可持续发展理念下城市车载卫生间的设计研究

孙红远 王坤茜 陈晓宇

摘要：旨在寻找目前城市中可行的车载卫生间方案，弥补固定卫生间的市场空白并探析移动卫生间的生态化路径。通过查阅文献资料获得理论支撑，对比选择车载卫生间的类型和免水冲技术，分析尺寸与内部空间绘制了客车内部区域分布图。得到客车适合作为城市车载卫生间的载体。为城市中使用的移动卫生间提供参考，并说明了移动卫生间的发展趋势。

关键词：厕所革命 生态卫生间 车载 设计 城市

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069 （2020） 06-0108-03

引言

可持续发展理念早已贯穿了现今社会中的各个领域。在保护环境资源、减少可利用资源与再生资源的浪费、促进良性生态圈的发展等方面精益求精是时代的要求，也是设计中应遵循的原则。生态卫生间旨在减少甚至杜绝对环境污染的前提下，尽可能地对固液资源净化再利用，在生态意义上取得成就的同时还具有重大的社会意义与经济效益。厕所革命的概念自二十世纪时就已经被联合国组织提出，经过多年的推进，我国在1980年就开始对厕所进行改建与整修;真正上升到全国运动是2017年开始，习近平总书记在多次会议中表达了对厕所革命的高度重视，各地区政府也在近年来贯彻落实了总书记的指令，其中设计行业也在为中国厕所的焕然一新提供了强大的支持与动力。随着愈来愈多生态卫生间设计成果的涌现，可移动型生态卫生间的环保、应用范围广＼回收便利、成本较低等优势使得它可以弥补一定的固定卫生间市场空白。

一、车载生态卫生间概述

黄莉[1]对移动卫生间进行了分类，分析了典型用户并结合材料与人机等方面设计了移动公厕;朱琳[2]浅析了国内外研究现状，并设计了较为概念的类似全挂车载式移动生态卫生间，通过对新能源的利用、固液资源的收集与处理等实现了一个完整的生态圈;周燕等[3]详细介绍了旱厕、水冲卫生间和各种生态卫生间的装置工艺流程，分析了各类厕所的优劣势，并对未来城市卫生间做出了展望;潘理黎[4]通过数据说明了生态卫生间的重要性，并列举了多个生态卫生间的工艺流程，分析了推广生态卫生间的环境与经济效益。林楠[5]阐述了生态卫生间的设计原则，并提到了车载生态卫生间的设计，由货车改装的卫生间箱体实现收集功能，并利用新能源为照明和显示系统提供能源。张知予等[6]分析了国内外车载厕所的研究，并对技术参数和原理等进行了描述。

（一）可移动生态卫生间的概念

为生态卫生间赋予移动性，同时具有经济性、可行性、方便性和安全性的生态卫生间可以被成为可移动型生态卫生间。它必须可以满足人们多种多样的如厕需求，且在改装、颜色、形式、载体等方面上符合中国的相关法律法规。

（二）车载生态卫生间的概念

以车辆为载体，卫生间本身不具备动力，由车辆提供牵引动力且符合中国交通法规的前提下具备生态性、安全性和方便性。

（三）车载生态卫生间的形式

1.组装箱体式：组装箱体式生态卫生间出现较早，它是由各个零散的部件拼接而成，再运送到目的地，在活动使用完毕后再进行拆解运输。

2.拖挂式：拖挂式生态卫生间也是从组装箱体式演变来的，在卫生间本身的材质、组装方式、使用方式等方面上有许多相似之处。不同的是拖挂式不需要专业人员对卫生间箱体的安装和拆卸，本身即是一体式。

（1）全挂式：全挂式卫生间箱体拥有完整配套的车轮，本身不具备动力，荷载由本身独立承担，与额外的车头连接以获得牵引力。全挂式的特点是本身具有完整性，牵引力的选择多样。

（2）半挂式：半挂式不具备完整配套的车轮，装有可将荷载分担至牵引车辆的连接设备。特点是本身具有完整性，牵引力的选择单一，较全挂式更加安全、经济。

3.客车改装式：客车改造式生态卫生间简称客改式生态卫生间，客改式是一种在城市中比较流行的移动卫生间形式，通过对大型、中型、小型客车的改造，赋予其生态卫生间的属性。特点是成本低，流动性更强，维护难度小，可以进出主城区，如表1。

二、城市生态衛生间的载体分析

（一）城市生态卫生间载体应具有的特点

可以在城市中使用的车载生态卫生间需要满足可以充分发挥出可移动型生态卫生间的流动性强、可以满足人们多种多样的如厕需求、符合道路交通安全法规、具有一定经济性的同时，能够产生良好的经济效应，以达到服务的可持续和生态的可持续等条件。

（二）城市车载生态卫生间的需求

1.从使用者的而角度看：城市公共卫生间、移动卫生间的使用者是人，就要以人为本，服务于人。人的需求是多样化的，从公共固定卫生间演变出来的移动卫生间也是不同人对卫生间不同的需求造成的，例如移动卫生间可以实现从人找卫生间到卫生间找人，以人需求为主导的转变。无论什么技术，最终要满足人的需求。政绩工程与技术至上的导向都会偏离以人为本的原则[11]。

2.从发展趋势的角度看：信息技术的发展与智能化的普及赋予了产品更多的可能性，交通工具的发展也朝向自动化、轻量化、生态化等的特点发展，技术上的优势与解决痛点的能力使得车载卫生间领域开始蓬勃发展。未来卫生间的发展趋势必定会向着可移动、人性化和生态化等方向发展。

3.从城市发展的角度看：城市人口持续增长且城市建设脚步的加快带动了各行业的发展，势必也会使卫生间的需求增加，移动卫生间可以在一定程度上缓解城市规划中因公共卫生间在数量、布局上的不足产生的痛点。另外，厕所革命下国家政策也在不断推进着卫生间的发展。

（三）城市生态卫生间载体的选择

1.箱体组装式：缺少机动性，适合特定的大型人群集聚活动，需要专业人员的拆卸与安装，成本低带来的缺点是使用者无法获得更加舒适的体验，也更加考验了运输目的地的配套能源设施和场地大小。

2.拖挂式：不论半挂式还是全挂式的车载生态卫生间，其成本高的特点都使制造商和运营商望而却步，另外，拖挂式车载生态卫生间需符合机动车类型术语和定义GA802中对挂车的规定，根据中华人民共和国机动车号牌GA36-2018中提到挂车号牌必须为黄底黑字，黑框线，这就使得拖挂式车载生态卫生间在进入市区时收到限制且要收取高额过路费造成成本过高的问题。

3.客改式：相对来说更适合作为城市移动生态卫生间的载体，车长小于6000mm且乘坐人数小于等于9人的小型客车可以上蓝底白字，白框线的机动车号牌，使得其具有流通范围广泛、成本低、机动性强的特点，通过对内部空间的合理利用与改装，完全可以实现与拖挂式车载生态卫生间相同的使用功能、收集功能和处理功能。另外，相比与黄牌挂车在地方交通法规上的限制程度，车长小于6000mm且乘坐人数在10 -19人的黄牌中型客车与车长大于6000mm且乘坐人数大于等于20人的黄牌大型客车可以获得更大的开放程度。

三、客改式生态卫生间设计

（一）固液分离收集系统

车载生态卫生间的生态二字具体体现在便器的技术与设计的两方面。就目前我们常使用的冲水便器而言，人体所排泄出固体排泄物与液体排泄物通常是混合在一起输送到污水处理厂的，但经过污水处理厂对混合后排泄物的处理并不能做到完全的无害化，仍然存在着对河流的污染隐患，不仅造成了对珍贵水资源的浪费，还会加大对河流的污染。

人类的排泄物分为固体排泄物与液体排泄物，二者虽然都可以转换为另一种可被利用的资源，但是要通过分离收集的方法才能最大化地利用。这是因为相比于液体排泄物，固体排泄物中存在肠道寄生虫与可致病微生物等具有危害性的物质，需要先对其进行无害化后方可再利用;液体排泄物则需要在密闭且低温处进行储存，否则会丢失肥效;人体排泄物的混合在时间的催化下会产生恶臭等原因，势必会促使固液分离收集成为未来的发展趋势。

因此城市车载生态卫生间的便器设计应具备固液分离收集、资源储存、可移动输送和初步处理的功能。图示固液分离收集便器、储存装置和流程图，如图1-3。

（二）免水冲技术分析

目前生态卫生间的免水冲技术有许多类型，例如节水类型、生物降解类型、打包收集类型等。对其中技术的选择需要分析在城市间流动的车载生态卫生间特点。首先，相较于固定卫生间来说缺少稳定性，因路途中遇到交通管制、交通拥堵或道路颠簸产生的紧急制动、大幅度机动和车身晃动势必会影响到内部装置设施;其次，车内设施包含了人体排泄资源的收集系统、储存系统、能源提供系统和初步处理系统等，免水冲技术也影响着在狭小紧闭的空间中如何处理好气味问题和操作逻辑合理且便利的问题;最后，成本低、维护便利、节省资源等特点是否可以满足更是免水冲技术选择的实际参考指标。

1.免水打包型便器：在固体排泄物接口处设有专用的环保材料打包袋，液体排泄接口处则不设置额外封口类装备，直接下落至液体储存罐。在使用完毕后打包袋包裹固体排泄物下落至对应的固体收集容器中，固体排泄接口处则会自动填补新的打包袋，无需人体接触。这种类型的便器好处是打包袋材料的特殊性和可降解性已经达到可将排泄物初步处理的功能，以便后续运送到专门的发酵处理厂进行合理深度的处理。缺点是打包袋的脆弱性使得车辆在行驶过程中遇到交通原因导致的颠簸晃动等不利情况存在打包袋破裂等隐患。

2.生物辅助型处理便器：这类便器以依靠微生物、菌种、生物填料等达到冲洗、去味、发酵、杀菌等目的。就城市车载生态卫生间适用的技术来看，此类技术存在技术不够成熟且成本较高的缺点，例如厌氧型生态卫生间在处理后会产生味道难闻的气体，导致紧凑空间的空气质量较差;好氧型生态卫生间的运行需要耗费大量的能源，经济性較差且不环保;菌种的种类与培养形成技术壁垒，操作难度大不普及等劣势使得这类型技术在适用技术优先级排名中靠后。

3.真空式便器：通过对空气抽吸方式的转变来节省水资源是真空式便器的一大特点，此类便器多用于交通载具中，例如飞机与火车等为旅客设置的真空卫生间。其优点是整套设施的装配难度低、极大地减少了水资源的浪费、无气味、能耗低且稳定性强。缺点是压力差的原因，空气流动速度极快，在狭小的空间内与周围物件产生振动，声音较大，但是可以通过加装隔音材料来降低噪音。真空式生态卫生间设备及技术拥有可以承受高频次不间断使用、耐用和故障率低等优点较符合应用在城市车载生态卫生间的便器设计中。

4.泡沫式便器：泡沫式便器技术中以泡沫封堵式和泡洗式为代表，前者是利用发泡剂与水产生密集的泡沫从而进入便器封堵及泡沫双层覆盖，将由人体排泄物引起的以为彻底掩盖，并且节水率高达98%，缺点是需要人员定时维护以保证光纤开头的清洁;后者是利用由少许水转变的大量细微泡沫冲洗便器，大约较前者耗水量多5% -10%，同样细微的泡沫会隔绝所有因排泄物引起的便器异味和杜绝了因冲洗的压缩带来的冲水旋与气旋产生的离心力把有害微生物和病菌抛射到卫生间内部空气中的情况，对卫生间空气质量的把控和预防病毒菌起到了良好的作用，泡沫式便器因采用发泡液与水混合产生的泡沫冲洗，且发泡液具有较好的表面活性，对污物异物的溶解可以起到非常好的效果，如果便器使用较光滑的材质如纳米材料作为釉面，污物就无法附着在便器表面，达到卫生整洁，光滑如新，给使用者在观感和心理上良好的体验。

（三）客改式生态卫生间的内部布局

1.卫生间尺寸分析：以宇通ZK6122HQC5E客车（柴油国五25-57座）为例，分析与设计客改式生态卫生间的内部布局。例车的标准尺寸为：车身长度12000mm，车身宽度2500mm，车身高度为3695mm，其中下半部分的高度约为1200mm，则上半部分高度约为2495mm。在车内卫生间的使用面积〈：1.2m2，净空高度〈2.3m的标准下，那么一个厕所的尺寸可以设为1.1 x1.1 x2.3m。另外，每辆车载卫生间至少还应设置一个第三人卫生间供残疾人和儿童及母婴使用，第三人卫生间的尺寸应考虑到轮椅及婴儿车的尺寸及通过性，可将位置设置于客车尾部且靠近乘客门的区域，尺寸可为2.3m x2.5mx2.3m。

考虑到性别原因引起的如厕时间与等待时间差别较大，应单独将男士小便区抽离作单独使用空间，这也可以在一定程度上缓解高峰时期卫生间供应不足的问题。黄莉[1]对移动卫生间的男士小便区域的尺寸做出了研究，认为空间高度应>1817mm，单人活动区域长度>760mm，宽度>650mm。那么一个单体小便间的尺寸可以为0.9×0.9×2.3m。

2.客车内部空间合理性运用分析：原始客车的区域划分除了主要的驾驶、乘坐区域处于客车整体的中上部之外，还存在下部的行李存放区，这一部分区域则用来装配排泄物收集存储设备、初步处理设备、压力泵等配套设施。

根据客车结构安全要求GB 13094-2017的规定，例车应至少具有两扇乘客门，因此内部空间的规划应先参考乘客门位置的设置，通常情况下两扇乘客门分为一前一后。乘客门的通行性在车辆内部空间中应为最好处，所以第三人卫生间的位置与一扇乘客门相近可满足特殊人群所需的通过性。

上部空间的规划应与下部空间相对应，具体表现在上部男士小便区域应对应下部液体收集储存装置，男女通用间与第三人卫生间的液体收集通过管道再下落汇集至液体收集储存装置内。最后，还应设置管理间以储存维护设备和杂物等。图4、5示客改式生态卫生间内部布局。总结与展望

落实可持续发展的理念与设计方法有很多方式，利用免水可冲便器技术、环保材料和回收再利用人体排泄资源只是其中一种。城市车载生态卫生间的发展前景非常可观，不仅是因为世界对资源与环境的保护热情只增不减，更是因为城市化高度发达且仍在提升的今天，固定卫生间的局限性已然不能满足多种多样的如厕需求，可移动型卫生间的发展已经成为了一种趋势。客车作为城市车载生态卫生间的载体之_，只是在现有技术、法规和观念下的过度产物，未来的城市车载卫生间必然朝着轻量化、智能化的方向去发展，甚至是向无人驾驶形式的流动站点演变。第三人卫生间因尺寸问题则要考虑到如何合理分配空间，使用輪椅或手推婴儿车的人如厕的行进路线如何，与正常如厕人群怎样避免冲突，即不会互相妨碍等问题。

参考文献

[1]黄莉.新型移动公厕设计研究[D]西南交通大学，2018

[2]朱琳.生态厕所系统的科普研究及应用—— 以可移动生态厕所为例[J]智能城市，2019，5 （21）：4-5

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[4]潘理黎，吕伯昇，严国奇，郑飞燕，浮建军.我国兔水生态厕所的发展现状与展望[J]科技导报，2005 （11）68-70

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