构建健康的公共卫生文化——生态型公共厕所系统创新设计研究

中国的发展正在进入“新常态”，即从一味强调速度、增值、数量向追求平衡、结构、品质的方向转变。三十年来，我们经济发展的速度过快，以至于忽略了赖以生存的生态环境正在急剧恶化，以及日常生活中基本要素的完善和社会公平的构建。公共厕所，作为生态循环链的一环、公共卫生与健康的基本保证、社会文明程度的象征与标志，成为“新常态”下被关注的焦点之一。这股厕所创新热潮受到两方面的激励：一是决策层的意识和干预，从习近平总书记“小厕所、大民生”的讲话到国家旅游局长的对厕所革命的积极推进；二是企业家的远见和投入，如比尔·盖茨的“厕所创新挑战项目”[1]（Reinvent the ToiletChallenge），显现了企业家应有的社会责任感和不同寻常的商业洞察力。为什么要重新设计厕所？我们今天习以为常的冲水马桶无疑是人类文明发展的标志物，现代卫生设备的发明也被医学界誉为近几百年来最重要的里程碑。然而，这种18 世纪发明的连接城市管网的冲水式排污解决方案，由于导致水资源的浪费、管网建设的巨大投入、污水处理的巨额成本，以及宝贵有机质的损失，已经不适应面对21 世纪的一系列城市问题——环境恶化、人口激增、资源匮乏……[2] 同时，大量欠发达地区的人民还缺乏最基本的卫生设施，他们既无力承担此类卫生工程的建设，又没有完全适应这种都市化的生活方式。并且，在缺乏市政管网的前提下，这种冲水式马桶将在“美丽乡村”建设热潮中带来更严重的环境问题。

基于这些考虑，2011 年，盖茨基金会发起了“厕所创新挑战项目”，并为“全球厕所创新大赛”提供资助，目的是以可持续的方法解决世界性的卫生如厕问题。到目前为止，一些技术原型已被成功开发，例如加州理工的太阳能厕所，利用粪便产生的氢气作为燃料电池的能源；英国拉夫堡大学和美国斯坦福大学将粪便转变成木炭或生物炭的技术等等。中国赛区也选拔出了一些创新技术成果，正在进一步开发中。但所有的这些技术层面的努力仅仅是厕所革命的一部分，单纯的技术解决方案在实际应用中往往会遇到各种难题。在曾经的生态厕所实施案例回访中，很多农村增设的厕卫设施未被使用，它们变成了村民的粮库、牲畜房甚至厨房。这不是单纯的技术问题，而是文化问题，也是设计问题。

 

按照经典的对工业设计的理解，设计是协调人、物、环境之间的关系，并创造性地解决问题的过程。作为设计师，我们通常的任务就是把产品设计得更美观、更适用、更便于加工制造和销售等等。而今天，设计所面对的主要问题已经改变了，而且比以往任何时候都要复杂：生态危机、资源枯竭、食品安全、社会公平、文化多样性、城乡关系、老年社会等等，这一系列综合的可持续发展问题成为设计师无法回避的挑战。单一物质化的产品，或建筑，或景观的设计已经逐渐失效，只有从系统的角度进行整合设计才可能有效解决问题。清华大学教授柳冠中提出的“事理学”可以很好地帮助我们理解设计师工作方式的这种转变，即从仅仅对“物”的设计转向对“事”的设计。

在公共厕所设计中，设计者一度仅仅关注厕所的建筑风格、空间布局、洁具样式、标牌形式等等“物”的设计，而忽略人们使用厕所（找厕所、上厕所、清洁、文化等等）与管理厕所（废弃物处理、保洁、增值服务等等）这一系列“事”的综合诉求。任何事件中都有人、目的、行为、环境与道具等基本要素，设计师必须系统思考这些要素之间的关系，敏锐发现不同利益相关人的诉求，从而确立设计目标，并寻找适当的解决方案（技术、空间、道具与服务等等）。综合来看，公共厕所系统设计的目标应该是在最低环境影响的前提下（更进一步，废弃物的处理不仅是无害化，而是变废为宝），有效满足人们如厕的生理与心理需求，同时获得可持续的运营能力，最终形成健康的卫生习惯并塑造环保意识（一种新型厕所文化构建）。

图1 是围绕生态型公共厕所设计的系统构架图。总体来看，公共厕所只是生态循环链条中的一环，涉及能量的输入与输出，涉及废弃物的“无害化”或“资源化”处理。而基于“文化生态学”的视角，文化建构也是健康生态圈的重要部分。因此，对人们如厕方式的干预以及新型厕所文化的探索必然是该系统设计的组成部分。

公共厕所设计，无论是位于城市、乡村还是旅游景区，无论从“使用”还是“管理”的“事”上思考，都包含以下几个具体内容：区域规划（分布、密度、位置等）；生态技术的应用（粪便尿液的收集、处理、使用，节水、节能、除臭等技术）；卫生设施设计（马桶、洗手池、灯具、无障碍设施等）；空间布局（不同功能区的划分、男女厕位分布、动线设计等）；建筑景观设计（符合地域文化的建筑和景观设计）；服务设计（针对用户行为与体验的综合服务设计，如找厕所的软件、卫生用品销售、旅行或医疗增值服务等）；视觉传达设计（导视系统、风格化标牌、设备使用指南、科普知识、公益宣传等）；经营管理（日常维护、管理方式与商业模式）等等。

上述设计内容远远超越了单一学科的工作范围，如果仅仅是“简单集成”或“技术堆砌”，不可能真正实现厕所革命的目标。因此，一个好的厕所设计不能急于求成，必须从人的需求、社会趋势、地域环境限定、文化、宗教与制度标准、技术条件，以及成本约束等几个角度的研究出发，通过设计思维，依靠跨学科的协同创新方式，最终提出综合的、可持续的厕所服务系统解决方案。

厕所设计是一个发现问题（Discover）、定义问题（Define）、创意发展（Develop）与设计输出（Deliver）不断迭代、完善的一系列过程，经由一次次的原型测试与项目实践，最终提炼出具有指导性的设计原则与评估标准，并在复制与推广中不断修正与完善。当然，好的设计也必须根据不同文化背景和气候特点提出不同的解决方案。为更好理解上述理念，下文将简单介绍荷兰代尔伏特理工大学为印度贫民设计的社区卫生服务系统。尽管面对的人群与问题有很大不同，但系统设计与协同创新的理念与方法仍值得研究与借鉴。

 

该项目是2011 年由Delft 大学工业设计工程系IDE 与机械、海事与材料工程系3ME 组成跨学科团队，在盖茨基金会的支持下，为印度贫民区设计了一套基于社区的卫生设施与服务系统。该系统设计主要包含两方面问题：一是废弃物处理技术研发（微波辅助等离子气化技术），包括人粪尿的杀菌、干燥、气化，最终使其成为支持设备运行的能源，使废弃物资源化，实现能量循环平衡与闭环运行的目标。二是社区卫生服务中心（Community Sanitation Centre）的系统设计，即重点关注当地妇女和女童在如厕方面存在的痛点，提供综合的如厕服务系统设计。具体包括建筑与产品设计、视觉形象设计、品牌战略设计、服务设计和商业模式等多个方面。

项目组本着以人为中心的设计理念在当地做了深入的调研。通过观察与用户访谈，了解到由于当地社会治安情况恶劣，尤其对妇女的日常如厕行为产生了极大影响，因此将设计研究的重点聚焦在女性的如厕体验上。设计人员通过焦点小组和深入访谈的方式，进一步了解女性在如厕过程中的痛点和需求，最终将问题集中在三方面：月经的禁忌与卫生管理、如厕的安全问题、尴尬的如厕体验。以上述问题为切入点，项目组与当地居民协作，共同提出了兼顾社区营造、卫生习惯培养以及创造就业机会的综合性社区卫生服务中心SANIR 的设计理念。同时，技术团队将人的废弃物进行资源化处理，使得社区卫生服务中心成为生态系统闭环运行（Closed Loop）的一个有机部分。

1. 空间与服务设计

SANIR 社区卫生中心为两层楼建筑，楼上是女厕与维护人员住所，楼下是男厕、社区服务商店以及社交空间，外立面配有品牌标志和广告位。该建筑设计充分考虑了当地女性的特殊需求，比如女厕所入口远离男厕所入口，中间还有商店遮蔽视线；二楼设有女性私密的整理间，可以清洁、更换卫生巾；SANIR 由专人负责运营管理，并采用会员制，缴纳低廉的年费后，会员便可以享受社区中心提供的各种服务；此外，经营者可以通过销售物品和广告收入支持厕所的运营。SANIR 不仅可以给社区居民提供安全、舒适、可以负担得起的、并在自己熟悉的社区周边的卫生如厕空间，还可以成为一个当地妇女和儿童聚集、交流与分享的场所。（图2）

2. 人性化设计

项目组充分研究了使用者的如厕方式和动作流程。根据印度人的使用习惯，厕所采用蹲坑方式，并设计了便后冲洗肛门的龙头。该龙头为塑料制品，蛇形管便于拉伸，使用方便，并可以调整水流强度，同时不易损坏或被偷盗。便器的造型暗示了使用者下蹲的方向，以保证粪便收集的有效性。便器的联动杆设计也考虑到排便、冲水、冲洗肛门与清洁便器等不同功能的需要。（图3）

3. 技术方案

技术解决方案集中在灰水（洗手、清洁肛门、冲洗便器的水）的再利用，以及粪便的资源化问题上。首先，通过沉淀池、慢砂滤池、收集池、太阳能紫外线消毒等技术手段，每天可以保证处理至少2 立方米的灰水，并储存5 立方米水保证高峰时段的使用。厕所的便器采用联动杆方式，实现粪便尿液与清洁用水的分类收集。

厕所粪便定期收集，而后运往处理厂，采用一系列技术进行资源化处理，包括微波干燥、粉碎、脱水、等离子体汽化、气体净化等过程，最终产生清洁的燃料气体以及颗粒状肥料。生产的可燃气体可以即刻循环利用到微波加热过程中，达到最大程度的节能效果。（图4）

4. 商业模式

SANIR 通过“社会企业”方式构建一套社区卫生服务系统，政府与企业各方的利益相关人充分合作，以实现“以商养厕”并带动当地就业的目标。SANIR 的商业模式主要分为两个相互依赖的层级：一是每天可以处理大约50,000 人粪便的工厂，最终将废弃物资源化，加工成燃气和肥料（初期运行需要补充社区厨余垃圾等其他有机废弃物）；二是当地居民以家庭会员的形式加入社区卫生中心，支付少量的注册费后，获得相应的如厕服务和其他附加服务（包括健康保险和卫生商品优惠等）。（图5）

此外，SANIR 还对品牌策略、实施流程、技术细节等等有着深入的研究和设计，值得国内设计者参考。

 

清华美院协同创新生态设计中心于2015 年成立了公共厕所研究与设计项目组，目标是针对中国现状，提出整合性的生态厕所系统解决方案——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，逐步推出系列可实施的生态厕所设计以及相应设计评估标准。项目组依照上述的系统研究思路，对公共厕所的类型、特点、人性化需求、社区定位、现存问题与发展趋势等进行了深入研究。同时联合多位技术专家，对国内外各类生态厕所的技术资料进行收集、分析、实地考察与评估。在此基础上，提出技术路径与设计原则，并针对具体环境进行公共厕所设计。

1. 生态化技术汇总分析

从废弃物处理的角度看，公共厕所的技术系统主要分收集、处理、再利用三个部分。选择适当的生态技术是厕所设计的核心，在此前提下带动相关产品服务系统的优化。因此研究小组从三个方面对国内现有技术进行了收集、整理和分析，如图6 所示。[3]

2. 项目组采用的技术路线

将排泄物无害化并资源化，使之回用于种植、制药或生产能源等，从而形成闭环是生态厕所设计的重要目标。项目组最终确定的是一个可变通的技术路线，即根据成本与当地条件，可选择无水收集方式或节水型负压收集系统。实现源分离是重要步骤，即将粪便和尿液分别收集，并分别处理和利用。好氧发酵制成肥料，用于农产品种植或城市绿化，或厌氧生成沼气得以资源化利用。对黄水（尿液）进行初步处理后，或集中储运用于制药，或制成液体肥料，或无害化处理后排入市政管网。此外，一套雨水收集装置以及相应的灰水回用处理系统也是技术路线的重要环节，如图7。

3. 设计原则

基于前期研究和系统设计思想，项目组提出了公共厕所的设计原则。围绕使用与管理厕所的需求，设计原则包括建筑与设施设计、技术应用、服务与管理等多方面内容：

1. 功能合理：根据不同厕所类型，以及人群和行为特征，确定功能定位，保证必要功能空间和设施，避免过度设计，兼具适应性。

2. 技术适当：根据成本与条件限定，选择适当的厕所技术。技术或新或旧、或高或低，但只要适合需要就是好技术。

3. 人本设计：兼顾人的生理和心理需求，重视人性化和情感化设计。

4. 服务到位：从用户和管理者使用流程上发现痛点，提供综合的增值服务。如找厕所、必要物品售卖、健康检测、管理信息显示等等。

5. 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。

6. 运营可持续：保证良好的、可持续的商业运营模式。

项目组根据技术路线与设计原则所做的具体公共厕所项目设计成果，不在此篇论文赘述。

 

回到“事理学”的视角，从“使用”和“管理”厕所这件事上看，公共厕所应被视作一个系统/ 平台，一个根据当地的环境、社会、经济、文化需求而搭建的社区枢纽或服务中心，给不同利益相关人都带来利益和美好的体验。除了解决生理问题，公共厕所还是一个能量转换平台，是生态循环链的一环。好的厕所设计既能促进社区交往、信息/ 资源的交换与共享，还会提供商品服务，并有可能带来更多的商业机会。或许，一种新的、健康的公共卫生文化会渐渐生长。

设计的理想是创造健康的可持续的生活方式，设计的落脚点则可能是身边的衣食住行、吃喝拉撒等诸多琐事。公共厕所通常是被我们选择性忽略的一部分，但它却是日常生活中不可或缺的重要设施。厕所革命带给我们挑战，但更多的是机会。因为有问题、有需求，设计才变得更有意义。对于公共厕所设计来说，最大的挑战已不再只是建筑、设施与标识的形象设计，而是如何将人性化的需求、生态技术、美学与商业模式相结合，提出创新性的系统解决方案。我们笃信，公共厕所设计关乎可持续社会的理想与未来生活的愿景。