面向可持续社区的生活垃圾系统设计策略研究

程文婷 王灿

关键词：可持续社区 生活垃圾 垃圾处理 系统设计 设计策略

引言

2015年，联合国提出了17个全球可持续发展目标（SDGs），涵盖了经济发展、社会进步和环境保护三个维度的问题。其中，第11项可持续发展目标中提出：应当建设可持续的城市和人类社区。同时也指出，可持续目标需要多方伙伴合作实现。因此，可持续发展目标需要公民与社区等基层组织共同努力实现。

随着中国城镇化的加速发展，“垃圾围城”的现场屡见不鲜。据数据统计，我国每年生活垃圾的年清运量约21亿吨。针对垃圾围城和垃圾无法处理的问题，2019年上海市出台了《上海市生活垃圾全程分类体系建设行动计划（2018—2020）》等文件，以中国上海市为垃圾分类试验点，颁布了一系列垃圾分类、运输与处理的相关政策，引导居民重视生活垃圾的污染问题及垃圾分类处理的实践问题，旨在通过城市垃圾分类处理系统，提高垃圾的资源价值和经济价值，减少对土地及生态系统的消耗。

一、可持续社区与设计

“社区”一词语最早由德国社会学家费迪南德·滕尼斯在《共同体与社会》（Gemeinschaft und Gesellschaft）（1887）中提出并将其定义为：具有共同归属感的社会集体。[1] 在中国，“社区”一词是行政区域规划的单位，指一定地理区域内活动的人类社会群体。由于世界人口数量急剧增长与环境快速恶化，1987年，世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中，提出了“在不损害子孙后代满足其需求的能力的前提下，满足了当今的需求”的可持续发展理论。[2] 在此背景下，人们开始逐渐关注在可持续发展的理念下规划和建设社区生活。不同学者从经济学、生态学和社会学的不同角度提出了对可持续社区的定义，归纳来说，可持续社区是指在可持续发展理论的背景下，考虑基层行动，并致力于解决与社区生活质量密切相关的经济、社区、环境问题。[3]

学者们对可持续社区的设计研究，多集中在社区建设和规划领域，例如从道路系统、电力系统、供水系统和卫生系统等基础设施设计节能、环保、零碳的可持续社区。除环境规划方面外，我国学者对于可持续社区在设计上的研究也在正在探索，例如同济大学设计创意学院的研究实践项目——“四平空间创生行动”，旨通过设计的手段，更新社区空间和改善邻里生态，促进可持续设计在社会问题解决中的价值与意义实现;还有湖南大学设计艺术学院的“新通道”项目，通过设计手段保护非遗传统文化，为传统社区实现地方的文化可持续发展等。本文旨在探索如何通过设计实现城市社区的生活垃圾的可持续处理。

二、我国当前社区背景下的家庭生活垃圾处理问题

生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固體废物。生活垃圾分为四类：有害垃圾、可回收垃圾、干垃圾与湿垃圾。我国目前的垃圾分类流程分为上游、中游和下游。上游由居民在家中设置不同类别垃圾的收集容器，初步分类后投放到社区中的分散投放点，中游由车辆压缩和装载后，运输至下游的垃圾集中厂进行再进一步分类和处理。

笔者通过文献研究和实地勘察，调研和分析出生活垃圾处理中存在的一些问题，总结和归纳出以下四点。第一，垃圾的源头管理难。收集收运的中间环节多、等待时间长，易造成空气污染。以厨余垃圾为例，其占家庭生活垃圾的50%以上，具有易腐化的特点。尤其在夏天气温高时，社区垃圾站更易产生难闻气味。第二，中端处理技术再污染。分类后的垃圾需运至垃圾厂加工和处理。我国的主要处理方式为集中掩埋、焚烧和堆肥。其中，掩埋不仅降解时间长，而且，其产生的渗透液对周边水体和土壤等都造成严重污染。焚烧的处理方式，则产生大量二噁英，造成温室气体上升。第三，末端垃圾资源利用率低。由于回收与加工环节多和复杂，我国城市生活垃圾资源化利用率低。国家发展改革委在《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》规划提出“到2025年底，全国城市生活垃圾资源化利用率达到60%左右，全国生活垃圾分类收运能力达到70万吨/日左的期望，说明现阶段，我国生活垃圾资源利用率还不足六成。第四，垃圾处理缺乏社区共建。目前，社区垃圾分类工作仍进展缓慢，原因之一是分类处理工作主要依靠环卫部门监督，社区居民自主参与的动力不强。

三、生活垃圾处理的系统设计策略

基于上述研究与分析，可以得出社区垃圾分类处理是一个系统的工程，社区垃圾处理的解决主题涉及四方面的内容：一是源头减量化;二是中端无害化;三是末端资源化;四是用户参与共建。

（一）源头环节——设计实现减量化管理

家庭是产生生活垃圾的主要源头。居民既是商品的消费者，也是垃圾的产生者。作为垃圾产生的源头，应该考虑如何通过设计使垃圾在家中更方便地收集和减量管理。生活垃圾的减量化是指在生产、流通和消费等过程中避免和减少资源消耗与废物产生，以及采取适当措施使废物量减少含体积和重量的过程。生活垃圾属于可再利用资源，但具有分散、不集中的特点.因此，有效的本地管理，可以减轻后续环卫部门的繁重负担。

例如代尔夫特理工大学在2014年的研究项目，设计了一项在洗碗活动过程中便于收集和管理垃圾的产品《Compo-wash》，如图1所示。该设计由一个洗碗机和一个协作运行的集成堆肥机组成，是一种隐藏在橱柜里的内置产品。外观造型的设计上，采用家装中常见的PVC材质，设计成小型的单元橱柜外观，可和其他功能的同规格橱柜任意组合，而不影响厨房橱柜的整体视觉。情感体验的设计上，该产品考虑了用户餐后清理与洗涤行为操作的便捷性，将垃圾入口与洗碗入口，设计在相邻的位置。用户只需要通过餐后在洗碗机前刮下剩菜并将盘子放入机器中，无需考虑任何额外的垃圾清理步骤。可旋转的过滤器在预洗后将食物残渣转移到堆肥器中。该设计考虑了产品匹配家庭环境和用户使用场景去帮助垃圾减量，同时具备功能性和易用性。

实现家庭单元的减量管理的设计，产品的造型风格具有家居化和情感化，可与家庭现有的桌子柜子等环境搭配或融合。构成了家庭环境中，人与空间、与家具家电的基本生活方式。垃圾处理设备也可以不再是冰冷面孔的机器单独存在，而是以一种具有情感化的家具家电形式“隐藏”在家庭环境中，并在使用方式与流程上更符合用户习惯。

（二）处理环节——结合设计的生物技术策略

生活垃圾无害化处理，是指处理垃圾的过程不污染环境，包括大气环境、土壤环境等。生物处理是垃圾无害处理的最佳方式，利用生物或微生物分解垃圾中可生物降解的有机成分，使之转化为适于综合利用或无害化的形态。常用的生物处理方法有好氧处理、厌氧处理等，通常所说的堆肥就是采用生物处理。美国设计理论家维克多·帕帕纳克出版在其《为真实的世界设计》一书中提出“设计应该认真考虑地球的有限资源使用问题，应该为保护地球资源服务”的设计原则，解决垃圾问题中使用的技术也应该考虑对环境资源的影响。

生物技术处理家庭垃圾的设计中，飞利浦设计师利用沼气厌氧发酵和塔宾曲霉菌，设计了一套名为“微生物之家”的家具产品，如图2所示。该设计利用生物技术将食物垃圾、有机排泄物、购商品塑料包装袋等固体废弃物转化为与产生新能源。具体利用的生物技术有：针对有机垃圾，在厌氧环境下，利用发酵微生物分解转换食物、粪便等天然有机物为电能和热能;针对塑料垃圾，在适温条件下，利用塔宾曲霉菌的生长过程中产生的酶，和塑料发生生物反应，破坏塑料分子间或聚合物间的化学键，达到加快降解塑料的目的。

拉夫堡大学的学生库勒斯·沃森（Cullis Watson）设计了一款日本波卡西（BOKASHI）堆肥法的厨房垃圾桶——Taihi厨房堆肥箱，如图3所示。波卡西（BOKASHI）堆肥是指将EM活性菌混合到发酵物之中密封存放，通过间隙性无氧发酵来分解被发酵物质的一种堆肥方法。其中，此设计中运用的EM菌是一种人工培育获得的常见生物制剂，由光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、放线菌群、丝状菌群等百种微生物组成。EM菌可网上购买成品或在家中通过合适的白糖与水的比例发酵获得。利用EM菌不仅可以减少厨余变质的腐臭气味，发酵后的转换物还可以用作土壤改良剂。堆肥的设计过程中，生物参与并成为重要角色。

在当前社会发达的技术刺激下，认真考虑技术对地球有限资源的影响，是设计师的社会责任。产品内部以小规模的、可持续的方式模仿自然过程，让生物自然地参与人类活动过程。用最自然、危害最少的生物技术来处理生活垃圾，让废弃物自然分解，不仅有助于环境自身的修复，也为环境提供额外提供能源。

（三）末端环节——以设计整合生活需求

垃圾资源化，生活垃圾资源化是指采取管理和工艺措施从生活垃圾中回收物质和能源，加速物质和能源的循环，创造经济价值的方式。主要包括物质回收、物质转换和能源回收。[4] 威廉·麦克唐纳在其《从摇篮到摇篮》著作中提出的“從摇篮到摇篮”的循环发展模式，强调了旧物的再利用。[5]

如前文中的飞利浦微生物之家的案例（图2）创造了一个周期性的室内生态系统，对家庭内的能源和生活垃圾的常规设计解决提出了创新与可持续的设计方案。图4从资源转化的视角描述了“飞利浦微生物之家”的家庭内部能源系统。该能源系统基于家庭生活环境，以生活垃圾作为原始资源，以无害生物技术转化构建能源网络，满足生活基本需求。作为原始资源的生活垃圾通过能源网络后，输出电能、热能等，来供给家庭用户的照明、做饭、烧水和食物等基本生活需求。通过合理运用家庭中的隐藏资源，其中包括初级资源和二级资源，可以实现环境内部的自给自足。在整个项目中，家庭被视为一种生物机器，用于过滤、处理和回收我们的家庭生活垃圾——污水、垃圾等。生物机器与人、机器之间相互连通，在家中构成网络。

图5米兰设计工作室DesignLibero也为碗架上的废水提供了资源循环的设计方案。该设计运用一个双层的几何体创造了一个小型的可循环生态系统。碗架上层用于堆放洗涤后的碗碟，餐具沥出的水分引流至二层侧方的植物根系处，和供给植物香料的生长。种植后的香料为厨房烹饪活动提供最新鲜的食材。

整合生活需求的资源循环的设计，应构建封闭循环的系统。在垃圾产生后的代谢处理的“已病”阶段，可通过转型将垃圾转为可再生资源[6] ，例如把家庭生活产生的固废、废水等作为原料流，再次进入到家庭能源链中，为整个家庭系统充能而非耗能。有效整合分散的垃圾资源与人的需求，在区域内形成供需之间的相互转换、应用及储存，构成物质循环闭环。

（四）共建环节——融入用户参与式设计的共建机制

参与式设计（Participatory Design，PD）最早可追溯到20世纪的计算机开发领域，其核心思想是旨在使所有利益相关者积极参与设计过程，以帮助确保结果符合他们的要求。1984年，弗里曼Freeman从企业管理的角度在其《战略管理：利益相关者管理的分析方法》一书，明确提出了利益相关者管理理论，并阐述了企业的经营管理者为综合平衡各个利益相关者的利益要求而进行的管理活动。本文这里具体指的是在社区语境下的参与式设计。即在面对垃圾分类这一社会问题时，调动社区内的潜在动力，使不同类别的利益相关者共同参与垃圾处理的活动过程，将工作效率最大化。

2021年iF新秀奖中的东南大学的研究项目——一款链接室内与户外的生态堆肥和家庭种植产品《GreenLink 绿邻》（图6），其很好地在设计中考虑了利益相关者，引导社区居民自主管理厨余垃圾，帮助人们在城市社区中过上更加可持续、更环保的生活。该项目中的核心利益相关者包括社区居民、项目团队成员，直接利益相关者包括社区环卫者、社区园艺者，间接利益包括政府环卫部门、垃圾处理厂。项目团队为社区建立了一个将室内绿色带出户外的堆肥平台，并通过堆肥带来的附加价值，例如环境效益、成果分享、社交话题等，去吸引用户参与堆肥厨余垃圾的行动。设计过程以用户需求为中心。模块化的产品置于家中，可根据家庭厨余的实际容量需求增加或减少，轻便小巧的体积便于用户携带并到户外，每4个种植模块和1个立式堆肥桩构成一个微型绿色基础设施，为社区公共环境提供了分享交流的活动场地。

融入用户参与共建机制的设计，需要考虑不同职能用户的利益，通过设计刺激用户参与到设计活动过程中，协同解决社区问题。在社区这个复杂的社会集体中，解决垃圾处理问题，从管理者与被管理者的角度，可以考虑如何通过设计让居民用户更加方便，同时也更配合社区管理;从不同世代的角度，可以考虑如何通过设计让年长者与年轻者的关系更加紧密，让垃圾处理的过程变得具有教育意义，影响与教育下一代;从城市社区与乡村社区共同发展的角度，可以考虑如何通过设计让城市经济与乡村经济关联，解决城市有机废物的同时帮助乡村种植业或养殖业。

四、生活垃圾的系统设计实践

（一）需求定位：

笔者采取线上问卷和访谈的方式，对需垃圾分类的一线城市的103名用户进行调研，其中，受访者多年轻用户。调查内容包含用户的居住环境、家庭人口数量、每日产生生活垃圾的种类和总质量、以及对垃圾分类处理的看法等。通过对调研资料的整理与分析，可以得出以下结论。

受访者中既有1-3人的小家庭用户，也有世代同住的多人家庭用户。其中约68%的家庭每日产生0.5-1.5kg的生活垃圾，8%的家庭每日产生2kg以上的垃圾。每日产生生活垃圾的种类中，剩饭剩菜与瓜果蔬皮等湿垃圾占比高达75%左右，而干垃圾、有害垃圾与可回收垃圾占比较小。

从受访者对垃圾处理的访谈意见中，大部分用户不满意垃圾分类处理方式主要为下四点：1.空间限制。当前社区的垃圾分类投放站点中，设置的四类种类的垃圾收集容器的容量相同，但居民投放需求的量并不相同。如春节等节假日期间，居家聚餐的人多，厨余垃圾的总量比日常总量高达两三倍至多。2.时间限制。部分社区实施定时点的投放制度，例如上海某小区设置的垃圾投放时间为早上5点半至8点半、下午5点半至7点半，时间限制于上班族来说，定时投放成为了生活负担。3.繁琐乏味。由于垃圾分类知识普及不彻底和垃圾的细分种类繁多，用户对垃圾种类的识别较为反感与生疏。

（二）產品设计：

基于上文所论述的生活垃圾处理系统设计策略与调研所获得的需求，笔者参与设计了一款利用蚯蚓在家庭室内堆肥厨余垃圾的小型产品——《可持续家庭花园》，并获得了2020年欧洲EPDA产品设计奖（European Product Design Award?）的“为持续设计”类别中的优胜者。如图7，《可持续家庭花园》主要由堆肥和种植两个部分构成。食物垃圾存放在左侧的盒中喂食土壤中蚯蚓。通过利用蚯蚓的食道中特殊的酶，将有机废物迅速分解，转化为对土壤有益的营养腐殖质。腐殖质用于种植右侧的植物。每天将餐前厨余垃圾垃圾投放至整个大的密封容器内，等待蚯蚓的自然进食和有机物被自然。产品内部的电子感应装置用于监测和控制内部土壤环境。

1.产品造型设计：在家庭垃圾处理产品设计的研究过程中，外观造型不仅要满足于功能、适应于环境，还要考虑人机方式。因此，在设计时考虑到用户在切菜后，保持站立姿势、随即倾倒垃圾的动作习惯，将产品的设计为厨房操作台面的高度。为了使产品更加融合现代家装风格，产品的主体柜子造型上运用了几何形态，具有简约、精致、时尚的特点。外加四条对称的柱状支撑腿，整体仿佛一个小型家具，可以摆放在室内任意空间。更具亲和力的外观，让人们更愿意靠近和使用。

2.产品功能设计：根据市场调研分析，现有的垃圾处理产品功能单一，没有考虑到垃圾资源转化后的使用流程。现将堆肥、种植两个功能整合化一，满足了肥料与植物互相之间的供给需求。同时蚯蚓堆肥需要人为创造一个稳定的小型生态环境，因此，需要电子传感器对内部土壤环境进行监测。整个产品具有堆肥、种植、监测三个主要功能。

3.产品配色设计：色彩能对人产生情感的影响。厨余垃圾本身使人感到肮脏、抵触。因此，在产品配色上选择了白色与灰色搭配，并且材质上采用防腐、表面光滑、便于清洁的材质，使产品带来干净、舒适、愉快的感受。

（三）软件APP设计：软件APP从以下几点以用户为中心进行线上平台的建设与体验提升。

1.APP界面风格设计：考虑如何让用户更便捷地操作，选择简洁风和卡片化设计，去除冗余、厚重和繁杂的装饰效果。目的是让界面更加干净、整齐、易于理解。在操作上，卡片式更方便扩展或收缩，易于展示信息的层级。

2.APP配色设计：结合绿色环保的设计主题，配色上，选择带有生命、纯净、环保之意的黄色、蓝色和绿色这三种色系，营造清新感。在色彩的整体使用上，合理运用色彩的色阶和撞色来展现信息层级。

3.APP主要功能设计，如图8所示：①扫描识别功能。针对当今年轻人对植物蔬菜具体品种和成熟度辨识不清的现象，通过扫一扫识别实物，鉴别出植物品种，并显示当前植物的成熟等级。实物与屏幕下方的矢量图进行对比，让用户知道当前种植的蔬菜是否成熟，以及什么形态的阶段食用最佳。

②监测数据功能。基于产品内部的监测传感器，用户可以实时获取一个时间段内的植物生长的温度、湿度、光照等数据。监测的目的是来帮助和吸引新手用户控制环境。

③社区花园功能。这是一个同时为新手和经验者提供的堆肥种植活动的发布与宣传平台。用户可以随时发现自己周边社区的线下活动，和更多相同爱好者聚集与交流。

④种子商店功能。用户平时累计的堆肥或种植成果，以积分的形式被记录。积分用于免费在线上商城兑换植物种子，为自己的农场增加新角色。用户还可以向他人售卖自己富裕的肥料或蔬菜。商店的目的是将城市居民与远郊农户相联系，促进城乡经济。

⑤好友排名功能。此功能是一个时刻更新种植成就排行的激励功能。此外还提供了线上好友互动功能。

结语

持续发展已成为全球共同瞩目的目标，可持续社区也成为一种绿色的未来生活方式和人类对住宅区的新型生态系统思考。可持续社区在满足和追求居民当前生活需求时，应充分尊重人与自然环境以及社会的关系，考虑本地资源的有效利用。生活垃圾的处理是当前社区发展中的重要问题，生活垃圾基数大，发展可持续社区需要每一个家庭的参与和构建。将数量庞大的垃圾处理工作分散到社区中的每个家庭，以家庭为单位处理小数量的垃圾废弃物，并形成可持续的资源管理方式，对构建整个可持续社区和生活垃圾处理具有重要意义。每改变一个家庭的生活方式，就多改变一个社区，每形成一个绿色环保的可持续社区，就会形成整个可持续城市。