孫紅遠(yuǎn) 王坤茜 陳曉宇
摘要:旨在尋找目前城市中可行的車(chē)載衛(wèi)生間方案,彌補(bǔ)固定衛(wèi)生間的市場(chǎng)空白并探析移動(dòng)衛(wèi)生間的生態(tài)化路徑。通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料獲得理論支撐,對(duì)比選擇車(chē)載衛(wèi)生間的類(lèi)型和免水沖技術(shù),分析尺寸與內(nèi)部空間繪制了客車(chē)內(nèi)部區(qū)域分布圖。得到客車(chē)適合作為城市車(chē)載衛(wèi)生間的載體。為城市中使用的移動(dòng)衛(wèi)生間提供參考,并說(shuō)明了移動(dòng)衛(wèi)生間的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:廁所革命 生態(tài)衛(wèi)生間 車(chē)載 設(shè)計(jì) 城市
中圖分類(lèi)號(hào):TB472
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1003-0069 (2020) 06-0108-03
引言
可持續(xù)發(fā)展理念早已貫穿了現(xiàn)今社會(huì)中的各個(gè)領(lǐng)域。在保護(hù)環(huán)境資源、減少可利用資源與再生資源的浪費(fèi)、促進(jìn)良性生態(tài)圈的發(fā)展等方面精益求精是時(shí)代的要求,也是設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的原則。生態(tài)衛(wèi)生間旨在減少甚至杜絕對(duì)環(huán)境污染的前提下,盡可能地對(duì)固液資源凈化再利用,在生態(tài)意義上取得成就的同時(shí)還具有重大的社會(huì)意義與經(jīng)濟(jì)效益。廁所革命的概念自二十世紀(jì)時(shí)就已經(jīng)被聯(lián)合國(guó)組織提出,經(jīng)過(guò)多年的推進(jìn),我國(guó)在1980年就開(kāi)始對(duì)廁所進(jìn)行改建與整修;真正上升到全國(guó)運(yùn)動(dòng)是2017年開(kāi)始,習(xí)近平總書(shū)記在多次會(huì)議中表達(dá)了對(duì)廁所革命的高度重視,各地區(qū)政府也在近年來(lái)貫徹落實(shí)了總書(shū)記的指令,其中設(shè)計(jì)行業(yè)也在為中國(guó)廁所的煥然一新提供了強(qiáng)大的支持與動(dòng)力。隨著愈來(lái)愈多生態(tài)衛(wèi)生間設(shè)計(jì)成果的涌現(xiàn),可移動(dòng)型生態(tài)衛(wèi)生間的環(huán)保、應(yīng)用范圍廣\回收便利、成本較低等優(yōu)勢(shì)使得它可以彌補(bǔ)一定的固定衛(wèi)生間市場(chǎng)空白。
一、車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間概述
黃莉[1]對(duì)移動(dòng)衛(wèi)生間進(jìn)行了分類(lèi),分析了典型用戶(hù)并結(jié)合材料與人機(jī)等方面設(shè)計(jì)了移動(dòng)公廁;朱琳[2]淺析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并設(shè)計(jì)了較為概念的類(lèi)似全掛車(chē)載式移動(dòng)生態(tài)衛(wèi)生間,通過(guò)對(duì)新能源的利用、固液資源的收集與處理等實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的生態(tài)圈;周燕等[3]詳細(xì)介紹了旱廁、水沖衛(wèi)生間和各種生態(tài)衛(wèi)生間的裝置工藝流程,分析了各類(lèi)廁所的優(yōu)劣勢(shì),并對(duì)未來(lái)城市衛(wèi)生間做出了展望;潘理黎[4]通過(guò)數(shù)據(jù)說(shuō)明了生態(tài)衛(wèi)生間的重要性,并列舉了多個(gè)生態(tài)衛(wèi)生間的工藝流程,分析了推廣生態(tài)衛(wèi)生間的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益。林楠[5]闡述了生態(tài)衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)原則,并提到了車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的設(shè)計(jì),由貨車(chē)改裝的衛(wèi)生間箱體實(shí)現(xiàn)收集功能,并利用新能源為照明和顯示系統(tǒng)提供能源。張知予等[6]分析了國(guó)內(nèi)外車(chē)載廁所的研究,并對(duì)技術(shù)參數(shù)和原理等進(jìn)行了描述。
(一)可移動(dòng)生態(tài)衛(wèi)生間的概念
為生態(tài)衛(wèi)生間賦予移動(dòng)性,同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性、可行性、方便性和安全性的生態(tài)衛(wèi)生間可以被成為可移動(dòng)型生態(tài)衛(wèi)生間。它必須可以滿(mǎn)足人們多種多樣的如廁需求,且在改裝、顏色、形式、載體等方面上符合中國(guó)的相關(guān)法律法規(guī)。
(二)車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的概念
以車(chē)輛為載體,衛(wèi)生間本身不具備動(dòng)力,由車(chē)輛提供牽引動(dòng)力且符合中國(guó)交通法規(guī)的前提下具備生態(tài)性、安全性和方便性。
(三)車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的形式
1.組裝箱體式:組裝箱體式生態(tài)衛(wèi)生間出現(xiàn)較早,它是由各個(gè)零散的部件拼接而成,再運(yùn)送到目的地,在活動(dòng)使用完畢后再進(jìn)行拆解運(yùn)輸。
2.拖掛式:拖掛式生態(tài)衛(wèi)生間也是從組裝箱體式演變來(lái)的,在衛(wèi)生間本身的材質(zhì)、組裝方式、使用方式等方面上有許多相似之處。不同的是拖掛式不需要專(zhuān)業(yè)人員對(duì)衛(wèi)生間箱體的安裝和拆卸,本身即是一體式。
(1)全掛式:全掛式衛(wèi)生間箱體擁有完整配套的車(chē)輪,本身不具備動(dòng)力,荷載由本身獨(dú)立承擔(dān),與額外的車(chē)頭連接以獲得牽引力。全掛式的特點(diǎn)是本身具有完整性,牽引力的選擇多樣。
(2)半掛式:半掛式不具備完整配套的車(chē)輪,裝有可將荷載分擔(dān)至牽引車(chē)輛的連接設(shè)備。特點(diǎn)是本身具有完整性,牽引力的選擇單一,較全掛式更加安全、經(jīng)濟(jì)。
3.客車(chē)改裝式:客車(chē)改造式生態(tài)衛(wèi)生間簡(jiǎn)稱(chēng)客改式生態(tài)衛(wèi)生間,客改式是一種在城市中比較流行的移動(dòng)衛(wèi)生間形式,通過(guò)對(duì)大型、中型、小型客車(chē)的改造,賦予其生態(tài)衛(wèi)生間的屬性。特點(diǎn)是成本低,流動(dòng)性更強(qiáng),維護(hù)難度小,可以進(jìn)出主城區(qū),如表1。
二、城市生態(tài)衛(wèi)生間的載體分析
(一)城市生態(tài)衛(wèi)生間載體應(yīng)具有的特點(diǎn)
可以在城市中使用的車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間需要滿(mǎn)足可以充分發(fā)揮出可移動(dòng)型生態(tài)衛(wèi)生間的流動(dòng)性強(qiáng)、可以滿(mǎn)足人們多種多樣的如廁需求、符合道路交通安全法規(guī)、具有一定經(jīng)濟(jì)性的同時(shí),能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),以達(dá)到服務(wù)的可持續(xù)和生態(tài)的可持續(xù)等條件。
(二)城市車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的需求
1.從使用者的而角度看:城市公共衛(wèi)生間、移動(dòng)衛(wèi)生間的使用者是人,就要以人為本,服務(wù)于人。人的需求是多樣化的,從公共固定衛(wèi)生間演變出來(lái)的移動(dòng)衛(wèi)生間也是不同人對(duì)衛(wèi)生間不同的需求造成的,例如移動(dòng)衛(wèi)生間可以實(shí)現(xiàn)從人找衛(wèi)生間到衛(wèi)生間找人,以人需求為主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變。無(wú)論什么技術(shù),最終要滿(mǎn)足人的需求。政績(jī)工程與技術(shù)至上的導(dǎo)向都會(huì)偏離以人為本的原則[11]。
2.從發(fā)展趨勢(shì)的角度看:信息技術(shù)的發(fā)展與智能化的普及賦予了產(chǎn)品更多的可能性,交通工具的發(fā)展也朝向自動(dòng)化、輕量化、生態(tài)化等的特點(diǎn)發(fā)展,技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)與解決痛點(diǎn)的能力使得車(chē)載衛(wèi)生間領(lǐng)域開(kāi)始蓬勃發(fā)展。未來(lái)衛(wèi)生間的發(fā)展趨勢(shì)必定會(huì)向著可移動(dòng)、人性化和生態(tài)化等方向發(fā)展。
3.從城市發(fā)展的角度看:城市人口持續(xù)增長(zhǎng)且城市建設(shè)腳步的加快帶動(dòng)了各行業(yè)的發(fā)展,勢(shì)必也會(huì)使衛(wèi)生間的需求增加,移動(dòng)衛(wèi)生間可以在一定程度上緩解城市規(guī)劃中因公共衛(wèi)生間在數(shù)量、布局上的不足產(chǎn)生的痛點(diǎn)。另外,廁所革命下國(guó)家政策也在不斷推進(jìn)著衛(wèi)生間的發(fā)展。
(三)城市生態(tài)衛(wèi)生間載體的選擇
1.箱體組裝式:缺少機(jī)動(dòng)性,適合特定的大型人群集聚活動(dòng),需要專(zhuān)業(yè)人員的拆卸與安裝,成本低帶來(lái)的缺點(diǎn)是使用者無(wú)法獲得更加舒適的體驗(yàn),也更加考驗(yàn)了運(yùn)輸目的地的配套能源設(shè)施和場(chǎng)地大小。
2.拖掛式:不論半掛式還是全掛式的車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間,其成本高的特點(diǎn)都使制造商和運(yùn)營(yíng)商望而卻步,另外,拖掛式車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間需符合機(jī)動(dòng)車(chē)類(lèi)型術(shù)語(yǔ)和定義GA802中對(duì)掛車(chē)的規(guī)定,根據(jù)中華人民共和國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)號(hào)牌GA36-2018中提到掛車(chē)號(hào)牌必須為黃底黑字,黑框線(xiàn),這就使得拖掛式車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間在進(jìn)入市區(qū)時(shí)收到限制且要收取高額過(guò)路費(fèi)造成成本過(guò)高的問(wèn)題。
3.客改式:相對(duì)來(lái)說(shuō)更適合作為城市移動(dòng)生態(tài)衛(wèi)生間的載體,車(chē)長(zhǎng)小于6000mm且乘坐人數(shù)小于等于9人的小型客車(chē)可以上藍(lán)底白字,白框線(xiàn)的機(jī)動(dòng)車(chē)號(hào)牌,使得其具有流通范圍廣泛、成本低、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn),通過(guò)對(duì)內(nèi)部空間的合理利用與改裝,完全可以實(shí)現(xiàn)與拖掛式車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間相同的使用功能、收集功能和處理功能。另外,相比與黃牌掛車(chē)在地方交通法規(guī)上的限制程度,車(chē)長(zhǎng)小于6000mm且乘坐人數(shù)在10 -19人的黃牌中型客車(chē)與車(chē)長(zhǎng)大于6000mm且乘坐人數(shù)大于等于20人的黃牌大型客車(chē)可以獲得更大的開(kāi)放程度。
三、客改式生態(tài)衛(wèi)生間設(shè)計(jì)
(一)固液分離收集系統(tǒng)
車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的生態(tài)二字具體體現(xiàn)在便器的技術(shù)與設(shè)計(jì)的兩方面。就目前我們常使用的沖水便器而言,人體所排泄出固體排泄物與液體排泄物通常是混合在一起輸送到污水處理廠的,但經(jīng)過(guò)污水處理廠對(duì)混合后排泄物的處理并不能做到完全的無(wú)害化,仍然存在著對(duì)河流的污染隱患,不僅造成了對(duì)珍貴水資源的浪費(fèi),還會(huì)加大對(duì)河流的污染。
人類(lèi)的排泄物分為固體排泄物與液體排泄物,二者雖然都可以轉(zhuǎn)換為另一種可被利用的資源,但是要通過(guò)分離收集的方法才能最大化地利用。這是因?yàn)橄啾扔谝后w排泄物,固體排泄物中存在腸道寄生蟲(chóng)與可致病微生物等具有危害性的物質(zhì),需要先對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化后方可再利用;液體排泄物則需要在密閉且低溫處進(jìn)行儲(chǔ)存,否則會(huì)丟失肥效;人體排泄物的混合在時(shí)間的催化下會(huì)產(chǎn)生惡臭等原因,勢(shì)必會(huì)促使固液分離收集成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
因此城市車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的便器設(shè)計(jì)應(yīng)具備固液分離收集、資源儲(chǔ)存、可移動(dòng)輸送和初步處理的功能。圖示固液分離收集便器、儲(chǔ)存裝置和流程圖,如圖1-3。
(二)免水沖技術(shù)分析
目前生態(tài)衛(wèi)生間的免水沖技術(shù)有許多類(lèi)型,例如節(jié)水類(lèi)型、生物降解類(lèi)型、打包收集類(lèi)型等。對(duì)其中技術(shù)的選擇需要分析在城市間流動(dòng)的車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間特點(diǎn)。首先,相較于固定衛(wèi)生間來(lái)說(shuō)缺少穩(wěn)定性,因路途中遇到交通管制、交通擁堵或道路顛簸產(chǎn)生的緊急制動(dòng)、大幅度機(jī)動(dòng)和車(chē)身晃動(dòng)勢(shì)必會(huì)影響到內(nèi)部裝置設(shè)施;其次,車(chē)內(nèi)設(shè)施包含了人體排泄資源的收集系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、能源提供系統(tǒng)和初步處理系統(tǒng)等,免水沖技術(shù)也影響著在狹小緊閉的空間中如何處理好氣味問(wèn)題和操作邏輯合理且便利的問(wèn)題;最后,成本低、維護(hù)便利、節(jié)省資源等特點(diǎn)是否可以滿(mǎn)足更是免水沖技術(shù)選擇的實(shí)際參考指標(biāo)。
1.免水打包型便器:在固體排泄物接口處設(shè)有專(zhuān)用的環(huán)保材料打包袋,液體排泄接口處則不設(shè)置額外封口類(lèi)裝備,直接下落至液體儲(chǔ)存罐。在使用完畢后打包袋包裹固體排泄物下落至對(duì)應(yīng)的固體收集容器中,固體排泄接口處則會(huì)自動(dòng)填補(bǔ)新的打包袋,無(wú)需人體接觸。這種類(lèi)型的便器好處是打包袋材料的特殊性和可降解性已經(jīng)達(dá)到可將排泄物初步處理的功能,以便后續(xù)運(yùn)送到專(zhuān)門(mén)的發(fā)酵處理廠進(jìn)行合理深度的處理。缺點(diǎn)是打包袋的脆弱性使得車(chē)輛在行駛過(guò)程中遇到交通原因?qū)е碌念嶔せ蝿?dòng)等不利情況存在打包袋破裂等隱患。
2.生物輔助型處理便器:這類(lèi)便器以依靠微生物、菌種、生物填料等達(dá)到?jīng)_洗、去味、發(fā)酵、殺菌等目的。就城市車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間適用的技術(shù)來(lái)看,此類(lèi)技術(shù)存在技術(shù)不夠成熟且成本較高的缺點(diǎn),例如厭氧型生態(tài)衛(wèi)生間在處理后會(huì)產(chǎn)生味道難聞的氣體,導(dǎo)致緊湊空間的空氣質(zhì)量較差;好氧型生態(tài)衛(wèi)生間的運(yùn)行需要耗費(fèi)大量的能源,經(jīng)濟(jì)性較差且不環(huán)保;菌種的種類(lèi)與培養(yǎng)形成技術(shù)壁壘,操作難度大不普及等劣勢(shì)使得這類(lèi)型技術(shù)在適用技術(shù)優(yōu)先級(jí)排名中靠后。
3.真空式便器:通過(guò)對(duì)空氣抽吸方式的轉(zhuǎn)變來(lái)節(jié)省水資源是真空式便器的一大特點(diǎn),此類(lèi)便器多用于交通載具中,例如飛機(jī)與火車(chē)等為旅客設(shè)置的真空衛(wèi)生間。其優(yōu)點(diǎn)是整套設(shè)施的裝配難度低、極大地減少了水資源的浪費(fèi)、無(wú)氣味、能耗低且穩(wěn)定性強(qiáng)。缺點(diǎn)是壓力差的原因,空氣流動(dòng)速度極快,在狹小的空間內(nèi)與周?chē)锛a(chǎn)生振動(dòng),聲音較大,但是可以通過(guò)加裝隔音材料來(lái)降低噪音。真空式生態(tài)衛(wèi)生間設(shè)備及技術(shù)擁有可以承受高頻次不間斷使用、耐用和故障率低等優(yōu)點(diǎn)較符合應(yīng)用在城市車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的便器設(shè)計(jì)中。
4.泡沫式便器:泡沫式便器技術(shù)中以泡沫封堵式和泡洗式為代表,前者是利用發(fā)泡劑與水產(chǎn)生密集的泡沫從而進(jìn)入便器封堵及泡沫雙層覆蓋,將由人體排泄物引起的以為徹底掩蓋,并且節(jié)水率高達(dá)98%,缺點(diǎn)是需要人員定時(shí)維護(hù)以保證光纖開(kāi)頭的清潔;后者是利用由少許水轉(zhuǎn)變的大量細(xì)微泡沫沖洗便器,大約較前者耗水量多5% -10%,同樣細(xì)微的泡沫會(huì)隔絕所有因排泄物引起的便器異味和杜絕了因沖洗的壓縮帶來(lái)的沖水旋與氣旋產(chǎn)生的離心力把有害微生物和病菌拋射到衛(wèi)生間內(nèi)部空氣中的情況,對(duì)衛(wèi)生間空氣質(zhì)量的把控和預(yù)防病毒菌起到了良好的作用,泡沫式便器因采用發(fā)泡液與水混合產(chǎn)生的泡沫沖洗,且發(fā)泡液具有較好的表面活性,對(duì)污物異物的溶解可以起到非常好的效果,如果便器使用較光滑的材質(zhì)如納米材料作為釉面,污物就無(wú)法附著在便器表面,達(dá)到衛(wèi)生整潔,光滑如新,給使用者在觀感和心理上良好的體驗(yàn)。
(三)客改式生態(tài)衛(wèi)生間的內(nèi)部布局
1.衛(wèi)生間尺寸分析:以宇通ZK6122HQC5E客車(chē)(柴油國(guó)五25-57座)為例,分析與設(shè)計(jì)客改式生態(tài)衛(wèi)生間的內(nèi)部布局。例車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為:車(chē)身長(zhǎng)度12000mm,車(chē)身寬度2500mm,車(chē)身高度為3695mm,其中下半部分的高度約為1200mm,則上半部分高度約為2495mm。在車(chē)內(nèi)衛(wèi)生間的使用面積〈:1.2m2,凈空高度〈2.3m的標(biāo)準(zhǔn)下,那么一個(gè)廁所的尺寸可以設(shè)為1.1 x1.1 x2.3m。另外,每輛車(chē)載衛(wèi)生間至少還應(yīng)設(shè)置一個(gè)第三人衛(wèi)生間供殘疾人和兒童及母嬰使用,第三人衛(wèi)生間的尺寸應(yīng)考慮到輪椅及嬰兒車(chē)的尺寸及通過(guò)性,可將位置設(shè)置于客車(chē)尾部且靠近乘客門(mén)的區(qū)域,尺寸可為2.3m x2.5mx2.3m。
考慮到性別原因引起的如廁時(shí)間與等待時(shí)間差別較大,應(yīng)單獨(dú)將男士小便區(qū)抽離作單獨(dú)使用空間,這也可以在一定程度上緩解高峰時(shí)期衛(wèi)生間供應(yīng)不足的問(wèn)題。黃莉[1]對(duì)移動(dòng)衛(wèi)生間的男士小便區(qū)域的尺寸做出了研究,認(rèn)為空間高度應(yīng)>1817mm,單人活動(dòng)區(qū)域長(zhǎng)度>760mm,寬度>650mm。那么一個(gè)單體小便間的尺寸可以為0.9×0.9×2.3m。
2.客車(chē)內(nèi)部空間合理性運(yùn)用分析:原始客車(chē)的區(qū)域劃分除了主要的駕駛、乘坐區(qū)域處于客車(chē)整體的中上部之外,還存在下部的行李存放區(qū),這一部分區(qū)域則用來(lái)裝配排泄物收集存儲(chǔ)設(shè)備、初步處理設(shè)備、壓力泵等配套設(shè)施。
根據(jù)客車(chē)結(jié)構(gòu)安全要求GB 13094-2017的規(guī)定,例車(chē)應(yīng)至少具有兩扇乘客門(mén),因此內(nèi)部空間的規(guī)劃應(yīng)先參考乘客門(mén)位置的設(shè)置,通常情況下兩扇乘客門(mén)分為一前一后。乘客門(mén)的通行性在車(chē)輛內(nèi)部空間中應(yīng)為最好處,所以第三人衛(wèi)生間的位置與一扇乘客門(mén)相近可滿(mǎn)足特殊人群所需的通過(guò)性。
上部空間的規(guī)劃應(yīng)與下部空間相對(duì)應(yīng),具體表現(xiàn)在上部男士小便區(qū)域應(yīng)對(duì)應(yīng)下部液體收集儲(chǔ)存裝置,男女通用間與第三人衛(wèi)生間的液體收集通過(guò)管道再下落匯集至液體收集儲(chǔ)存裝置內(nèi)。最后,還應(yīng)設(shè)置管理間以?xún)?chǔ)存維護(hù)設(shè)備和雜物等。圖4、5示客改式生態(tài)衛(wèi)生間內(nèi)部布局??偨Y(jié)與展望
落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的理念與設(shè)計(jì)方法有很多方式,利用免水可沖便器技術(shù)、環(huán)保材料和回收再利用人體排泄資源只是其中一種。城市車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的發(fā)展前景非??捎^,不僅是因?yàn)槭澜鐚?duì)資源與環(huán)境的保護(hù)熱情只增不減,更是因?yàn)槌鞘谢叨劝l(fā)達(dá)且仍在提升的今天,固定衛(wèi)生間的局限性已然不能滿(mǎn)足多種多樣的如廁需求,可移動(dòng)型衛(wèi)生間的發(fā)展已經(jīng)成為了一種趨勢(shì)??蛙?chē)作為城市車(chē)載生態(tài)衛(wèi)生間的載體之_,只是在現(xiàn)有技術(shù)、法規(guī)和觀念下的過(guò)度產(chǎn)物,未來(lái)的城市車(chē)載衛(wèi)生間必然朝著輕量化、智能化的方向去發(fā)展,甚至是向無(wú)人駕駛形式的流動(dòng)站點(diǎn)演變。第三人衛(wèi)生間因尺寸問(wèn)題則要考慮到如何合理分配空間,使用輪椅或手推嬰兒車(chē)的人如廁的行進(jìn)路線(xiàn)如何,與正常如廁人群怎樣避免沖突,即不會(huì)互相妨礙等問(wèn)題。
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