探讨应用装配式智慧环保公厕技术解决公厕建设项目难点问题

梁刚 梁惠达 吴结明

深圳市土地投资开发中心 广东 深圳 518000

引言

我市建筑工务署土地投资开发中心率先在市属公园“厕所革命”工程的阳台山公园公厕试点应用装配式智慧环保公厕技术，一定程度解决了施工不便的难题，并缩短了施工周期。同时，利用智慧控制技术，优化公厕后期运维管理模式，以实现管理的智能化、精细化和高效化。

1 公厕建设项目面临规划选址难、施工难度大、建设周期长、后期运维管理难等诸多问题

1.1 市政管网设施成为制约公厕选址的主要因素

《深圳市“厕所革命”三年行动计划（2017-2019）》旨在全面提升我市公厕建设水平。截至2020年底，我市共新建公厕356座，改造提升各类公厕2405座。在实际建设过程中，有些项目特别是新建公厕项目常因市政管网前期规划不足或地理位置限制，面临市政设施缺失问题，导致公厕在建设前需先修筑各类配套市政设施，不仅导致综合成本的增加，而且严重影响工程进度，因此市政管网设施已成为制约公厕选址的重要因素之一。

1.2 山体公园公厕施工难度大

根据《深圳市发展和改革委员会关于市属公园“厕所革命”工程可行性研究报告的批复》（深发改〔2018〕282号），对其中12个市属公园中的50座公厕品质进行整体提升，其中13座为山体公园。但由于地势条件限制，山体公园公厕项目面临着材料设备及施工机具运输难、施工现场环境复杂、施工周期长的问题。

1.3 公厕项目建设周期长

目前厕所革命项目多采用传统的现浇土建施工方式，施工周期较长。以第一期市属公园“厕所革命”工程的50座公厕为例，传统的现浇土建施工方式平均施工周期长达8个月，而装配式施工技术可将施工周期缩短为2个月左右[1]。

1.4 公厕项目后期运维管理难

首先，公厕人流量大、使用者素质不一，公厕的维护管理工作强度大，长期运维成本高。其次，传统运维管理模式主要依靠人工，管理方式不便捷。最后，传统运维管理模式下，后期管理人员维护管理不善、保洁人员工作责任心不强，经常出现公厕环境不佳、异味重等问题，甚至将缩短公厕的使用寿命。

2 装配式智慧环保公厕技术简介

2.1 设备集成技术

指根据产品的设计需求、性能需求及空间需求来定制与产品高度吻合的设备设施，并通过集成手段在满足产品性能指标的同时，实现产品设备的高度集成化。装配式智慧环保公厕运用设备集成技术，可充分考虑项目特点，通过功能优化，实现施工便利性、经济性。

2.2 全装配式施工技术

装配式智慧环保公厕的建筑部件，包括结构、装饰、水电风设施、扶手五金等零配件均可在工厂预制并组装完成，大幅降低现场施工难度，减少施工周期，可用于公交站台、地铁站厅、会展中心等临时应急性工程。

2.3 空气净化技术

传统公厕通风方式多采用无组织排风或上排风，导致厕所异味在天花高处形成封闭循环，体感臭味明显。装配式智慧环保公厕可采用有组织负压排风系统，气流组织方式为上送风、下排风及便器内排风，实现臭气在源头收集，能有效降低如厕者鼻腔对异味的感知[2]。

针对疫情防控，装配式智慧环保公厕还可集成如厕空间自动消毒技术及排污管道智能消毒技术。

2.4 污物就地处理技术

常规生物降解通常运用于免水冲厕所，其工作原理是将污物收集至设备箱后进行一级处理，通过固液分离、沉淀去除污水中的异物、杂质等，然后液体进入厌氧、好氧的生化系统，并经过过滤、曝气、吸附、微滤的过程，以去除掉水中的色度、气味和病菌等。经处理后的液体用于回冲厕所，而固体则直接降解成固态有机肥料。此方法能解决对于市政管网缺失的问题，但因免水常常会造成污物挂壁及异味问题，影响如厕者体验感。

改进后污物就地处理技术在常规的生物降解技术上进行优化，工作原理是通过真空技术，使每人次用水量由传统的6～8L降至1.5～1.8L。后端处理系统再将污物进行固液分离，分离后的液体通过污水处理系统达到中水排放标准，固体则被分解成有机肥，定期清掏。该方法能解决常规生物降解技术污物挂壁和异味重等问题，有效提升公厕环境和舒适度。

2.5 智慧控制技术

智慧控制技术通过各类传感器实现公厕定位、空气自动净化、自动救护、运行状态自动监控及故障自动报警等功能，同时利用BIM建立公厕全生命周期信息化模型，包括设计空间模型、设备信息、环境、能耗、人流数据、空气监测、人员使用等信息。通过“BIM+IoT”模式，搭建智慧公厕大数据管理平台，实现公厕监测可视化、管理精细化、监管智能化、服务人性化、决策数据化，优化公厕后期运维管理，节省成本[3]。

2.6 绿色能源应用技术

该技术是指利用太阳能及风能等清洁能源为公厕日常运行提供电力支持，同时运用智慧控制系统，实现在无人如厕时，公厕自动关闭照明、给排风等电力设备；在深夜或使用人流较少时，系统将会自动轮换式地关闭部分厕位，从而降低能耗需求。

3 市属公园“厕所革命”工程装配式智慧环保公厕试点应用情况

3.1 项目概况

市属公园“厕所革命”工程阳台山公园公厕项目选址位于阳台山山顶，共规划有三座公厕。通过现场勘查，3座新建公厕均位于公园地势较高的人行登山道旁。若采用常规结构形式，由于地形地势限制，施工机具材料搬运困难，需要通过人力进行二次或多次转运，施工难度大，施工过程把控困难，项目周期难以保障。另外，因阳台山公园山顶无市政水电及排污设施，若采用传统的厕所建造和排污方式，需先修筑各类市政设施，将造成综合成本的提升，并影响整体施工进度。

3.2 项目实施方案

经项目组实地考察、多轮讨论，加之市工务署土地投资开发中心、市公园管理中心及所属阳台山公园管理处、华侨城集团（代建单位）共同组织专家论证，最终决定采用装配式智慧环保公厕建造方案，选用深圳市微空间建筑科技有限公司的智能环保组合公厕产品。

3.2.1 设计团队对三处公厕的建筑外观、建筑尺度、厕位单元及粪便处理模块进行标准化设计，并将标准模块分解成墙、地面、天花六面体及处理设备柜等4种部品，各个部品的附属设施均被集成在相应的部品上，达到即装即用的效果。干法作业下，大大缓解材料运输及施工难度。

3.2.2 在现场施工的同时，组合公厕模块同步在工厂加工。所有模块在工厂完成生产、测试后，通过骡马运输至山顶进行装配。

3.2.3 采用空气净化技术，使用上送风、下排风及便器内排风的气流组织方式，同时用光触媒洁净板材替换常规的地面材料，并在顶部增设除臭系统，综合解决如厕异味问题。

3.2.4 采用改进后污物就地处理技术，以达到省水目的，减轻给水管道的压力，并能有效解决无市政排污管道的问题。

3.2.5 通过BIM协同设计，产品的工厂预制与现场的基础施工、连接件预埋作业同步开展，在节约施工周期的同时，保障项目施工质量及完成度。本项目还采用智慧物联网技术，利用各类传感器实现空气自动净化、运行状态自动监控等功能。

3.2.6 在公厕顶部架设太阳能板，利用太阳能提供电力，结合运行状态自动监控功能，实现无人如厕时自动关闭照明等功能，降低电力消耗。

3.3 应用效果分析

智能环保组合公厕产品在阳台山公园的应用，是在市属公园“厕所革命”工程的一次创新尝试，为公厕建设项目提供了一种全新的建造模式。

3.3.1 综合造价降低。项目造价约为200万元/座，传统土建预算约为240万元/座，综合造价方面智能环保组合公厕具有明显优势。

3.3.2 施工难度降低。组合公厕通过装配式施工方式，有效降低了施工难度，缓解项目材料设备运输难、施工组织难的问题。同时，通过污物就地处理技术，利用中水处理系统及粪便资源化技术，解决了市政排污管网缺失的问题。

3.3.3 实现节能环保。与传统公厕相比，智能环保组合公厕节水率预计高达75%以上，装配率高达80%以上。充分运用可再生能源，同时结构主要采用金属、玻璃、木材等材料，使得整体材料的回收率可达80%以上[4]。

3.3.4 提高运维管理效率。本项目采用智慧物联网技术，通过各类传感器实现空气自动净化、运行状态自动监控及故障自动报警等功能，能有效提高公厕项目后期运维管理效率[5]。

图1 -1 施工后现场照片

图1 -2 施工后现场照片

4 装配式智慧环保公厕技术的推广应用建议

4.1 适用场景

适用于公园、绿道、地/高铁站厅等缺乏市政管网设施的公厕工程；重大活动现场、节假日高速公路等临时性需求场所；场地条件复杂、传统施工不便的工程项目。

4.2 场地条件

仅需平整场地及简单的基础施工，无湿作业，对施工现场污染少，噪音低，适应场景广。

4.3 运输及装配条件

货车直达处可直接运输装配，货车无法直达处可经骡马或人力运输装配。

4.4 实施方式

依据项目实际情况和业主要求整体策划，充分运用设备集成技术，合理选择空气净化技术、污物就地处理技术、智慧控制技术、绿色能源应用技术等进行集成。