生態廁所系統的科普研究及應用
——以可移動生態廁所為例

朱 琳

（江蘇海洋大學，江蘇 連云港 222005）

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

生態廁所剛剛起步不久，問題、機會與變革并行，值得設計師進行認真的思考。筆者希望通過系統設計把有關生態廁所的知識用視覺化的形式呈現出來，并把相關知識運用到設計實踐中，讓觀眾了解廁所相關知識，同時給用戶提供更好的如廁的體驗。

1 生態廁所現狀研究

20世紀初期，生態廁所的理念被德國建筑設計師Leberrecht Migge提出并且付諸實踐，生態廁所的英文名是Ecological &Economical Sanitation，縮寫為Ecosan。1985年，瑞典生態專家Uno Winblad 提出了免水生態廁所的概念，他認為生態廁所不僅需要滿足衛生功能，更要滿足環境友好的要求，并且能充分利用資源，強調污染物自凈和資源循環利用的概念和功能。

調研主要采用二手資料收集分析和實地調研兩種方式。首先，通過網絡和圖書館收集了大量與生態廁所相關的資料，對資料進行整理和分析生態廁所的概念、類型、工作原理、基本功能以及優缺點。現有生態廁所的分類十分雜亂，為了方便進行后期的研究與分析，筆者從廢棄物處理的角度出發，按照生態廁所的技術類型進行分類。然后，設計團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境工程技術有限公司進行實地考察，通過對生態廁所的前期調研，掌握生態廁所的概念、類型、工作原理、基本功能以及優缺點。對比不同種類的生態廁所，提出適合不同環境使用的生態廁所以及尋找生態廁所在科普傳播中的側重點。

2 設計實踐—生態廁所系統化設計方案

2.1 設計理念

調查發現，部分人不愿意談論廁所相關的話題，缺少廁所相關科普知識的傳播，不了解廁所糞污引發的一系列環境污染問題，對于生態廁所的理念也知之甚少。針對上述情況，筆者設計了生態廁所科普及應用系統，設計包含兩方面內容：一方面是生態廁所科普知識的視覺化設計，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計。運用系統設計理念，設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，作為一個系統化的解決方案，將涉及廁所的外形設計，廁所內部體驗空間的設計，以及相關科普知識的視覺化圖形設計。

2.2 生態廁所科普知識的視覺化設計方案

筆者咨詢多名生態廁所領域的技術專家，對現有生態廁所的工作原理和相關技術進行分析和整理，繪制了不同種類生態廁所的工作原理圖和生態循環系統圖。生態廁所原理圖可以讓參觀者更加直觀地了解生態廁所中的工作原理，了解其如何對糞便進行收集，運輸以及通過何種方式對糞污進行資源化處理。生態廁所循環系統圖展示了生態廁所的生態循環圈，糞污變成有機肥料的過程，肥料怎樣回用于綠色種植，有機蔬菜又是如何回用于社區，從而形成生態循環的閉環。

（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，在不改變人們如廁行為習慣的情況下，通過機械夾緊的方式對糞便進行打包處理，減少對環境的污染。

（2）真空負壓廁所。真空負壓廁所通過真空負壓進行糞污收集和資源化處理的技術，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，然后進入生化反應器發生降解反應產生有機肥料，減少對環境的污染。

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

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

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

2.3 可移動廁所產品設計方案

2.3.1 廁所外觀設計及空間布局

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、展板信息顯示區域，推拉門、糞便儲存空間區域、尿液儲存空間區域。另一部分是內部空間分布，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，可以加強信息化顯示，使生態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域，可以在上面噴涂一些生態廁所的工作原理圖或系統循環圖。車頭和車位都設計了信息顯示屏，告知使用者廁所的使用狀況，即廁所內部有沒有人的信息。

車頂設置了太陽能光板，雨水收集器以及通風裝置，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綠色植被。太陽能裝置位于頂部的黑色區域，占據了整個車頂大部分的面積，裝置可以把太陽能轉換為電能用于空間內照明和車體底部儲糞空間內電機的轉動。車頂綠色的圓形區域是通風裝置，內部設有通風風扇，可以把廁所內的臭味排除，保持廁所環境的清新衛生。移動廁所側視效果圖如圖1所示。

圖1 移動廁所側視效果圖

2.3.2 廁所內飾設計說明

廁所的內飾主要包括大便如廁體驗區和小便如廁體驗區以及儲物空間。如廁體驗區采用包裹式的設計方式，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度，讓其擁有一種歸于大自然的體驗。空間內設置有車體生態循環系統示意圖，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循環圈，讓人們了解廁所相關的知識，了解生態廁所的理念，共建廁所文化，從而從源頭上解決廁所引發的一系列環境問題。

移動廁所本身就是一個生態循環系統，配備有雨水收集器、采光裝置、太陽能、通風設備、糞便收集設施、糞便處理設備、綠色種植設備。人們在空間內產生糞便，糞便通過收集設備進入到處理裝置中，在微生物的作用下產生有機肥料，有機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循環圈體驗空間，可以讓人們了解生態循環的理念，認識到廁所是生態循環圈中的重要一環，讓人們了解廁所產生環境污染問題，重視廁所問題并積極宣傳廁所相關的知識。

3 結語

生態廁所的科普知識的研究和傳播非常重要，我國關于廁所領域的科普傳播相對落后，需要更多的設計師關注廁所這個領域，設計出更多優秀的關于廁所知識的科普產品和展覽。日本打破了對廁所的禁忌，民眾開始談論廁所，升級廁所裝置，宣傳廁所相關知識并且構建廁所文化。筆者認為只有民眾意識到生態廁所對于環境保護的重要作用，認可生態廁所的理念，才能減少甚至根除人類糞便引發的一系列污染。