生态厕所的创新实践

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“厕所革命”成为了这几年社会关注的焦点之一，各种公共厕所的新建与改造项目纷纷涌现。有的仅从技术角度切入，有的仅从美化角度入手，这些都不能系统地解决厕所的根本问题。
作为清华大学美术学院协同创新生态设计中心的主任，刘新教授在研究可持续设计的过程中发现，厕所是非常重要的一个环节。小厕所关乎大民生，背后是东西方两种文化和技术的支撑。冲水马桶作为西方文明的产物，在200多年的应用中，在改善卫生环境并给人们生活带来便利的同时，也给环境和资源带来了巨大伤害。盲目地推崇这种方式，已经无法解决21世纪所面临的一系列问题。从城市到农村，中国的问题需要用东方的智慧寻求解决之路。
自古以来粪肥就是中国农民耕种的法宝，“美粪良田”是人类与土地之间的天然连接。回归农耕文明的天人合一、物尽其用，用生态设计的理念重新探讨人类与自然、城市与乡村的未来发展，而厕所就是架起这种链接的关键节点。
2015年在刘新老师的带领下厕所研究与设计项目组成立。他们结合国内外的先进经验，针对中国现状提出了整合性的生态厕所解决方案。将绿色循环技术、生态农业、人性化设施与空间设计、社区营造以及可行的商业模式进行系统整合。
除了基础性的厕所技术与文化研究外，他们还与多家企业与基金会合作，进行新型生态型公共厕所的系统设计实践。最终基于这些研究与实践，提出了可持续发展的公共厕所设计原则。
1.系统设计：兼顾厕所的内部系统设计（建筑、空间、设施、标识等）与外部系统（景观、社区、市政管网、农场等）关系;完整考虑废弃物收集、处理与使用的循环系统。
2.功能合理：根据不同地区、不同人群特征和行为习惯，进行功能定位。保证必要的功能空间和设施，避免过度设计兼具适应性。
3.技术适当：减量化、无害化与资源化是废弃物处理技术选择的基本逻辑。根据环境条件与建设成本，选择适当的技术。不执着于高技术或低技术。
4.人性化设计：兼顾人的生理和心理需求，重视人性化设施的配置，关注对特殊人群的关照。基于公共性的设计思想与健康的考量，不可一味迁就“用户需求”。
5.服务导向设计：从使用者、維护者和管理者多角度进行思考，在完整交互流程上发现痛点，提供适合的软件与硬件服务。如找厕所、等候、如厕、清洁、补妆、婴幼儿护理等等环节，以及其他增值服务。
6.品质与美学：品质是对细节的关照;美是一种和谐，与环境、文化、需求、情感的呼应。尤其对文化场所与景区，在建筑、景观与内装设计中应考虑特色与差异。
7。运营可持续：保证良好的、可持续的商业运营模式。如废弃物资源化盈利、广告设施、物品售卖以及其他服务经济形势。
好的厕所设计既解决生活、生态问题，还能促进社区交往、信息和资源的交换与共享，提供商品服务，并有可能带来更多商机。厕所设计关乎生态文明的建设、社会的可持续性发展以及更美好的生活愿景。我们呼吁更多的设计师投入到“厕所革命”中。
车载资源型生物厕所设计
该项目是工业设计、机械设计与生物菌处理技术等多学科协同创新的产物。车载资源型厕所设计的目标是解决大型公共活动场所的临时性如厕问题。该设计设置了8个无性别厕位以及6个男性小便器，最大程度地利用了车内有限空间：通过液压装置，快速实现临时通道的翻折与收纳，以及停靠与行驶状态的转换;利用太阳能为车载厕所的照明与显示系统提供能源;该设计使用粪尿分集技术，尿液收集在车厢下部的储尿箱中，静置腐熟;储粪箱中的粪便通过生物菌技术，进行减量化与资源化处理。满载后，车辆可直接开往田间地头，对粪尿进行进一步腐熟或施肥。设计团队除了如厕空间布局、车身造型设计、交互设计、表面涂装和标识设计外，还介入到机械结构设计中，并整体构想了粪便的收集、处理、运输、使用的全系统流程。
建筑工地小便桶设计
高层建筑工地普遍缺乏如厕设施，工人多是随地小便，既污染工作环境，带来健康隐患，也不符合文明工地规范。社会问题就是设计问题。“建筑工地小便桶设计”关注建筑工地一线工人的实际需求与切身利益，为其提供最基本的、有尊严的公共卫生设施，同时对废弃物进行资源化再利用，充分体现设计的人文关怀、环境意识和社会价值。
作为公共设施，该设计充分满足功能性、使用性、加工制造和运输的要求;造型语言干净、形态稳重而不失优雅，可普遍适用于各类工地场所。该产品由专业的服务公司负责采购、配置、维护、管理与回收，同时将收集到的优质尿液进行资源化处理（如提取尿激酶或腐熟制成有机液肥）获得盈利，使整个商业模式更具可持续性。
建筑工地厕所设计
该项目旨在解决建筑工地工人的日常如厕问题，以及工地厕所的运营与管理问题，为中国干干万万的建筑工地提供有效的公共卫生保障与服务。项目组数次奔赴位于天津市滨海新区建筑工地进行实地调研，最终结合厕所设计规范、工人实际需求与工地特点提出了设计定位。建筑工地厕所采用集装箱功能模块，可以有效实现功能分区、快速装配、灵活移动与运输，而且便于维护管理。由于建筑工地以男性居多，部分时间段如厕人流集中，且多以小便为主，因此项目组除了设计常规厕所外，还提出了“小便间厕所模块”。建筑工地大多远离市政管网，所以无论常规厕所还是小便间都专门配置有储存模块，与如厕模块分离。在内部设计方面，功能简约，并尽可能提高空间利用率：保证自然采光并利用太阳能辅助照明，始终保持明亮的状态;通过粪道排风和室内通风结合的方式大幅减少厕间异味;在每个厕位增设了工具置物台、安全帽挂钩、手机搁板等人性化设施;此外，感应加手动的冲水方式，以及如厕后自动冲洗等功能，可以保持厕位的卫生与洁净;在室内材料上选择耐腐蚀、易清洗的材料，便于后期保洁维护。
与建筑工地厕所相配套的综合服务系统，可以将排泄物的日常收集、定期转运、分布式处理与资源化应用有效整合在一起，使该项目更具现实性和可行性。
旅游景区通用型生态厕所设计
中国地域辽阔，旅游资源极为丰富，但不同景区环境条件差异巨大。旅游是一个国家或一个地区的窗口，厕所则是当地文明程度的象征。而对老年人、残疾人、妇女儿童等特殊人群如厕需求的关注，更是体现地方旅游部门的人文素质与管理水平。然而，由于这类“第三卫生间”技术集成度很高，对无障碍设施、母婴产品、空间尺度、辅助提示等人性化设计有诸多特殊要求，很多景区难以达到建设标准。因此项目组决定设计一款标准化的第三卫生间，以产品化与模块化的设计理念，取代建筑与装修的传统思路，为旅游景区提供集成的解决方案。
该产品采用模块化设计，可以根据放置地点的空间限制与景区特色，进行尺度大小、设备档次以及外观涂装和图案的调整。由于采用了集装箱建筑形式，内部所有设备均在工厂内预制完成，可以保证产品质量。并且产品可直接运输吊装，大大节约了安装时间和各项工程配套等复杂工序。采用节水便器或生物发泡节水技术，以配合未来的资源化处理。粪便污物可以根据现场条件，排入现有管网或收集、处理设备，也可以自带处理设备。内部空间和建筑细节也做了精心的设计，既可以保证充分的采光与节能要求，又有合理的通风设计，同时还充分考虑了不同类型残疾人、女性使用者与小朋友的需求。此外在防滑、清洁、标识、音乐等细节方面都有人性化设计。厕所后部搭建的观景看台，既方便游人休息，父母照看附近玩耍的孩子，也是设备和保洁工具的存放空间。屋顶花园与台阶种植既可以与周边自然环境融为一体，也可以起到避暑保温的作用。
西藏索县集成式生态厕所
索县隶属于西藏那曲地区，地处怒江上游水源地，海拔3980米，四周高山环绕，生态环境十分脆弱。由于发展滞后，当地卫生条件极差，厕所设施也极为简陋，既不能保证藏民如厕的基本卫生条件，也无法满足日益增长的旅游业需求，还造成了水源污染。此外，索县的主要农作物是青稞，而当地的牛粪都用作燃料，所以政府每年要花费大量经费购买粪肥以满足农业生产需要。因此，一種能满足人们使用需求，又能将粪便资源化利用的新型生态厕所成为了我们的研究设计方向。
项目组对藏区的民族习俗、生活习惯、宗教禁忌、服饰特点、建筑风格、如厕方式以及当地生态环境特点、经济条件、产业需求等做了深入研究。针对生态环境极度缺弱，以及严重缺水等的特点，项目组设计了节水资源型厕所和无水资源型旱厕两款产品。两款产品均使用模块化设计理念，便于安装转运、灵活组合。除了男女厕所模块外，还增加了管理模块，其中包括设备空间、管理员休息空间以及便民商亭。该厕所内部多使用新型抗菌材料，保证卫生洁净的同时，让日常维护管理更加便捷轻松。内部空间紧凑、明亮，在符合国家相关规定的基础上，增大了厕间的面积，改变了蹲位的方向，大大提高了如厕的舒适度;并根据当地人衣着服饰特点，在厕间里新增了饰品台、配饰挂钩、后衣摆挂架等细节设计。该厕所采用干湿分离设备，并配套无害化制肥车，输出液肥和粪肥，用于果树、草场、园林绿化，尽可能做到粪尿资源化利用。
通州第五空间公共卫生综合体
2016年，清华美院协同创新生态设计中心与原本营造建筑事务所合作，为北京环卫集团在通州区的“第五空间”公共卫生综合体进行系统设计。由于地处北京副中心，又是改建厕所，人流量较大，限制性要素繁多。设计初期，团队做了大量现场观察、统计、访谈及视频记录等工作。本着生态化与人性化的设计原则，发现痛点，洞察需求，最终提出了整合性设计方案。
该项目将人性化的如厕空间、商业服务、社区服务、环卫工人休息、管理员居住，以及城市废旧资源回收等功能整合在一起;并根据实际情况，将部分污染物进行资源化处理（尿液收集、转运、静置腐熟、有机种植）;模数化的建筑与空间设计，在保证功能性要求的同时，也可以根据不同环境进行适应性调整;建筑风格简约现代，既具有公共建筑的识别性又不突兀，能够有机融入城市环境;厕所内部设计对功能性区域分布、残疾人如厕、采光、绿植墙以及视觉传达都有细心的思考和设计。
该项目突破了传统对于公共厕所的定义，将部分社区功能与商业服务融入其中，创造出新型的城市公共卫生综合体。在寸土寸金的都市空间中，第五空间的设计实验，对于未来城市公共厕所建设提供了新的思路，无论在无害化处理、人性化设计、社区参与、环卫增值服务等多个方面都具有重要的示范意义。
“生态科普屋”
“生态科普屋”是为中小学提供的一个科普生态循环知识的体验式综合空间。学生在其中既可以学习生态循环、卫生健康等知识，又可以进行实验、种植等实践活动，是“从做中学”教育理念的产品化呈现。
该项目将厕所、种植和科普3种空间功能模块集于一体。厕所空间模块除能提供舒适如厕的体验、科普卫生健康的知识，还承担着收集人粪便并通过适当技术转化成有机肥料的功能。科普空间模块主要用于展示循环系统的相关知识，包括生活污水循环利用系统图、尿液腐熟成液肥的过程演示装置以及多媒体演示系统等。种植空间模块位于室外二层，既可为一层空间调控温度，又提供了有机肥种植体验的实践场所，同时也美化了校园环境。
该项目以物尽其用、变废为宝等生态循环理念为出发点，以人性化和包容性为设计原则，采用了光伏、雨水与灰水的收集处理等多种绿色技术，是一种将生态理念、科学知识与真实体验融为一体的设计探索，以期从教育来促进可持续发展。