所為例

朱 琳

（江蘇海洋大學(xué)，江蘇 連云港 222005）

基于健康與節(jié)能的考慮，比爾·蓋茨基金會發(fā)起了“廁所重新發(fā)明計劃（Reinvent the Toilet challenge）”，為“廁所創(chuàng)新大賽”提供資助，其目的是希望通過可持續(xù)的方法解決世界性的如廁問題。現(xiàn)今，有些技術(shù)原型已被成功研制，例如，英國拉夫堡大學(xué)和斯坦福大學(xué)的將糞便轉(zhuǎn)變成木炭或生物炭的技術(shù)等，但是對于廁所革命而言，要解決的不僅是單純的技術(shù)問題，還有科學(xué)普及問題與設(shè)計問題。

生態(tài)廁所剛剛起步不久，問題、機(jī)會與變革并行，值得設(shè)計師進(jìn)行認(rèn)真的思考。筆者希望通過系統(tǒng)設(shè)計把有關(guān)生態(tài)廁所的知識用視覺化的形式呈現(xiàn)出來，并把相關(guān)知識運(yùn)用到設(shè)計實踐中，讓觀眾了解廁所相關(guān)知識，同時給用戶提供更好的如廁的體驗。

1 生態(tài)廁所現(xiàn)狀研究

20世紀(jì)初期，生態(tài)廁所的理念被德國建筑設(shè)計師Leberrecht Migge提出并且付諸實踐，生態(tài)廁所的英文名是Ecological &Economical Sanitation，縮寫為Ecosan。1985年，瑞典生態(tài)專家Uno Winblad 提出了免水生態(tài)廁所的概念，他認(rèn)為生態(tài)廁所不僅需要滿足衛(wèi)生功能，更要滿足環(huán)境友好的要求，并且能充分利用資源，強(qiáng)調(diào)污染物自凈和資源循環(huán)利用的概念和功能。

調(diào)研主要采用二手資料收集分析和實地調(diào)研兩種方式。首先，通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館收集了大量與生態(tài)廁所相關(guān)的資料，對資料進(jìn)行整理和分析生態(tài)廁所的概念、類型、工作原理、基本功能以及優(yōu)缺點(diǎn)。現(xiàn)有生態(tài)廁所的分類十分雜亂，為了方便進(jìn)行后期的研究與分析，筆者從廢棄物處理的角度出發(fā)，按照生態(tài)廁所的技術(shù)類型進(jìn)行分類。然后，設(shè)計團(tuán)隊帶著整理好的資料去常州華虹新能源有限公司和北京萬若環(huán)境工程技術(shù)有限公司進(jìn)行實地考察，通過對生態(tài)廁所的前期調(diào)研，掌握生態(tài)廁所的概念、類型、工作原理、基本功能以及優(yōu)缺點(diǎn)。對比不同種類的生態(tài)廁所，提出適合不同環(huán)境使用的生態(tài)廁所以及尋找生態(tài)廁所在科普傳播中的側(cè)重點(diǎn)。

2 設(shè)計實踐—生態(tài)廁所系統(tǒng)化設(shè)計方案

2.1 設(shè)計理念

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分人不愿意談?wù)搸嚓P(guān)的話題，缺少廁所相關(guān)科普知識的傳播，不了解廁所糞污引發(fā)的一系列環(huán)境污染問題，對于生態(tài)廁所的理念也知之甚少。針對上述情況，筆者設(shè)計了生態(tài)廁所科普及應(yīng)用系統(tǒng)，設(shè)計包含兩方面內(nèi)容：一方面是生態(tài)廁所科普知識的視覺化設(shè)計，另一方面是如廁體驗與科普宣傳的可移動廁所體驗空間設(shè)計。運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計理念，設(shè)計出一個兼具科普知識傳播功能和良好如廁體驗的可移動廁所，作為一個系統(tǒng)化的解決方案，將涉及廁所的外形設(shè)計，廁所內(nèi)部體驗空間的設(shè)計，以及相關(guān)科普知識的視覺化圖形設(shè)計。

2.2 生態(tài)廁所科普知識的視覺化設(shè)計方案

筆者咨詢多名生態(tài)廁所領(lǐng)域的技術(shù)專家，對現(xiàn)有生態(tài)廁所的工作原理和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析和整理，繪制了不同種類生態(tài)廁所的工作原理圖和生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)圖。生態(tài)廁所原理圖可以讓參觀者更加直觀地了解生態(tài)廁所中的工作原理，了解其如何對糞便進(jìn)行收集，運(yùn)輸以及通過何種方式對糞污進(jìn)行資源化處理。生態(tài)廁所循環(huán)系統(tǒng)圖展示了生態(tài)廁所的生態(tài)循環(huán)圈，糞污變成有機(jī)肥料的過程，肥料怎樣回用于綠色種植，有機(jī)蔬菜又是如何回用于社區(qū)，從而形成生態(tài)循環(huán)的閉環(huán)。

（1）免水沖打包廁所。打包廁所使用降解樹脂薄膜做成的塑料袋作為包裝材料，在不改變?nèi)藗內(nèi)鐜袨榱?xí)慣的情況下，通過機(jī)械夾緊的方式對糞便進(jìn)行打包處理，減少對環(huán)境的污染。

（2）真空負(fù)壓廁所。真空負(fù)壓廁所通過真空負(fù)壓進(jìn)行糞污收集和資源化處理的技術(shù)，使用少量水將糞便和尿液分別通過真空管道收集到不同的真空罐中，然后進(jìn)入生化反應(yīng)器發(fā)生降解反應(yīng)產(chǎn)生有機(jī)肥料，減少對環(huán)境的污染。

（3）干式攪拌生態(tài)廁所。干式攪拌生態(tài)廁所由傳統(tǒng)旱廁發(fā)展而來，不需要沖水，依靠微生物菌群對糞污進(jìn)行分解處理，通過攪拌的方式進(jìn)行曝氣，將糞污降解成腐殖質(zhì)，從而變成有機(jī)肥料。

（4）泡沫封堵廁所。泡沫封堵廁所使用發(fā)泡液產(chǎn)生發(fā)泡替代沖水，可以節(jié)約用水，發(fā)泡劑的成分能夠完全消融于水中，不排除污染物，所以不會造成環(huán)境污染。

（5）循環(huán)水生態(tài)廁所。循環(huán)水廁所的核心是通過一系列不同組合的生物反應(yīng)器，利用活性污泥或生物膜的處理方式對人類糞污污染物進(jìn)行分解和消化，從而產(chǎn)生循環(huán)水用于沖洗廁所。

2.3 可移動廁所產(chǎn)品設(shè)計方案

2.3.1 廁所外觀設(shè)計及空間布局

移動廁所的空間分布為兩個部分，一部分是廁所的外部空間分布，包括車身液晶顯示屏、展板信息顯示區(qū)域，推拉門、糞便儲存空間區(qū)域、尿液儲存空間區(qū)域。另一部分是內(nèi)部空間分布，包括大便體驗空間、小便體驗空間、儲物空間、清洗空間以及植被種植空間。移動廁所外部的顯示屏采用智能玻璃技術(shù)，可以加強(qiáng)信息化顯示，使生態(tài)廁所的科普知識能夠更好地傳遞和分享給參觀者。顯示屏下方是展板信息涂裝區(qū)域，可以在上面噴涂一些生態(tài)廁所的工作原理圖或系統(tǒng)循環(huán)圖。車頭和車位都設(shè)計了信息顯示屏，告知使用者廁所的使用狀況，即廁所內(nèi)部有沒有人的信息。

車頂設(shè)置了太陽能光板，雨水收集器以及通風(fēng)裝置，車頂上分布了雨水收集裝置，可以用來收集雨水用以空間內(nèi)綠色植被。太陽能裝置位于頂部的黑色區(qū)域，占據(jù)了整個車頂大部分的面積，裝置可以把太陽能轉(zhuǎn)換為電能用于空間內(nèi)照明和車體底部儲糞空間內(nèi)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。車頂綠色的圓形區(qū)域是通風(fēng)裝置，內(nèi)部設(shè)有通風(fēng)風(fēng)扇，可以把廁所內(nèi)的臭味排除，保持廁所環(huán)境的清新衛(wèi)生。移動廁所側(cè)視效果圖如圖1所示。

圖1 移動廁所側(cè)視效果圖

2.3.2 廁所內(nèi)飾設(shè)計說明

廁所的內(nèi)飾主要包括大便如廁體驗區(qū)和小便如廁體驗區(qū)以及儲物空間。如廁體驗區(qū)采用包裹式的設(shè)計方式，墻壁上分布有綠色植被裝置用來種植綠色植被，從心理上改變參觀者對于如廁的態(tài)度，讓其擁有一種歸于大自然的體驗?？臻g內(nèi)設(shè)置有車體生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)示意圖，通過信息圖表的形式向參觀者講解，糞便收集方式，處理方式，以及如何變成有機(jī)肥料回用于自然的。通過圖表的形式向參觀者講解了糞便的整個生態(tài)循環(huán)圈，讓人們了解廁所相關(guān)的知識，了解生態(tài)廁所的理念，共建廁所文化，從而從源頭上解決廁所引發(fā)的一系列環(huán)境問題。

移動廁所本身就是一個生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，配備有雨水收集器、采光裝置、太陽能、通風(fēng)設(shè)備、糞便收集設(shè)施、糞便處理設(shè)備、綠色種植設(shè)備。人們在空間內(nèi)產(chǎn)生糞便，糞便通過收集設(shè)備進(jìn)入到處理裝置中，在微生物的作用下產(chǎn)生有機(jī)肥料，有機(jī)肥料的一部分可以回用于綠色植被的培育。通過體驗這樣的一個生態(tài)循環(huán)圈體驗空間，可以讓人們了解生態(tài)循環(huán)的理念，認(rèn)識到廁所是生態(tài)循環(huán)圈中的重要一環(huán)，讓人們了解廁所產(chǎn)生環(huán)境污染問題，重視廁所問題并積極宣傳廁所相關(guān)的知識。

3 結(jié)語

生態(tài)廁所的科普知識的研究和傳播非常重要，我國關(guān)于廁所領(lǐng)域的科普傳播相對落后，需要更多的設(shè)計師關(guān)注廁所這個領(lǐng)域，設(shè)計出更多優(yōu)秀的關(guān)于廁所知識的科普產(chǎn)品和展覽。日本打破了對廁所的禁忌，民眾開始談?wù)搸?，升級廁所裝置，宣傳廁所相關(guān)知識并且構(gòu)建廁所文化。筆者認(rèn)為只有民眾意識到生態(tài)廁所對于環(huán)境保護(hù)的重要作用，認(rèn)可生態(tài)廁所的理念，才能減少甚至根除人類糞便引發(fā)的一系列污染。