基于用戶(hù)行為分析的家庭廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

韋鑫珠

(福州大學(xué) 廈門(mén)工藝美術(shù)學(xué)院,福建 廈門(mén) 361024)

我國(guó)人口眾多，垃圾排放量大，其中廚余垃圾占城市生活垃圾總量的一半,同時(shí)隨著人們生活水平提升以及傳統(tǒng)不良飲食習(xí)慣的影響，廚余垃圾呈上升趨勢(shì)。家庭廚余垃圾是餐廚垃圾的主要構(gòu)成部分，廚余垃圾處理已成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊淮箅y題。因此有必要對(duì)家庭廚余垃圾處理情況進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出科學(xué)的廚余垃圾處理系統(tǒng),在滿(mǎn)足用戶(hù)使用便捷性的同時(shí)，使廚余垃圾得到充分、合理的利用，從而為用戶(hù)創(chuàng)造更加美好舒適的生活。

一、家庭廚余垃圾處理現(xiàn)狀與問(wèn)題分析

家庭廚余垃圾是指人們?cè)谌粘５娘嬍郴顒?dòng)中產(chǎn)生的廚余垃圾和廢棄食用油脂。廚余垃圾的成分一般包括食物殘?jiān)⒂?、水、廢棄餐具、食品包裝袋、紙巾等多種物質(zhì)的混合物，[1]家庭廚余垃圾的處理是廚房作業(yè)中的重要組成部分，它產(chǎn)生于食物準(zhǔn)備、加工、清潔階段。

（一）廚余垃圾的來(lái)源及運(yùn)輸路線(xiàn)

用戶(hù)進(jìn)行炊事活動(dòng)時(shí)需要完成洗、切、燒、存儲(chǔ)、清潔等一系列的烹飪行為。這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾是廚余垃圾的主要來(lái)源。以中餐為例，廚房烹飪活動(dòng)中垃圾產(chǎn)生集中在四個(gè)階段。選揀：用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)食材后需要選揀，這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的食物垃圾包括塑料袋、菜葉、瓜果皮、動(dòng)物毛皮、廢料等。 洗滌：用戶(hù)對(duì)食材進(jìn)行選揀后、需要清洗，這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的食物垃圾包括菜葉、瓜果皮、動(dòng)物內(nèi)臟、油脂廢料等。餐后處理：用戶(hù)就餐后產(chǎn)生食物垃圾包括菜葉；米面等殘?jiān)?，貝?lèi)外殼，骨頭，廢棄餐具，紙巾等。餐后清潔：用戶(hù)在餐后清潔的過(guò)程中產(chǎn)生的主要食物垃圾包括：菜葉、米、面、湯汁等。

從以上的廚余垃圾來(lái)源可以看出，在烹飪的每個(gè)過(guò)程中都可能產(chǎn)生垃圾，并且這些垃圾具有含水率高、易腐爛、營(yíng)養(yǎng)豐富的特點(diǎn)。圖1為烹飪行為過(guò)程中垃圾的運(yùn)送路線(xiàn)示意圖，整條路線(xiàn)以垃圾桶為中心呈線(xiàn)性展開(kāi)，整個(gè)行為過(guò)程重復(fù)而繁瑣，因此在廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注重垃圾處理時(shí)便捷、衛(wèi)生、回收等重要問(wèn)題。

（二）家庭廚余垃圾處理行為過(guò)程中存在的問(wèn)題

當(dāng)前家庭廚房中大多都會(huì)配備垃圾桶，用于收集炊事活動(dòng)中產(chǎn)生的垃圾，但在垃圾收集與處理行為過(guò)程中存在很多問(wèn)題。

圖1 傳統(tǒng)廚余垃圾運(yùn)送路線(xiàn)示意圖

1.垃圾桶一般放在廚房門(mén)口（方便揀菜過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行處理）、清洗區(qū)（方便洗菜或者餐后清潔過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行處理）、揀菜區(qū)和清洗區(qū)中間位置（相對(duì)方便揀菜和清潔過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行處理）。據(jù)調(diào)查，垃圾桶無(wú)論放在哪個(gè)位置，用戶(hù)進(jìn)行炊事活動(dòng)時(shí)都需重復(fù)往返的運(yùn)送垃圾，這給烹飪行為帶來(lái)極大的不便。

2.食物垃圾含水分以及油脂，廚余垃圾中的骨頭、魚(yú)刺等尖銳的食物廢料易刺破垃圾袋，使垃圾在運(yùn)送過(guò)程中產(chǎn)生漏液，弄臟地板和垃圾桶。

3.廚余垃圾除米、面、油脂等可回收的資源外，還有如塑料袋、瓶罐、餐具等不可回收垃圾，一般用戶(hù)在收集垃圾過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行有效、合理地分類(lèi)，這無(wú)疑增加了廚余垃圾回收利用的難度。

4.垃圾桶容量小，用戶(hù)需時(shí)常更換垃圾袋，如果垃圾存放過(guò)多，在清理時(shí)需敲擊桶邊緣，才能將垃圾倒出。垃圾桶容量大，易造成垃圾過(guò)多堆集，使廚房產(chǎn)生異味，進(jìn)而招來(lái)蚊蠅、鼠蟲(chóng)，污染室內(nèi)環(huán)境。

（三）廚余垃圾處理方法

廚余垃圾處理已成為世界各國(guó)普遍關(guān)注的問(wèn)題，常用的處理技術(shù)（見(jiàn)表1）。

目前，聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署全球環(huán)境基金計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)社區(qū)廢棄物綜合治理及綠化種植試點(diǎn)項(xiàng)目中，采用“波卡西堆肥法”。波卡西堆肥是將廚房烹飪過(guò)程中的有機(jī)垃圾與有效微生物菌一起放入廚余堆肥桶中，通過(guò)厭氧發(fā)酵分解廚余垃圾，使其轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥，用于居民種植瓜果、蔬菜的肥料，從而實(shí)現(xiàn)廚余垃圾資源化處理。波卡西堆肥桶（如圖2）小巧、輕便，蓋子做了密封處理，避免發(fā)酵過(guò)程中異味飄出，比較適合放置廚房使用。此外，堆肥桶能存放一定數(shù)量的廚余垃圾（廚余垃圾發(fā)酵也需要一定時(shí)長(zhǎng)），因此用戶(hù)無(wú)需每天定時(shí)處理廚余垃圾，這極大地減輕了使用者的工作量。但對(duì)于用戶(hù)而言這種堆肥桶與普通垃圾桶操作方式無(wú)異，同時(shí)在收集廚余垃圾過(guò)程中用戶(hù)需重復(fù)往返運(yùn)送廚余垃圾，為了保證發(fā)酵的質(zhì)量用戶(hù)事先需將廚余垃圾切碎、瀝干水分才能放入發(fā)酵桶中。此外每天放入廚余垃圾時(shí)需開(kāi)蓋，然后加入微生物菌進(jìn)行攪拌，這種堆肥方式能使有機(jī)垃圾得到循環(huán)利用，但整個(gè)處理過(guò)程較為繁瑣，一定程度上增加了用戶(hù)的工作量，沒(méi)有達(dá)到快速、便捷的需求。

表1 目前國(guó)內(nèi)外廚余垃圾處理的方法

圖2 波卡西廚余堆肥桶

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廚余垃圾處理方式種類(lèi)多樣，基于用戶(hù)行為以及可持續(xù)發(fā)展的理念，以家庭廚余處理為目標(biāo)，機(jī)械破碎法和堆肥法比較符合未來(lái)家庭廚余垃圾處理的要求，但從總體上看，兩項(xiàng)技術(shù)均不夠成熟，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需將用戶(hù)、產(chǎn)品、環(huán)境聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行全面系統(tǒng)地研究。

二、廚余垃圾處理過(guò)程中用戶(hù)行為分析

由于人類(lèi)的造物活動(dòng)都是為了滿(mǎn)足人的需求展開(kāi)，因此在使用產(chǎn)品過(guò)程中總是受到行為主體生理?xiàng)l件、行為習(xí)慣、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、環(huán)境因素等影響。[2]傳統(tǒng)的廚余垃圾處理系統(tǒng)通常采用外部視角，將“人”獨(dú)立開(kāi)來(lái)，單純從垃圾處理的功能性來(lái)考慮結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、工藝等，這不僅造成居民生活的不便，導(dǎo)致大量的資源浪費(fèi)，同時(shí)加劇全球環(huán)境的持續(xù)惡化。因此對(duì)于廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注重設(shè)計(jì)的主體——人，基于用戶(hù)的行為來(lái)考慮廚余垃圾處理系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)，從而滿(mǎn)足用戶(hù)的使用需求。采用內(nèi)部視角將人、產(chǎn)品、環(huán)境作為一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)來(lái)考慮。以用戶(hù)行為驅(qū)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)中物質(zhì)的動(dòng)態(tài)循環(huán)，[3]實(shí)現(xiàn)廚余垃圾處理系統(tǒng)的科學(xué)化、便捷化、綠色化，最終滿(mǎn)足用戶(hù)最本質(zhì)性的需求。

三、基于用戶(hù)行為過(guò)程的家庭廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

行為存在于特定的情境，處于某種自然、社會(huì)和技術(shù)環(huán)境中。[4]以整體的視角來(lái)考慮廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將用戶(hù)作為整個(gè)系統(tǒng)中的重要元素，滿(mǎn)足用戶(hù)進(jìn)行炊事活動(dòng)過(guò)程中的舒適度和工作效率的需求，同時(shí)盡可能有效地利用資源；盡可能完善現(xiàn)有的行為模式，從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。通過(guò)用戶(hù)行為驅(qū)動(dòng)廚余垃圾處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)循環(huán)，在方便用戶(hù)使用需求的同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響，正是當(dāng)前設(shè)計(jì)的需求。

（一）設(shè)計(jì)目標(biāo)

1.用戶(hù)操作可用性

可用性是指軟件、硬件或其他任何產(chǎn)品對(duì)于使用它的人適合以及易于使用的程度，對(duì)于使用者而言就是產(chǎn)品的有效性、效率和滿(mǎn)意程度。[5]廚房是家庭生活中最忙碌的地方，而用戶(hù)在完成洗、切、燒、存儲(chǔ)等一系列的烹飪行為過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生廚余垃圾。其中在清洗區(qū)和垃圾存儲(chǔ)裝置之間的行動(dòng)最為頻繁，廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，這段距離應(yīng)當(dāng)盡量縮短，減少用戶(hù)進(jìn)行廚房作業(yè)時(shí)重復(fù)往返，避免運(yùn)送垃圾過(guò)程中弄臟地板。用戶(hù)在進(jìn)行洗、切、備餐都可在清洗區(qū)完成，因此有必要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高用戶(hù)使用效率。 廚余垃圾處理系統(tǒng)最終是為人服務(wù)的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮用戶(hù)的動(dòng)作行為、身高、身體等特征，將人體工程學(xué)原理融入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而確保用戶(hù)在使用過(guò)程中的舒適性、便捷性和有效性。[6]

2.垃圾處理可持續(xù)性

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)普通家庭每天廚房垃圾排放量高達(dá)1.5 kg，迫切需對(duì)廚余垃圾進(jìn)行無(wú)害化、資源化處理滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展的需求。理想的可持續(xù)系統(tǒng)是將輸入流（資源）與輸出流（廢棄物）連接，形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，從而不浪費(fèi)任何資源，一切均可回收利用。[7]這種設(shè)計(jì)戰(zhàn)略意味著要盡量支持廚房中各個(gè)行為過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾能經(jīng)過(guò)科學(xué)的處理而得到重復(fù)利用，減少有害物質(zhì)通過(guò)空氣、水、土壤及其他方式進(jìn)入到環(huán)境中。

3.行為過(guò)程系統(tǒng)性

在廚房空間環(huán)境中，任何物品都不是孤立存在的，它必須在特定環(huán)境中通過(guò)與人或其他要素相聯(lián)系，以系統(tǒng)的存在方式實(shí)現(xiàn)其功能意義。[8]在廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不再只是傳統(tǒng)意義上的功能、造型、材質(zhì)、色彩的美化，而應(yīng)從系統(tǒng)的、整體的視角出發(fā)，基于人的行為，將廚余垃圾收集、處理、回收利用視為一個(gè)相互聯(lián)系和相互依賴(lài)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，為用戶(hù)提供良好的體驗(yàn)服務(wù)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

（二）設(shè)計(jì)流程

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)廚余垃圾處理現(xiàn)狀分析，借鑒國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的廚余垃圾處理方式，筆者結(jié)合問(wèn)題、總結(jié)方法設(shè)計(jì)廚余垃圾的整個(gè)處理流程(如圖3)，從而滿(mǎn)足用戶(hù)在形式、功能、操作流程上的需求，為用戶(hù)提供生活的便利，[9]同時(shí)實(shí)現(xiàn)廚余垃圾資源化處理。其主要分為3個(gè)環(huán)節(jié) ：廚余垃圾收集、廚余垃圾處理、回收利用。具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)如下：

1.廚余垃圾收集

在進(jìn)行烹飪活動(dòng)過(guò)程中，用戶(hù)需要完成洗、切、燒、存儲(chǔ)、清潔等一系列的烹飪行為，其中廚余垃圾產(chǎn)生主要集中在選揀、洗滌、餐后處理、餐后清潔四個(gè)階段。

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)迫使用戶(hù)重復(fù)往返于烹飪工作臺(tái)與垃圾桶之間。通過(guò)對(duì)用戶(hù)行為進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在洗滌和餐后清潔兩個(gè)階段都需在清洗區(qū)完成。因此，此次設(shè)計(jì)將清洗區(qū)進(jìn)行規(guī)劃整合，如圖4，分為水槽一、水槽二、不可回收垃圾收集區(qū)、切菜備餐區(qū)域四個(gè)部分。

（1）水槽一方便用戶(hù)對(duì)于食材的選揀、分類(lèi)

（2）水槽二主要用于菜品洗滌，廚余垃圾收集器設(shè)計(jì)在水槽二下方，用戶(hù)在揀選、洗滌與餐后清潔過(guò)程中產(chǎn)生的可回收垃圾可以直接投放到水槽二的垃圾投放入口中，從而減少了用戶(hù)來(lái)回運(yùn)送垃圾的次數(shù)。

（3）不可回收垃圾收集區(qū)主要存放塑料袋、廢餐具、食品包裝袋等不可回收垃圾。方便廚余垃圾進(jìn)行分類(lèi)，進(jìn)而使可回收廚余垃圾得到充分利用。

將不可回收垃圾收集區(qū)域設(shè)計(jì)在水槽一與水槽二之間，方便用戶(hù)在備餐過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行分類(lèi)處理。

（4）切菜備餐區(qū)域，方便用戶(hù)在切菜備餐過(guò)程產(chǎn)生的廚余垃圾進(jìn)行處理。

2. 廚余垃圾處理

為了保持廚房的衛(wèi)生清潔，傳統(tǒng)的垃圾收集方式迫使用戶(hù)需每天定時(shí)處理廚余垃圾，此次設(shè)計(jì)對(duì)廚余垃圾處理方式進(jìn)行重新整合，主要分為廚余垃圾粉碎、厭氧發(fā)酵、廢濾液/液態(tài)肥收集三個(gè)部分（如圖5）。

圖3 家庭廚余垃圾處理流程

圖4 清洗區(qū)功能區(qū)域劃分

（1）廚余垃圾粉碎：該部分借鑒美國(guó)的機(jī)械破碎法，在清洗池下方安裝廚余垃圾碾碎裝置。據(jù)調(diào)查現(xiàn)有垃圾處理器的旋轉(zhuǎn)速度能達(dá)到2200-2800轉(zhuǎn)/分鐘，能保證烹飪活動(dòng)中產(chǎn)生的各種可回收垃圾快速碾碎，用戶(hù)投放廚余垃圾時(shí)無(wú)需手動(dòng)切碎，只需按下操作面臺(tái)上按鈕，即可將廚余垃圾碾碎，易于用戶(hù)使用，同時(shí)提高操作的效率。

（2）厭氧發(fā)酵：在垃圾處理器下方設(shè)計(jì)廚余垃圾堆肥桶，粉碎后的有機(jī)物質(zhì)通過(guò)管道直接運(yùn)送到堆肥桶中進(jìn)行厭氧發(fā)酵。堆肥桶（300*500*300）容積為30L可容納普通家庭30天的廚余垃圾，用戶(hù)無(wú)需每天定時(shí)處理，一定程度上提高廚房作業(yè)的效率，滿(mǎn)足用戶(hù)便捷性的需求。在操作面臺(tái)設(shè)計(jì)EM菌（微生物發(fā)酵菌）投放按鈕，操作面臺(tái)下方EM菌存放區(qū)與堆肥桶相連接，在廚余垃圾收集完成后，用戶(hù)無(wú)需每次放入廚余垃圾后開(kāi)蓋碰灑EM菌，只要在操作面臺(tái)上按下操作按鈕，就可以將EM菌均勻碰灑在廚余垃圾表面，這不但提高厭氧發(fā)酵的質(zhì)量，同時(shí)也避免了廚余垃圾存放過(guò)程中產(chǎn)生的各種衛(wèi)生問(wèn)題，保證家人健康安全。此外，在操作面臺(tái)設(shè)計(jì)了垃圾處理器和EM菌投放按鈕，面臺(tái)高度為800mm,符合人體工學(xué)尺寸，滿(mǎn)足用戶(hù)操作舒適性需求。

（3）廢濾液/液態(tài)肥收集：廚余垃圾厭氧發(fā)酵需保證垃圾的干燥性，因此在堆肥區(qū)底部設(shè)計(jì)內(nèi)支撐濾網(wǎng)，廚余垃圾中的水分、油脂通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入堆肥桶底部廢濾液/液態(tài)肥收集區(qū)域，在該區(qū)域底部設(shè)計(jì)水龍頭，方便用戶(hù)收集廚余垃圾中的廢濾液及后期產(chǎn)生的液態(tài)肥。

3.廚余垃圾回收利用

堆肥桶中的廚余垃圾經(jīng)過(guò)4到6周的發(fā)酵，轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥和液態(tài)肥。有機(jī)肥用于自家培植各種瓜果蔬菜。液態(tài)肥可用于清洗廚房或廁所水管、水道的污垢，也可作為植物根肥、葉面肥。從廚余垃圾收集到回收利用，形成一個(gè)自循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廚余廢棄物資源化利用的目的。

基于用戶(hù)行為過(guò)程的家庭廚余垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)用戶(hù)操作行為的研究，對(duì)清洗區(qū)域進(jìn)行重新規(guī)劃、布置，保證使用的便捷性，引導(dǎo)用戶(hù)養(yǎng)成廚余垃圾分類(lèi)處理的習(xí)慣，塑造其可持續(xù)消費(fèi)的意識(shí)。對(duì)于可回收廚余垃圾的處理，結(jié)合先進(jìn)的垃圾碾碎技術(shù)及厭氧發(fā)酵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。整個(gè)設(shè)計(jì)流程是將更多的注意力轉(zhuǎn)移到“人”身上，同時(shí)追求功能與環(huán)境兩個(gè)向度的平衡，也就是將用戶(hù)、廚余垃圾處理、垃圾回收利用構(gòu)建成一個(gè)環(huán)形的循環(huán)系統(tǒng)。

四、結(jié)語(yǔ)

家庭廚余垃圾處理系統(tǒng)是基于用戶(hù)行為的可持續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是將人看作系統(tǒng)中的一個(gè)重要的元素，將人、生活品質(zhì)觀(guān)和可持續(xù)消費(fèi)觀(guān)綜合考慮而展開(kāi)的系統(tǒng)創(chuàng)新。以創(chuàng)造和平衡使用功能與生態(tài)價(jià)值為目標(biāo)，將用戶(hù)、產(chǎn)品和環(huán)境作為一個(gè)整合的生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)用戶(hù)行為驅(qū)動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)資源的回收和循環(huán)利用。這種設(shè)計(jì)不僅能滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)便利、經(jīng)濟(jì)、綠色廚房生活的需要，在日常生活方式中也塑造消費(fèi)者的可持續(xù)性消費(fèi)意識(shí)，同時(shí)也為用戶(hù)行為過(guò)程的分析方法和可持續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供全新的視角。

圖5 廚余垃圾處理

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