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案例 | 自然之所——WWF东滩生态厕所

王肖茜 Pandscape泛境设计 2022-01-13


一般意义上,房子是自然中的隔离空间,

仅为了庇护自我而存在,与自然是对抗的。


这间房子,

在对人和自然的亲和力上是一视同仁的,

它变成了一个媒介,

连接了人和自然。


对于自然和使用者,

展现了极致的关怀。



自然之所

2016年1月,泛境 | 四叶草堂设计团队有幸接到世界自然基金会(WWF)的委托,历时三年,三度易稿,最终于2019年4月在上海崇明东滩鸟类国家级自然保护区建成了一处生态厕所。

本文展示的是第三轮设计与建造的过程

生态厕所室内

从远处眺望生态厕所和观鸟屋(右侧为生态厕所)


从堤上看观鸟屋和生态厕所。不吸引眼球、没有标志性。只是存在。



崇明东滩鸟类国家级自然保护区(下称“保护区”)位于长江入海口,崇明岛的最东端。保护区是以保护鸻鹬类、雁鸭类、鹭类、鸥类、鹤类5类水鸟类群作为代表性物种的迁徙鸟类及其赖以生存的河口湿地生态系统的国家级自然保护区,被国家林业和草原局列为51个“国家级示范自然保护区”之一。保护区主要由团结沙外滩、东旺沙外滩和北八滧外滩等三大部分组成,区域总面积241.55平方公里。

保护区北界的北八滧实验区由世界自然基金会(WWF)参与实施管理,包括规划管理区域、制定栖息地管理计划、展开生物及环境监测、开展湿地相关科学研究、建设配套基础设施、举行专业培训、促进社区管理与发展、开展环境教育及自然体验活动。该区域包括一块自然湿地及一座湿地管理培训中心,野外湿地为3平方公里,基础设施包括一座观鸟屋及一个木栈道,是开展鸟类监测和环境教育的重要场域。由于保护区范围较大,距离最近的公共洗手间超过5公里,参观活动期间,人员如厕是个难题。因此,WWF计划在观鸟屋旁建立一处生态厕所,预计建成后每日使用人数10~20人。

生态厕所区位和3平方公里范围示意图


基地位置(观鸟屋视角,右图是木栈道和观鸟屋)


在大区域经过多次现场勘测,最终确定了生态厕所选址。将生态厕所紧贴观鸟屋设置,不仅仅考虑使用方便,更重要的是得以引用观鸟屋的雨水用于生态厕所清洁,做到能源上的自给自足。

由于其周边都是湿地水面,没有上下水和电力供给,施工运输及现场作业条件很不方便。更加需要注意的是,在施工及使用过程中不能对鸟类生活环境造成干扰。在必要时,建筑体应能移走,恢复场地原貌。


设计理念


基于种种条件限制,项目采取了房屋预制安装、自然能源利用、粪便生态处理的技术策略,实现环境友好、能源自足、资源回用的目标。在建筑外观设计上,希望体现人和自然和谐相处的亲和力,展现细致的人文关怀。


生态厕所设计概念(2018.6.5)

主体吊装现场(2018.11.5)



物我之间的连接者——自然之所


总体方案设计希望打破传统厕所固有封闭实体的建筑形式,将“方盒子”剖开再反向组合,形成Z字形界面,让原有房屋 “内部”两侧都与自然接触融合。人在其中,无论如厕还是出厕,仿佛都没有离开自然。

生态厕所整体采用钢框架、西部红柏天然防腐木面板,轻便环保;屋顶和部分立面以当地芦苇编织覆盖,起到保温隔热、防雨防侵蚀作用,并且更好地融入环境,降低人造物对自然的侵入感。

走进室内,朝向水面方向被通长的横窗打开,视线毫无阻挡地穿透,与环境融为一体。环顾四壁,处处温馨的木质表面散发着轻香,让人感觉舒适;窗扇采用推拉窗,能够抵抗强风;可收放竹帘和室外芦竹林又保护了个人隐私空间。门口、马桶前方挂钩、宽大的木板窗台可以挂放安置各种随身物品,种种细节考虑让建筑简朴而不简陋。

房屋入口设有生态科普展示,侧墙外是马桶的太阳能烟囱

主展板内容:由上海土著震旦鸦雀告诉你生态厕所的奥秘



自然能源利用——能源自足

观鸟屋屋面雨水资源收集(左侧是1000升大储水箱,右侧为二次过滤箱)

水系统设计示意图


水:厕所清洁维护和洗手用水来自旁边观鸟屋屋面的雨水收集,雨水经沉淀管沉淀,经过滤棉一次过滤后储存于半地下1000升储水箱。洗手时操作室内手动压水井抽上来,经二次过滤箱的过滤棉/活性炭过滤,接满2升储水盒,够用即可。洗手水在下方水槽暂留作为清洗用水。水系统定期清洗和更换滤材。

电:室内照明来自于一盏高效LED太阳能灯,电池板固定于屋面支架上,自带蓄电池可满足8小时夜间照明。

风:外窗及通风口对流、立面芦苇层与墙板间的夹层空腔热压通风、马桶自带太阳烟囱热压通风等多种方式保证室内的自然通风效果。


通风及太阳能供电系统设计示意图

带纱网的顶棚和墙面通风口(防虫并防止鸟类误入)



 粪尿生态处理——资源回用

没有排污条件的厕所,其粪尿处理往往采用化粪池降解,或者生化无害化处理+机械打碎并密封运出方式。前者需要水冲式洁具以保证清洁无味,且需要清污车定期清掏;后者需要电力和频繁的维护。现场无法满足这些条件,且这两种方式都将粪尿资源丢弃并容易在运输中造成二次污染。

根据本项目使用人数不多、且尿液多粪便少的特点,设计采用了碧奥兰无水马桶来解决粪尿处理。使用时,固体粪便排至马桶底部的两只28升粪便桶,随时覆盖木屑以降低气味蝇虫,并调节碳氮比利于粪便腐熟。桶满后,运至生态厕所后部土堤上的堆肥坑发酵,产出的有机肥可就地消化或外运。

尿液经马桶的排尿口导入10米长穿孔导流管流入厕所后部植物处理区,经碎石滤层扩散渗入净化点,被地面原生植物的根系吸收。通过生态厕所等适切措施,提高粪便的回收利用率,也是具有普遍意义的生态措施。

左图:马桶旁边是垃圾桶和附加的木屑垫料

右图:后部“水箱”其实是木屑垫料箱,按压手柄会送出垫料

左图:尿液处理沟内铺石屑,准备埋设导尿管右图:入口屏风挂有详细的厕所说明和使用提示



我国每年产生约8亿吨人粪尿,所含氮素约等于全国氮肥施用量,但其中只有15~30%得到利用。粪尿等有机肥可以增加土壤中有机质含量,避免长期大量施用化肥引起的土壤酸化、板结、养分失调等后果。新鲜粪尿经过堆肥发酵后施用,可以避免新鲜粪尿发酵过程中的高热造成植物根系 “烧根”和病菌、虫卵的传播,并将粪便中的蛋白质、纤维素转化为氨基酸、有机酸、糖分、有机盐等稳定且易于被吸收的物质。




种植考虑——原生植物、生态净化

植物的生态净化作用很重要,其根系能够吸附、净化渗入土壤的重金属、氮、磷等有害物质。现场选用了一些原生植物,采用周边移栽和籽播的方式,避免引入外来入侵物种。 

品种选择:选择崇明东滩乡土物种;选择耐盐碱植物,如碱蓬和碱菀等;在芦苇,蒲草等干枯的冬季适量种植狼尾草等耐寒植物,保证植物系统的运作。

后记

设计实施过程经过与WWF、东滩保护区、施工安装团队等多方面长达3年的反复沟通,几次易稿,最终建造过程仅用了18天的工厂加工和4天的现场作业。建造房屋的木材在物化阶段(包括建材生产、运输和建造)的二氧化碳排放量分别是钢结构和钢筋混凝土结构的1/3和1/2,木材报废后,会成为有机物回归土壤,从而减少建筑过程的碳排放。项目建成后,还将建立一个可持续的维护方式,对项目的全生命周期使用表现和生态循环进行管理和跟踪评估,以期实现一处人、社会、自然和谐永续发展的生态样板。在这里需要特别感谢世界自然基金会(WWF)的信任和支持;感谢建设单位博亿森房屋技术;感谢济木建筑科技对木结构的指导;感谢朴门永续设计顾问颜嘉成老师,不远千里多次亲临现场指导。由嘉成老师领衔授课的2019“都市的朴门”PDC课程即将于2019.10.1在上海举办,欢迎点击下方链接关注和了解。
“设计重构家园——当朴门永续遇见社区规划”


项目名称:WWF东滩生态厕所项目地址:崇明东滩鸟类国家级自然保护区北八滧实验区项目规模:占地面积70m²,建筑面积3.8m²主要建筑材料:木、钢、玻璃、芦苇业主单位:世界自然基金会( WWF)委托方式:设计实施一体化总体设计:泛境设计Pandscape | 四叶草堂木结构设计顾问:济木建筑科技工程(上海)有限公司

建设单位:博亿森房屋技术江苏有限公司

主持建筑师:魏闽 博士项目主创设计师:纪晓海项目团队:谢文婉 王肖茜 徐翔 史文彬朴门永续设计顾问:颜嘉成项目设计周期:2016.01—2018.11

项目竣工时间:2019.04

撰文:纪晓海 王肖茜摄影:纪晓海 李杰联系邮箱:pandscape@pandscape.com





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