毕业论文-新型环保组合移动厕所设计

引言：本次我的选题并没有采用老师所给定的，而是自己选择了更细致的切入点——移动厕所也许它对绝大多数人而言比较陌生，就算我们在户外需要释放自身内存的时候会很乐意见到它，可估计没有多少人能记起。但其实最近发生不少关于它的大事，今年3月日17中国确定将开始为期三年的“厕所革命”，和今年11月19日“世界厕所日”在中国的大力宣传，公共厕所的重要性正在被越来越多人关注，而其中占地更小，移动更方便，更节能环保的移动厕所也势必进入更多人的视野，得到越来越多的需求，而我正是看到了这一点。所以我的选题，贴近日常生活，顺应改革潮流，既有前瞻性又有实际意义。1．背景简介1.1移动厕所的发展史1940二战期间，美国加州的长滩造船厂安装了一种类似鼓的移动厕所设备，以便节约军舰修理工的时间。1950随着建筑就业的发展和美国独立供应商的兴起，木质的移动厕所开始批量生产，每个约重180公斤1960美国露营车从业者肯.霍德约克在使用移动厕所的时候被臭味熏到了，于是他主动向厕所供应商提供了一种用于露营车的除臭剂，因为这一除臭方案，他成为了移动公厕行业的先驱1969音乐节是最早在商业和工业之外的领域使用移动公厕的大众领域。早期，每3000名参与者公用一个木质移动公厕。1972Satelliteindustrises公司的AIHilde把移动厕所的材料从笨重容易发臭的木头换成了玻璃纤维和塑料，灵感来源于塑料看台1980塑料彻底代替了玻璃纤维成为主要材料，因为玻璃纤维容易老化和碎裂。2012此时在全球范围内移动厕所产业在全球范围内已经有39000名工人10000辆卡车和300万个移动厕所，年均收入达40亿美元。①1.2移动厕所的定义和优势所谓移动厕所，顾名思义就是可以改变摆放位置的公共厕所装置，这也是相比传统的固定厕所的最大不同。它受工作环境的限制小，体量轻巧，往往自带排泄物收集功能，可以根据需要改变布置位置，因此非常适合于景区，步行街，举办大型活动的公共场所，大型工地等缺乏上下水却人流密集的地点，特别对于因为临时性活动而人流集中的场合。它的优势集中体现在以下几点：1.移动方便，它可以根据人们的实际需求，来调整放置地点，避免不必要的资源浪费2.受环境限制的影响小，可以根据周围选择不同的方法来处理排泄物3.节约了宝贵的土地资源，移动厕所的占地面积一般很小，而且随时可以转移4.造价低廉，一般是批量生产的，相比传统厕所大大减少了建造成本5.节能环保，相对于传统厕所移动厕所在水，电等方面的能耗普遍较少2.现状分析2.1我国移动厕所的现状为了给自己的设计能有更好的现实意义和技术依托，我根据各移动厕所公司的网站数据，对我国移动厕所的现状进行大致考察。得出目前我国市场上的移动厕所种类繁多，所应用的科学技术也逐渐丰富起来，但是普遍在外观上缺少突破创新，在功能上普遍单一，而且用户针对性不强的结论。在工作原理方面，现在最常见的属以下这三种：第一种是水冲型，它适用于水、电供应齐全的环境下，接通上下水管即可。其背面一般设有排污管，直接排入化粪池或市政管道。②它还有节水水冲型（可自带水箱）和高压水冲型两种衍生型号；第二种为免水打包型，它是用包装袋包装粪便的，机械装置向下自动牵引包装袋，将粪便移入储便盒内，蹲面上的包装袋更新，封闭装置臭味不外泄，粪便统一处理。③是国内最普及的移动厕所；还有一种称为泡沫封堵型，用发泡混合液产生的泡沫代替厕所冲水。在全自动感应控制系统的作用下，泡沫装置产生的压缩空气经输送管传至泡沫激发器，发出的泡沫经厕具侧壁上的泡沫通道充满、覆盖并洗涤厕盆。④这种由于技术成本较高，在国外应用更多。（除这些以外，还有一些利用先进技术的移动厕所也存在于市场中，但相对较少看到。比如类似航空厕所的真空自吸型移动厕所，在除臭和节水方面有很大优势，但是一般需要外接水，电使用，而且造价昂贵。还有可以利用微生物将排泄物循环处理的微生物降解型，它不需要使用水，造价较低，但是实际上这个降解的周期比较长，一旦使用次数多就会比较难堪。）在外观方面，虽然颜色和装饰千姿百态，但基本都呈长方体形态，虽然也偶有圆柱体，棱柱等其他形态出现，但还是没有跳脱以房形，箱形为蓝本的基本框架。在功能方面，多数就是单一得解决如厕问题，在厕所内只有一个蹲便器或坐便器。为数不多的高端型移动厕所会增加一个洗手台，或为女士考虑而增加一个梳妆镜，又或者为残疾人考虑而增加扶手等一系列无障碍设计。在产品针对性方面，一般以使用场地为划分，在工地，灾区，大型活动现场等大量使用的为最小巧，最简单的经济实用型。在景区和公园使用的为园林景观型，一般进行古朴的外观装饰，并且考虑无上下水的情况。在城市中因为特殊情况需要的则为城市现代型，一般有一定的外观设计，并且可以中长期使用。最后是为特殊的活动比如奥运会，世博会等准备或私人定制的星级标准型，这类移动厕所往往功能齐全，设计出彩，但也价格不菲。2.2移动厕所中的普遍问题根据上文的现状调查和参考资料，现在国内外的移动厕所主要存在如下几点普遍问题：厕所内的清洁问题，由于移动厕所在放置后往往缺乏管理，一旦出现不当的情况，往往影响使用。移动厕所的空间狭小，上厕所带东西的话，无处放置，比较尴尬。在移动厕所中的等待时间往往不受控制，如果一个人在里面待呆太久的话，会给其他人造成不便。移动厕所的通风系统往往不完善，异味会给使用者留下很不好的印象。在外观设计上缺乏创意，造型单一，难以适合如今的大众审美，与周围环境不协调。关于移动厕所的便器，实际上95%以上的女性和93%以上的男性不会和坐便器接触。所以用腾空的方式上蹲坑，让情况变得更加糟糕。①那么为什么不思考使用蹲便器或其他办法解决呢？缺乏用户针对性，比如男性会考虑到站立式小便，而女性会想要更多厕位，带孩子的母亲是否需要一个带有母婴间的专用型号，而残疾人是否需要一个独立的无障碍型号。功能较为单一，移动厕所除了可以解决方便问题，其作为一个公共设施是否可以承担更多起公共功能，来增加自身的价值2.3移动厕所发展的前景根据现在我国提出的三年“厕所革命”计划的大背景，公共厕所的重要性正在被越来越多人关注，而其中占地更小，移动更方便，更节能环保的移动厕所也势必进入更多人的视野，得到越来越多的需求，同时移动厕所为切合市场和时代的变革，也必须发展创新，以功能多样化和可循环利用为发展方向做出巨大改进。目前的移动厕所行业也正逐渐兴起。如果说刚开始时由于其技术含量低，行业门槛不高，企业之间还可以互相抄袭模仿，做出千篇一律的产品，然后靠低价竞争，但现在部分大企业已经将牌子打响，并投身于对高技术含量的新型移动厕所的研发制造，那些靠低价而不是靠创新竞争的企业必将会慢慢失去市场，最后被时代所淘汰。由此可见，对移动厕所企业而言，要想发展，就必须顺应这个创新设计的大潮流。那么，移动厕所的设计又会向什么方向发展呢？“未来厕所行业发展会出现几大趋势，包括模块化生产、景观化造型、科技化处理、平台化运营等，而且移动化厕所会大行其道，因为随着大数据利用，更科学地了解客流的变化而合理设置厕所和厕位数量，这样使用动态的配置来改变固态的土建厕所更能突出经济性和环保性。”“厕所大王”上海华杰生态环境工程有限公司总经理马志恒说这几话⑤给人很大的启发，让人感慨到原来移动厕所可以做到这么高端，看来移动厕所在发展上还有很多路要走，可以走的更远。3.问题分析和解决方案3.1情景模拟和针对性分析针对不同的使用者，模拟他们如厕时会遇到不同问题和共性问题来探索解决方案男性：站立小便（可能只需花很少的时间，而且可能需要小便器）吸烟（留下难以散去空气污染）女性：更长的使用时间（必须要提供足够的厕位）补妆（梳妆镜，最好还有置物台）残疾人或老年人：无障碍设计（必须有扶手，坐便器，和无障碍的通道），更大的空间（供轮椅使用或看护者陪同）带婴幼儿的人：喂奶，换尿布（需要较大空间，最好有座椅或置物台），小孩在大人上厕所时如何放置（最好有座椅）共性问题：等候时间过长（最好有一个计时报警的装置），气味问题（安装的通风器），夜间如厕（安装照明），冲水和上下水问题（最好可以自循环）便器问题（可能考虑蹲坐两用型便器）3.2拟定解决方案我的解决方案是建造一组多个移动厕所，来针对性地解决不同人群的不同问题，因为一个移动厕所的空间非常有限，就算做成大型也不可能一下子解决那么多不同的问题，更何况这么做的话，会让厕所的结构和外观变得臃肿而影响美观，而不同的移动厕所之间互不干扰，反而可以更好发挥其针对功能。下面我将从组合移动厕所几个组成部分的构思进行分别介绍，并分别深化设计：A型：主要针对是男性群体.，应该具有多个小便器和一个厕位，可以使用蹲坐两用型便器，并且有格外良好的通风系统来去除烟味，内置一个洗手台，形态上最好是横向较长的，以腾出足够空间供多人同时使用。B型：主要针对的是女性群体，可以只有一个厕位，可以使用蹲坐两用型便器，体量较小，但是数量较多，可以内置一个非常小的洗手台和梳妆镜，形态上可以是竖向纵深稍长的，这样既相对美观又可以增大空间。C型：主要针对的是特殊人群，比如上文提到的残疾人和带婴幼儿的人，是功能最齐全的无障碍厕所，具有扶手，坐便器，无障碍通道等一系列无障碍设计，内部空间较大，最好有置物台和座椅（或两用型的），同时具有洗手台和梳妆镜共用性设计：一个良好的通风装置，一个美观而富有设计感的造型，一个计时报警装置，一个指示灯（显示有人无人等），一个照明灯（最好是自动感应灯），地面具有良好的防滑功能，有较好的节能技术应用其中，最好不依赖上下水和外接电源做到即放即用4.设计过程和方案阐述4.1产品定位这次毕业设计的课题旨在根据当下移动厕所外观欠佳，功能单一，技术应用水平不高，用户针对性不强等突出问题设计出针对不同人群的不同需求，设计出造型结构各不相同，但整体风格统一且拼装为一体运输的组合移动厕所。因此这样一个外观新颖，功能丰富，科技含量较高，能针对不用使用者的组合移动厕所应该定位为一款应用领域广泛但主要针对城市中举办各种大中型活动（运动会，演唱会）的新型移动厕所，能做到一次活动只需要一种移动厕所（一套或多套），就可以满足所有现场所有用户的需求。4.2造型设计过程单元方案1：方案的设计灵感来源于密封舱（如图1），其外观简洁而富有设计感，顶部装置还方便吊装运输。但缺点是排列成组后不好看，圆形的内部空间也让人感觉奇怪。图1方案1.草图，sketchup草模单元方案2：方案灵感来源于机箱（如图2），外观简洁明了，在排列组合时候有一定美感，但缺点是其内部空间狭小外观，没有明显突破，只适合做体量较小的B型，图2方案2.草图，sketchup草模单元方案3：该方案的灵感来源缆车车厢（如图3）在外观配色和装饰上还参考了北京奥运会移动厕所的成功案例，其空间舒适，调节长宽后形象的美观性不会受到太大影响因此适合于所有的型号，同时排列组合后也具有一定美感，是现阶段采用的方案。图3方案3.草图，sketchup草模4.3内部结构设计过程在进行内部结构设计之前，我首先查看了《城市公共厕所设计标准》，并参考了和人机关系相关的资料来让自己的设计更加合理化。（注：以下均为《城市公共厕所设计标准》中的相关内容）

6.0.1活动式公共厕所的设计应符合下列要求：

1应便于移动存储和便于安装拆卸；

2应有通用或专用的运输工具和粪便收运车辆；

3与外部设施的连接应快速、简便；

4色彩和外观应能与多种环境协调；

5使用功能应做到卫生、节水和防臭。

6.0.2活动式公共厕所的类别及要求应符合表6.0.2的规定。（如图4，图5和图6和图7）⑥

（图4，活动式公共厕所类别及要求表）（图5，活动式公共厕所类别及要求表，续表1）(图6.活动式公共厕所类别及要求表，续表2)(图7.活动式公共厕所类别及要求表，续表3)

6.0.3组装厕所的总宽度不得大于运载车辆底盘的宽度，箱体高度不宜大于2.5m，运载时的总高度不宜大于4.Om，以保证装载后运输过程中具有较好的通过性能。

6.0.4活动厕所的粪箱宜采用耐腐蚀的不锈钢、塑料等材料制成。采用钢板制作，应使用沥青油等做防腐处理。粪箱应设置便于抽吸粪便的抽粪口，其孔径应大于Φ160mm；并应设置排粪口，孔径应大于Φ75mm。粪箱应设置排气管，直接通向高处向室外排放。

6.0.5活动厕所的水箱应设置便于加水的加水口或加水管，加水管的内径应为Φ25mm。

6.0.6活动厕所洗手盆的下水管应有水封装置。

6.0.7免水冲公共厕所在使用中应做好粪便配套运输、消纳和处理，严禁将粪便倒入垃圾清洁站内。⑥我设计的组合环保移动厕所应属于单体厕所和无障碍厕所（c型）两类，所以在规划内部结构时按照这两类厕所的标准进行设计。接下来以拟定的C型（无障碍型）的剖面图为例（如图8）来进行介绍：图8.拟定组合移动厕所C型左，右剖面图排风扇：大功率的排风扇可以有效解决厕所内的异味问题指示灯：可以显示厕所内是否有人，让外面的人知晓扶手：为残疾人所必要的无障碍设计，为其上厕所提供方便。坐便器：部分残疾人无法下蹲，为方便残疾人统一采用坐便器，其采用真空微水冲厕，比较节能。置物台：可以放置闲杂物品，长约600mm,高度约500mm,，同时也可以作为座椅，给婴儿换尿布提供方便。厕纸：可以向使用者提供厕纸，但一次只能拿一定数量，多了就会抽不动，防止人偷厕纸。警报器：当有人在厕所内超过10分钟后会自动报警，提醒管理员日光灯：为夜间如厕提供照明。梳妆镜：给女性补妆提供方便。皂液盒：给洗手的使用者提供洗手液。洗手台：高度约为800mm,可以方便不同使用者使用。4.3方案细化接着该方案在人机关系和节能环保技术应用方面得到了进一步细化,以拟定的C型（无障碍型）的正立面和正剖面图为例（如图9），进行介绍（和上文重复的将不继续介绍）图9.拟定组合移动厕所C型左，右剖面图外型尺寸：总体高度约为2700mm（含太阳能电池板）,长度：2200mm宽度纵深2600mm指示牌：指示出这是一个无障碍厕所。自关门：采用常用的机械力自关门技术，高约1900mm,宽度约800mm,方便残疾人进出关门,省力又节能。无障碍坡道：可以在运输时折叠到厕所内部，高约90mm,长度约850mm，宽度比入口门略宽。太阳能电池板：可以在晴天时利用太阳能发电，储存电能，在使用时可以提供照明和为微水循环系统供电机箱：是太阳能发电器，排风系统，水箱，微水循环处理系统等重要设备的放置处，由于量比较大，占用了一定空间，约高700mm。4.4组合方案和定案过程这些内容目前的进度尚未完成，详见毕业设计（设计）的答辩阐述，但规划上是由一个C型（无障碍型）和一个A型（男用的多人小便移动厕所）和三个或以上的B型（带梳妆镜的单人移动厕所）构成为由中型货车就可以运输的组合整体，所以它们的最短边长都不可以超过2.4m，这是市面上货车车厢的最大宽度。并且后期还考虑在移动厕所中加入一些城市公共空间中急需的功能，比如提供无线网络，给电动车辆充电的充电桩，导向标识等等，来大大增加移动厕所的价值4.5理论依据：我的组合厕所使用的工作原理主要来源于：如果采用太阳能真空雨水处理技术，通过便器与污物箱之间的真空泵产生的气压差，利用真空将便器内的污物抽吸至污物箱，每次用水量不大于0.3升，相比水冲式耗水5升来说，可节水99.5%。厕所内使用碳晶加热板在有太阳的时候正常供电，在没有太阳的时候，通过厕所内部电瓶，可以维持厕所内部3-4天供电。通过雨水收集系统，利用自然界中的雨水，经过下面四部进行循环使用：初期弃流过滤储存回用，大大的解决如厕用水难问题。同时真空技术使得这款厕所真空隔臭无异味、无需重力排放、安装维护起来都很简单、并且采用智能控制，上完厕所将会自动冲水，彻底解决小空间、空气不流畅的卫生间的臭味问题。⑤我的组合厕所造型的主要的指导思想是模块化产品设计：模块化产品是实现以大批量的效益进行单件生产目标的一种有效方法。产品模块化也是支持用户自行设计产品的一种有效方法。产品模块是具有独立功能和输入、输出的标准部件。这里的部件，一般包括分部件、组合件和零件等。模块化产品设计方法的原理是，在对一定范围内的不同功能或相同功能、不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的顾客定制的产品，以满足市场的不同需求。这是相似性原理在产品功能和结构上的应用，是一种实现标准化与多样化的有机结合及多品种、小批量与效率的有效统一的