來鳳縣荊竹堡村尹家沼氣廁所改造設(shè)計(jì)研究

摘要：在鄉(xiāng)村振興有序推進(jìn)的當(dāng)下，農(nóng)村面貌與農(nóng)民生活迎來嶄新變化。在此背景下，推廣農(nóng)村沼氣廁所的設(shè)計(jì)建造技術(shù)意義重大。文章采用走訪調(diào)研的方法，以湖北省恩施土家族苗族自治州來鳳縣百福司鎮(zhèn)荊竹堡村尹家的沼氣廁所為調(diào)研對象，通過深入的現(xiàn)狀分析與用戶訪談，梳理出諸多如廁痛點(diǎn)。文章提出運(yùn)用整體建筑功能分區(qū)設(shè)計(jì)、沼氣池改造設(shè)計(jì)、如廁空間改造設(shè)計(jì)以及住宅及周邊景觀生態(tài)設(shè)計(jì)等方法，對尹家沼氣廁所及相關(guān)設(shè)施展開一系列改造設(shè)計(jì)工作。旨在改善尹家以及荊竹堡村村民的如廁環(huán)境與居住環(huán)境。當(dāng)下，開展農(nóng)村沼氣廁所的設(shè)計(jì)應(yīng)用探討，是助力綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展、保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的典型舉措。

荊竹堡村尹家沼氣廁所現(xiàn)狀分析

荊竹堡村位于湖北省恩施土家族苗族自治州來鳳縣百福司鎮(zhèn)，占地面積8.24km2，村里共有400多戶人家，人口約1 700人。村莊地形以山地為主，油茶產(chǎn)量豐富。

村里有一戶尹家，由四口人組成，長輩是父親、母親，小輩為兒子和女兒。尹姓家人世代在此居?。ㄏ挛暮喎Q為“尹家”）。尹家住宅建造在一處山坡上，坐北朝南，是該村為數(shù)不多使用沼氣廁所的家庭之一。沼氣池已使用10多年，因缺少必要設(shè)施而存在安全隱患，亟待改造維護(hù)。此外，尹家的住房也因年久失修，急需養(yǎng)護(hù)維修。2024年2月，研究人員通過走訪調(diào)研、用戶訪談以及查閱相關(guān)文獻(xiàn)，對尹家的沼氣廁所進(jìn)行了現(xiàn)狀分析，為后續(xù)農(nóng)村沼氣廁所設(shè)計(jì)方法的研究提供了有效借鑒。

走訪調(diào)研

研究人員通過實(shí)地走訪、用戶訪談以及與荊竹堡村村委會交流，對尹家沼氣廁所進(jìn)行了現(xiàn)狀分析。尹家入口處設(shè)有陡峭的臺階，通行不便，主屋也因年代久遠(yuǎn)而顯得陳舊。尹家沼氣池上方僅用幾塊預(yù)制板簡單封蓋，旁邊是被廢棄的豬圈與人廁。沼氣輸出管采用小軟管，通過繩子系住，吊在屋檐下用于輸氣。在尹家廚房內(nèi)，裝有除臭和顯示壓力的脫硫箱，以及用于煮飯炒菜的沼氣爐。

用戶訪談

研究人員針對尹家沼氣廁所，對尹家家庭成員4人、尹家鄰居、尹家爺爺奶奶以及村委會工作人員展開訪談，收集他們對當(dāng)前尹家沼氣廁所的使用感受和意見。

尹家男主人介紹在2010年前后，為響應(yīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村委會的號召，將家庭廁所改造成沼氣廁所。由于沼氣廁所能夠?yàn)閺N房提供能源、降低生活成本，所以一直在使用。男主人希望改造現(xiàn)有沼氣池，讓除渣更便捷，同時消除安全隱患。

尹家女主人介紹自己每天炒菜、燒水、煮飯都使用沼氣爐，確實(shí)能夠?yàn)樯钐峁┍憷?，并希望給沼氣池安裝排氣管，改善家中的空氣質(zhì)量。

尹家兒子經(jīng)常幫父母在家種地、養(yǎng)豬，希望對廢棄的豬圈和人廁進(jìn)行改造，優(yōu)化家庭空間布局。

尹家女兒認(rèn)為使用沼氣節(jié)能、環(huán)保，希望在家里用熱水洗澡時也能使用沼氣，還希望翻新家里的衛(wèi)生間，改善如廁環(huán)境。

鄰居希望尹家能對院落進(jìn)行維護(hù)翻新，使其符合鄉(xiāng)村振興背景下新型農(nóng)村民宅的樣式。

尹家爺爺奶奶指出尹家?guī)恍l(wèi)生，廁所內(nèi)部沒有洗手池。尹家入口臺階陡峭、缺少欄桿扶手，通行不便，他們希望能安裝洗手池和坐便器。

村委會工作人員提到尹家沼氣池的沼氣輸出管暴露在外，存在安全隱患。同時，希望將尹家的沼氣廁所改造升級后，在村里進(jìn)一步推廣，以改善村莊整體生態(tài)環(huán)境。

尹家沼氣廁所改造設(shè)計(jì)方法

尹家沼氣廁所改造設(shè)計(jì)方法包括整體建筑的功能分區(qū)設(shè)計(jì)、沼氣池改造設(shè)計(jì)、如廁空間改造設(shè)計(jì)、住宅及周邊景觀的生態(tài)設(shè)計(jì)。

整體建筑的功能分區(qū)設(shè)計(jì)

尹家整體院落建筑較為老舊，為契合鄉(xiāng)村振興背景下的新型農(nóng)村民宅樣式，亟須維護(hù)翻新。尹家庭院中存在廢棄的豬圈和人廁，白白占據(jù)了家中空間，尹家期望能利用沼氣滿足家中用熱水洗澡的需求。鑒于此，科研人員對尹家整體建筑展開重新設(shè)計(jì)，以豬圈為核心，對四周建筑進(jìn)行圍合布置，從而突出豬圈，將豬圈下方的沼氣池作為中心。在圍合建筑布局中，包含多個功能區(qū)域。有大門入口，設(shè)有1個對外的公共廁所（內(nèi)設(shè)蹲便器），1個倉庫，1個餐廳，2個書房，2個小臥室，1個大臥室，1個對內(nèi)私家?guī)▋?nèi)設(shè)坐便器），1個浴室，1個廚房，1個工具室，2個植物走廊（如圖1所示）。

沼氣池改造設(shè)計(jì)

尹家反映當(dāng)時建沼氣池時，由于受到經(jīng)濟(jì)條件的限制，沒有安裝沼氣池檢查井，僅在地面安裝了幾塊預(yù)制板，同時沼氣輸出管暴露在外，因此后院存在安全隱患，且影響人員出行。此外，也沒有安裝沼氣池排氣管，導(dǎo)致沼氣池氣味通過其他途徑排放，家中氣味有時難聞。

針對上述問題，科研人員對尹家開展了一系列的沼氣池改造設(shè)計(jì)。第一，將沼氣池放在豬圈的正下方，方便家禽的糞便和秸稈的收集。第二，將沼氣池布置在尹家院落正中間的核心區(qū)域，方便管理維護(hù)。第三，將沼氣池埋在地下1米處，提升沼氣池的密封性。第四，將沼氣池空間擴(kuò)大，加大沼氣發(fā)酵空間，提升沼氣供氣量，并將沼氣池設(shè)計(jì)成倒扣的半圓形密封形體。第五，增設(shè)清渣池和蓄糞池，方便沼氣池的清理和糞便回收。第六，將沼氣池正上方的豬圈頂棚改造成太陽能電池板，并設(shè)置1臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，方便在冬季或寒冷低溫時為沼氣池提供智能溫度控制系統(tǒng)，穩(wěn)定沼氣發(fā)酵環(huán)境。第七，在沼氣池內(nèi)設(shè)置智能攪拌系統(tǒng)，全面提升沼氣發(fā)酵功率。第八，在沼氣池與清渣池、蓄糞池之間設(shè)置糞便傳送帶，有利于糞便的運(yùn)輸以及沼氣池的清理。第九，將豬圈左右兩側(cè)的人廁排糞管連接到沼氣池，方便人廁排便。第十，將沼氣管布置到植物走廊中，分別連接廚房、浴室，為其提供能源（如圖2、3所示）。

如廁空間改造設(shè)計(jì)

針對尹家?guī)恍l(wèi)生、廁所內(nèi)部未設(shè)洗手池、老年人如廁不便等問題，科研人員對尹家正在使用的和被廢棄的2處廁所進(jìn)行了改造。一個為尹家的戶廁，對內(nèi)使用，設(shè)有智能坐便器、垃圾桶、洗手臺、化妝鏡、手紙盒、馬桶刷座、百葉窗、防滑地磚、潔白墻磚、木門等。另一個為尹家的公共廁所，對外使用，內(nèi)設(shè)蹲便器，其他設(shè)施與私用廁所相同。為保護(hù)尹家的私密性，將公共廁所入口開在尹家大門左側(cè)，方便尹家管理該公廁。

住宅及周邊景觀的生態(tài)設(shè)計(jì)

針對尹家入口臺階太陡、缺少欄桿扶手、尹家建筑院落略顯老舊等問題，科研人員對尹家入口臺階進(jìn)行了緩度處理，并在臺階兩側(cè)增設(shè)扶手，方便老年人使用。同時，對尹家建筑院落進(jìn)行翻新，將尹家院落四周圍合起來修建成一個大庭院，保障尹家的居住安全。將建筑屋頂設(shè)置成圓弧形，并在每個屋頂種植大量灌木，一方面達(dá)到美化建筑的效果，另一方面屋頂植物可以隔溫隔熱，讓建筑室內(nèi)冬暖夏涼。在尹家宅門旁設(shè)置廁所標(biāo)識牌，方便附近村民、游客前來使用。

尹家沼氣廁所改造設(shè)計(jì)意義

改變固有觀念，正確認(rèn)識沼氣的價值

在農(nóng)村開展沼氣廁所改造工程，具有多方面顯著優(yōu)勢。從經(jīng)濟(jì)角度看，沼氣可替代煤炭，有效削減家庭開支。農(nóng)村沼氣原料來源廣泛，秸稈、糞便、生活垃圾都能用于發(fā)酵。這些原料經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，不僅減少了環(huán)境污染，發(fā)酵剩余物還能作為優(yōu)質(zhì)肥料用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。然而，在實(shí)際運(yùn)用中，沼氣的利用效果卻不盡如人意。經(jīng)深入農(nóng)村調(diào)研發(fā)現(xiàn)，主要存在以下制約因素，一是原料供應(yīng)難以滿足農(nóng)戶自身需求；二是季節(jié)變化對沼氣出氣量影響較大；三是沼氣池的定期維護(hù)與清理工作較為煩瑣。以尹家的設(shè)計(jì)案例為例，人們要改變落后的觀念，正確認(rèn)識沼氣的價值。沼氣是一種具有競爭力的能源，具有很強(qiáng)的可持續(xù)性。通過合理設(shè)計(jì)與科學(xué)管理，充分發(fā)揮沼氣在農(nóng)村生活中的作用，有助于推動農(nóng)村在能源利用和生活環(huán)境改善等方面實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。

推進(jìn)智能家用沼氣系統(tǒng)的應(yīng)用

在前文尹家的設(shè)計(jì)案例中，在沼氣池內(nèi)安裝智能攪拌系統(tǒng)，通過智能攪拌對人畜糞便、秸稈、生活垃圾進(jìn)行高效攪拌，全面提升沼氣發(fā)酵功率。在沼氣池內(nèi)安裝智能溫度控制系統(tǒng)，便于在冬季等低溫天氣，對沼氣池進(jìn)行加熱，穩(wěn)定沼氣發(fā)酵環(huán)境。在沼氣池與清渣池、蓄糞池之間設(shè)置糞便傳送帶，有利于糞便的運(yùn)輸以及沼氣池的清理。同時，將沼氣池、豬圈、太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)緊密結(jié)合，為沼氣池提供源源不斷的能量。為了實(shí)現(xiàn)沼氣輸出能量的提升，可設(shè)置智能家用沼氣系統(tǒng)。將智能家用沼氣系統(tǒng)引入沼氣廁所，可以較好地提升沼氣廁所的檔次和持續(xù)性使用能力。

改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)鄉(xiāng)村生態(tài)振興

長期以來，農(nóng)村對生態(tài)環(huán)境保護(hù)缺乏重視，人畜糞便亂排、污水溢流等問題經(jīng)常發(fā)生，給農(nóng)村帶來巨大的衛(wèi)生危機(jī)。根據(jù)2017年國家旅游局發(fā)布的《廁所革命推進(jìn)報(bào)告》，農(nóng)村地區(qū)80％的傳染病是由廁所糞便污染和飲用水不衛(wèi)生引起的。因此，開展沼氣廁所改造設(shè)計(jì)，不僅順應(yīng)了生態(tài)趨勢和綠色發(fā)展規(guī)律，還可以更好地為農(nóng)民服務(wù)。在來鳳縣推廣沼氣廁所技術(shù)，不僅可以解決該地區(qū)人畜糞便亂排的問題，還能為農(nóng)民帶來燒火做飯等日常所需能源的供給。沼氣因其特性和潛力，不僅可以減少溫室氣體的排放，而且可以降低對標(biāo)準(zhǔn)能源的依賴，在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用。

推進(jìn)鄉(xiāng)村建設(shè)，助力鄉(xiāng)村振興

沼氣具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，它作為一種可再生能源，可廣泛應(yīng)用于供暖、發(fā)電以及各類需要清潔燃料的場景，不僅有助于農(nóng)業(yè)廢物管理，還能降低處置成本。此外，將多余的沼氣或副產(chǎn)品泥漿作為有機(jī)肥料出售，能夠創(chuàng)造額外收入，活躍農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，為農(nóng)民和農(nóng)村帶來更好的經(jīng)濟(jì)前景。在農(nóng)村地區(qū)，實(shí)施沼氣項(xiàng)目還能在沼氣池建設(shè)與維護(hù)、原料及副產(chǎn)品供應(yīng)鏈等環(huán)節(jié)中創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會，增加農(nóng)村就業(yè)崗位，緩解失業(yè)問題，有力推動農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展。荊竹堡村可借鑒尹家沼氣廁所改造設(shè)計(jì)，歸納總結(jié)其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，取長補(bǔ)短后在全村進(jìn)行建設(shè)應(yīng)用推廣。

國外先進(jìn)設(shè)計(jì)案例的學(xué)習(xí)借鑒

德國的沼氣技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位，德國科學(xué)家能夠從沼氣中提煉出甲烷和一氧化碳，并開發(fā)出了兩種沼氣加工技術(shù)。一種是將沼氣轉(zhuǎn)化成可燃燒的能量，為大眾提供熱能；另一種是利用燃料箱，產(chǎn)生很高的電功率，為大眾提供電能。法國的沼氣生產(chǎn)也比較穩(wěn)定，其沼氣大部分來源于廢棄物存儲中心基地、生活垃圾沼氣基地、養(yǎng)殖場沼氣基地、畜禽糞便沼氣基地、市政污水處理沼氣基地、工業(yè)廢水處理沼氣基地等。在歐洲，沼氣在助力實(shí)現(xiàn)歐盟未來能源政策目標(biāo)進(jìn)程中扮演著重要角色。預(yù)計(jì)到2030年，歐盟各成員國將開發(fā)出可持續(xù)性原料，為該地區(qū)沼氣事業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。對國外先進(jìn)案例進(jìn)行深入剖析及學(xué)習(xí)借鑒，有助于進(jìn)一步推動我國農(nóng)村沼氣事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

鄉(xiāng)村振興背景下的農(nóng)村廁所革命，不僅可以改善鄉(xiāng)村生活環(huán)境，還能夠提升社會文明程度。通過對來鳳縣荊竹堡村尹家的沼氣廁所進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，運(yùn)用沼氣廁所技術(shù)的相關(guān)知識及原理，展開農(nóng)村廁所綠色設(shè)計(jì)，有利于改善農(nóng)民的如廁環(huán)境，為農(nóng)民提供生活所需，進(jìn)一步改善農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，為全面扎實(shí)推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境整治、統(tǒng)籌推進(jìn)農(nóng)村廁所革命、持續(xù)改善村容村貌提供有益借鑒。

教育部人文社會科學(xué)研究規(guī)劃基金項(xiàng)目“鄉(xiāng)村振興背景下的農(nóng)村公共廁所設(shè)計(jì)研究”（23YJA760059）；教育部第三期供需對接就業(yè)育人項(xiàng)目“顧家集團(tuán)有限公司定向人才培養(yǎng)培訓(xùn)項(xiàng)目”（2024011834332）。

（作者單位：湖北商貿(mào)學(xué)院藝術(shù)與傳媒學(xué)院）