适用技术的应用

适用技术(Appropriate technology)是一种运动(及其表现形式),包括小规模,分散化,劳动密集型,节能,环境无害和地方自治的技术选择和应用。 它最初由经济学家Ernst Friedrich博士“弗里茨”舒马赫在其作品“小而美”中阐述为中间技术。 舒马赫和许多适当技术的现代支持者也都强调这项技术是以人为本的。

已经使用适当的技术来解决各个领域的问题。 适当技术应用的众所周知的例子包括:自行车和手动水泵(和其他自供电设备),通用螺母脱壳机,独立式太阳能灯和路灯以及被动式太阳能建筑设计。 今天,通常使用开源原则开发适当的技术,这些原则导致开源适当技术(OSAT),因此可以在因特网上自由地找到该技术的许多计划。 OSAT被提议作为促进可持续发展创新的新模式。

在与经济发展的关系中,最常讨论适当的技术,并作为技术转让从工业化国家到发展中国家的更多资本密集型技术的替代技术。 但是,发展中国家和发达国家都可以找到适当的技术运动。 在发达国家,适当的技术运动源于20世纪70年代的能源危机,主要侧重于环境和可持续性问题。 今天,这个想法是多方面的; 在某些情况下,适当的技术可以被描述为可以实现预期目的的最简单技术水平,而在其他情况下,它可以指的是充分考虑社会和环境后果的工程。 小平面通过坚固和可持续的生活相连。

应用

建筑和施工
为了提高大量城市服务的效率(有效的供水,高效的电力供应,便捷的交通流量,排水,减少疾病与流行病的传播,……),必须首先正确建设城市本身。 在发展中国家,许多城市正在迅速扩张,正在建设新的城市。 提前研究城市设计是每个发展中国家必须的。

Adobe(包括名为Super Adob​​e的变体),
夯土,
压缩土块,
动物产品,
COB
和/或其他绿色建筑材料可以被认为是适用于大多数发展中国家的适当的土方建筑技术,因为它们使用在当地广泛可用的材料并因此相对便宜。
必须考虑当地情况,例如,在高降雨量区域,泥砖可能不耐用(虽然可以使用大的屋顶悬垂和水泥稳定来纠正这种情况),如果材料不易获得,方法可能不合适。 其他形式的自然建筑可能被认为是适当的技术,但在许多情况下,重点是可持续性和自给自足,而不是负担能力或适用性。 因此,许多建筑物也被建造成用作自治建筑物(例如土石方……)。 应用适当的土方建筑技术的组织的一个例子是无国界建筑商。

还必须考虑建筑结构。 成本效益是基于适当技术的项目中的一个重要问题,本文最有效的设计之一是公共住房方法。 这种方法让每个人都有自己的睡眠/休闲空间,但还有公共空间,如餐厅,厕所,公共淋浴,……

此外,为了降低操作(加热,冷却……)技术的成本,通常采用地球遮蔽,Trombe墙壁等。

作为人类建筑的组织也遵循与适当技术相一致的原则,旨在满足贫困和受灾人群的需求。
通过在建筑物的上层设置通风口可以产生自然通风,以允许暖空气通过对流上升并逃逸到外部,同时通过较低水平的通风口吸入较冷的空气。
电动风扇(例如吊扇)可以实现高效冷却,远低于空调系统的电力消耗。
通常被称为热烟囱的太阳能烟囱通过使用被动太阳能加热的空气的对流来改善这种自然通风。 为了进一步最大化冷却效果,进入的空气可以在允许进入建筑物之前被引导通过地下管道。
风车(Badgir;بادگیر)是一种传统的波斯建筑设备,用于建造许多世纪以来的自然通风。 目前尚不清楚是谁首先发明了风车,但今天在许多国家仍然可以看到它。 Windcatchers有各种设计,例如单向,双向和多向。
可以在炎热干燥的气候中使用被动下采风机,以提供可持续的空调方式。 通过使用蒸发冷却垫或通过喷水,允许水在塔顶蒸发。 蒸发冷却进入的空气,导致冷空气下降,降低建筑物内的温度。

农业
已广泛应用适当的技术来改善发展中国家的农业生产。 在美国,国家适用技术中心运营ATTRA(attra.ncat.org),这是一项国家可持续农业援助计划。

水和卫生


截至2006年,水传播疾病估计每年导致180万人死亡,而大约11亿人缺乏适当的饮用水。

水通常需要在使用前进行处理,具体取决于来源和预期用途(饮用水需要高标准)。 低收入国家的家庭联系和社区供水点的水质对于人类直接消费而言并不可靠。 直接从地表水中提取的水和开放的手挖浅井几乎总是需要处理。

水处理中的适当技术选择包括社区规模和家庭规模的使用点(POU)设计。

杀灭微生物致病因子的最可靠方法是将水加热至滚动沸腾。 其他技术,如不同形式的过滤,化学消毒和暴露于紫外线辐射(包括太阳紫外线)已经在一系列随机对照试验中得到证实,以显着降低低收入国家用户的水传播疾病水平。

在过去十年中,已经开展了越来越多的实地研究,以确定POU措施在减少水传播疾病方面的成功。 POU选项减少疾病的能力是其在适当应用时除去微生物病原体的能力以及易于使用和文化适宜性等社会因素的函数。 与基于实验室的微生物去除性能相比,技术可以产生更多(或更少)的健康益处。

POU治疗的支持者目前的优先事项是在可持续的基础上覆盖大量低收入家庭。 到目前为止,很少有POU措施达到了相当大的规模,但是这些产品向世界穷人推广和商业分销的努力只进行了几年。

另一方面,小规模水处理在低收入国家,特别是在南亚和东南亚,以水处理亭(也称为补水站或包装水生产者)的形式,正在接触到越来越多的人口。 虽然这些位置的质量控制和质量保证可能是变化的,但是复杂的技术(例如多级颗粒过滤,UV辐射,臭氧化和膜过滤)的应用频率越来越高。 随着政府监管的增加,这些微型企业能够以极低的价格出售水。 对供水水质的初步评估令人鼓舞。

无论是在家庭还是社区层面,具体治疗过程的一些例子包括:

多孔陶瓷过滤,使用粘土或硅藻土,定向为圆筒,罐或圆盘,采用重力进料或虹吸驱动的输送系统。 经常添加银以提供抗微生物增强作用
间歇操作的慢砂过滤,也称为生物过滤
使用次氯酸钙粉末,次氯酸钠溶液或二氯异氰尿酸钠(NaDCC)片剂进行氯消毒
化学絮凝,使用商业生产的铁或铝盐或某些植物的粉碎种子,如辣木(Moringa oleifera)。 最近的研究表明,即使食盐(NaCl)也能有效去除太阳能水消毒的高活性粘土。
紫外线照射,无论是使用电动灯还是使用SODIS方法直接曝晒
使用商业生产的粉末混合物进行混合絮凝/消毒
膜过滤,采用超滤或反渗透过滤元件,然后进行预处理

一些适当的技术供水措施包括:

在地下水(含水层)位于深度> 10 m的区域内使用潜水泵的深井。
带有衬砌墙壁和盖子的浅井。
采用适当储存方法的雨水收集系统,特别是在干旱季节较多的地区。
雾集合,适用于即使在小雨的时候也会出现雾的区域。
空气井,一种旨在促进大气湿气凝结的结构或装置。
手动泵和脚踏泵通常仅在位于相对浅的深度(例如10米)的区域中是可选的。 Flexi-Pipe Pump是一个值得注意的例外(最长25米)。 对于较深的含水层(<10 m),可以使用放置在井内的绳索泵和潜水泵。 用于家庭灌溉的踏板泵目前正在发展中国家广泛分发。 村级操作和维护的原则对于手动泵很重要,但在应用中可能很难。 冷凝袋和冷凝坑可以是获得水的合适技术,但产量低并且(对于获得的水量)是劳动密集型的。 对于某些绝望的社区来说,这可能是一个很好的(非常便宜的)解决方案。 河马水辊和Q-drum允许携带更多的水,只需更少的努力,因此可以成为不希望放弃从偏远地区集水的民族社区的良好替代方案,假设地形起伏较低。 在非洲南部开发和使用的环形交叉口平台泵利用游戏中的儿童的能量来抽水。 卫生 卫生条件差是大部分人口的主要问题,根据联合供水联合监测计划,2015年全世界约有25亿人缺乏最基本的卫生设施,全世界有超过10亿人实行露天排便。卫生联合国。 多年来,适当技术的思想影响了卫生系统的提供。 然而,从大约21世纪初开始,人们就不再关注简单化的“一刀切”的卫生系统。 随着条件的变化,卫生系统也需要变化以满足用户和其他利益相关者的需求。 提供卫生设施的技术,如厕所,很重要,但只是拼图的一部分。 卫生需要被视为一个包括技术和非技术方面的系统,例如行为改变和管理以及政治方面 - 有利环境。 总体目标应该是实现可持续的卫生系统。 实现该目标的一种选择可以是生态卫生方法,其侧重于排泄物的安全再利用。 不可能列出可能属于“适当技术”范畴的所有可能的卫生技术,但可能被认为是“适当”的一些常见系统包括: 干厕所,因为它们可以节省冲洗水,并且可以使排泄物的营养物质在农业中重复使用(例如用于施肥作物)。 干厕所的两个例子是堆肥厕所和尿液转移干厕所。 人工湿地,可以处理废水和灰水,只需要很少的电力。 SanPlat是一个简单的板,可以用来覆盖坑式厕所地面的洞,使它们更容易清洁和维护。 Arborloo是一种非常简单的低成本类型的堆肥厕所,适合农村地区。 能源生产和使用 软能技术这一术语由Amory Lovins创造,用于描述“适当的”可再生能源。 “适当的”能源技术特别适用于孤立和/或小规模的能源需求。 电力可以从以下地方提供: 光伏(PV)太阳能电池板和(大型)聚光太阳能发电厂。 由低成本光伏电池或PV电池制成的PV太阳能电池板首先由发光太阳能聚光器面板集中,这也是一个不错的选择。 特别是像Solfocus这样的公司生产适当的技术CSP工厂,这些工厂可以用废塑料制造,污染周围环境(见上文)。 太阳能集热器 风力发电(家用自己动力涡轮机和更大规模) 微型水电和微型水电 人力手轮发电机 其他零排放发电方法 一些中间技术包括: 生物醇作为生物乙醇,生物甲醇和生物丁醇。 前两个需要进行微小的修改,以允许它们用于传统的汽油发动机。 第三个根本不需要修改。 植物油,只能用于内燃(柴油)发动机。 生物燃料在许多发展中国家都是当地可用的,并且比化石燃料便宜。 厌氧消化发电厂 沼气是另一种潜在的能源,特别是在废物有机物供应充足的地方。 如果与电池和逆变器结合使用,可以更有效地运行发电机(在生物燃料上运行); 这大大增加了资本成本,但降低了运行成本,并且可能使这比太阳能,风能和微型水电选择更便宜。 也可以使用干燥动物粪便燃料。 生物炭是另一种类似的能源,可以通过在热解单元中炭化某些类型的有机物质(例如榛子壳,竹子,鸡粪......)来获得。 类似的能源是terra preta nova。 最后,尿液也可以用作产生氢气(其是能量载体)的基础。 使用尿液,氢气的产生能量比使用水的能量高332%。 可以改进配电,以便使用更结构化的电力线路布置和通用AC电源插头和插座(例如CEE 7/7插头)。 此外,通用的电力供应系统(例如通用电压,频率,安培;例如230 V,50 Hz),以及可能更好的电源系统(例如通过使用特殊系统作为完善的单线接地回路) ;例如突尼斯的MALT系统,具有低成本和易于放置的特点) 电力存储(自主能源系统所需)可通过适当的技术解决方案提供,如深循环和汽车电池(中间技术),长时间飞轮,电化学电容器,压缩空气储能(CAES),液氮和泵送水电。 针对发展中国家的许多解决方案作为单个包装出售,包含(微)发电厂和能量存储。 这种封装称为远程区域电源 Light Up the World Foundation使用白色LED和可再生能源(如太阳能电池)为偏远地区的贫困人群提供照明,与他们取代的煤油灯相比,提供了显着的优势。 其他一些公司如Powerplus也有嵌入式太阳能电池的LED手电筒。 通过卷对卷生产制造的有机LED是廉价光源的另一个来源,到2015年将以低成本商业化销售。 紧凑型荧光灯(以及普通荧光灯和LED灯泡)也可用作适当的技术。 虽然它们比LED灯更不环保,但它们更便宜并且仍然具有相对高的效率(与白炽灯相比)。 安全瓶灯是斯里兰卡设计的更安全的煤油灯。 这些灯具允许相对较长的移动照明。 安全性来自一个牢固的旋入式金属盖,以及两个平坦的侧面,可以防止它在翻倒时滚动。 作为燃料或油基灯笼的替代品是由飞利浦开发的Uday灯笼,作为其非洲照明项目的一部分(由世界银行集团赞助)。 法拉第手电筒是一种LED手电筒,可在电容器上工作。 可以通过手动绞盘或摇动来完成充电,从而避免需要任何辅助电气系统。 HID灯最终可用于常规LED照明或其他灯不足的照明操作。 例如汽车前灯。 由于它们的高效率,它们非常环保,但成本高,并且在生产过程中仍然需要污染材料。 运输 人力车辆包括自行车(和未来的竹子自行车),与机动车辆相比,它提供了更低成本的通用运输,以及与行走相比的许多优点,以及为无法负担能力的残疾人提供机动性的旋风轮椅。发达国家使用昂贵的轮椅。 动物动力车辆/运输也可能是另一种适当的技术。 某些零排放车辆可被视为适当的运输技术,包括压缩空气车,液氮和氢动力车辆。 而且,具有内燃机的车辆可以转换成氢气或氢氧燃烧。 自行车也可用于商业往来偏远地区的货物运输。 一个例子是Karaba,一家位于卢旺达的自由贸易咖啡合作社,使用400辆改装自行车运送数百磅咖啡豆进行加工。 发展中国家的其他项目包括重新设计轮转人力车以将其转换为电力。 然而,最近的报道表明这些人力车不会在路上行驶。 卫生保健 根据全球卫生委员会的说法,培训村民补救发展中国家城镇的大多数疾病,而不是使用受过专业教育的医生,这是最合适的。 训练有素的村民能够消除80%的健康问题。 小型(低成本)医院 - 基于Jamkhed医院的模型 - 可以补救另外15%,而只有5%需要去更大(更昂贵)的医院。 在能够确定疾病或疾病的原因之前,需要准确的诊断。 这可以手动(通过观察,查询)和专业工具完成。 20世纪90年代后期开发的相变培养箱是卫生工作者孵育微生物样品的低成本方法。 生育控制也被视为一种适当的技术,特别是现在,因为人口数量增加(人口过多),食品价格上涨和贫困增加。 PATH(适当的健康技术计划)在某种程度上提出了这一点。 斋浦尔腿由PK Sethi博士和Masterji Ram Chander于1968年开发,作为地雷爆炸受害者的廉价假肢。 杠杆自由椅是一种低成本轮椅,专为崎岖地形而设计 天然清洁产品可用于个人卫生和清洁衣物和餐具; 为了减少疾病/疾病(因为它们消除了大量的病原体)。 请注意,许多适用技术有益于公共健康,特别是通过提供卫生和安全饮用水。 制冷也可以提供健康益处。 (这些将在以下段落中讨论。)在伊朗,伊拉克和尼泊尔等国家的综合农村卫生项目和妇女健康志愿者项目中也发现了这一点。 食物准备和储存 一些经过验证的密集型,低成本的食品生产系统包括城市园艺(室内和室外)。 室内栽培可以使用种植灯的水栽法建立,而室外栽培可以使用永续农业,森林园艺,免耕农业,无农耕作等。为了更好地控制户外灌溉,可以创建特殊的灌溉系统同样(虽然这会增加成本,并可能再次打开培育非本土植物的大门;最好避免的事情)。 这里讨论了一个面向发展中国家的系统。 作物生产工具最好保持简单(与机动设备相比,降低操作难度,成本,更换困难和污染)。 工具可以包括镰刀,动物拉犁(虽然应该首选免耕农业),dibbers,轮式螺旋钻(用于种植大树),kirpis,锄头...... 有时也包括温室(参见Earthship Biotincture)。 有时它们还配备有灌溉系统和/或散热系统,它们可以分别灌溉植物或帮助储存来自太阳的能量并在夜间重新分配它(当温室开始冷却时)。 据支持者称,与传统方法相比,适用技术可以大大减少准备食物所需的劳动力,同时比西方国家使用的加工更简单,更便宜。 这反映了EF舒马赫的“中间技术”概念,即技术比传统方法更有效,更昂贵,但仍比发达国家技术便宜一些数量级(10倍)。 关键的例子是: 马里花生剥壳机 fonio脱壳机 无筛锤磨机 ISF玉米厂 ISF稻壳 所有其他类型的电动或手动厨房设备(研磨机,切割机......)特殊的多功能厨房机器人能够执行多种功能(例如研磨,切割,甚至真空清洁和抛光),甚至可以降低成本更多。 这些装置的例子是例如Hammelmann Werke(以前位于Bad Kissingen)的(现已停产的)Piccolo家用电器。它配备有柔性轴,允许拧紧各种辅助装置。 根据气候和烹饪风格,太阳能炊具适合某些环境。 它们无排放且成本极低。 还存在混合变体,其包括第二加热源,例如电加热或基于木材。 热板100%电气,成本相当低(约20欧元),并且是移动的。 然而,它们确实需要在操作区域中存在电气系统。 火箭炉和某些其他木炉(如飞利浦Woodstove)可提高燃油效率,减少有害的室内空气污染。 然而,炉子仍然使用木材。 然而,压块机制造商现在可以将有机废物转化为燃料,节省资金和/或收集时间,并保护森林。 太阳能,特殊的爱因斯坦冰箱和热质冰箱可减少所需的电量。 此外,太阳能和特殊爱因斯坦冰箱不使用卤代烷(在臭氧消耗中起关键作用),而是使用热泵或镜子代替。 Sopology已经为发展中国家建造了太阳能冰箱。 罐装式冰箱是非洲的发明,可以在没有电的情况下保持凉爽。 它提供了一种方法来保持食物和产品的新鲜时间比其他方式更长。 这对使用该设备的家庭来说是一个很大的好处。 例如,有人声称,不得不经常在市场上出售新鲜农产品的女孩现在可以上学,因为在产品失去新鲜之前销售产品的紧迫性较小。 信息和通信技术 OLPC XO,Simputer,华硕Eee PC和其他低成本计算机是针对发展中国家的计算机。 除了价格低廉外,其他特性还包括防尘,可靠性和目标语言的使用。 Eldis OnDisc和适用技术库是使用CD和DVD在没有可靠且价格合理的互联网接入的地区访问开发信息的项目。 由Jhai基金会策划的收卷无线电和计算机及通信系统独立于供电。 还有GrameenPhone,它将移动电话与Grameen Bank的小额信贷计划融合在一起,为孟加拉国村民提供通信服务。 移动电话是许多发展中国家的适当技术,因为它大大减少了实现广泛覆盖所需的基础设施。 但是,移动电话网络可能并不总是可用(取决于位置),并且可能并不总是提供语音和数据服务。 Loband是一个由Aptivate开发的网站,它从网页中删除所有摄影和其他带宽密集型内容,并将其呈现为简单文本,同时允许其正常浏览它们。 该网站大大提高了浏览速度,适用于大多数发展中国家普遍采用的低带宽连接。 越来越多的活动家使用运行无线自组织网络的协作计算机网络提供免费或非常便宜的网络和电子邮件服务。 网络服务由邻居的合作社提供,每个邻居将路由器作为家用电器操作。 这些可以最大限度地减少有线基础设施及其成本和漏洞。 以这种方式建立的专用互联网协议网络可以在不使用商业提供商的情况下运行。 农村电网可以用“光学相位电缆”连接,其中一根或多根钢制铠装线用含有光纤的钢管代替。 卫星互联网接入可以提供到远程位置的高速连接,但是这些远比基于有线或地面的无线系统昂贵得多。 也可以使用Wimax和分组无线电的形式。 根据这些网络的速度和延迟,它们可能能够中继VoIP流量,从而无需单独的电话服务。 最后,互联网无线电链接项目提供了将旧的(廉价的)本地无线电广播与增加的互联网范围相结合的潜力。 基于卫星的电话系统也可以用作固定装置或便携式手持设备,并且可以集成到PABX或本地基于IP的网络中。 金融 通过特别为穷人/发达国家设想的金融体系,许多公司只能以有限的资金开始。 通常银行将钱借给希望创业的人(例如小额信贷)。 在其他系统中,旋转储蓄和信贷协会或ROSCA的人员一起购买昂贵的材料(如Tontines和Susu账户)。 组织,社区,城市或个人可以向其他社区/城市提供贷款(例如Kiva,World Vision Microloans [永久死链接] MicroPlace和LETS)。 最后,在某些社区(通常是孤立的社区,如小岛屿或绿洲),所有有价值的东西都是共享的。 这被称为礼品经济。 确定可持续的方法 诸如低成本,低化石燃料使用和使用当地可用资源等特征可以在可持续性方面提供一些优势。 出于这个原因,这些技术有时被可持续性和替代技术的倡导者使用和推广。 除了使用当地可利用的自然资源(例如木材或土坯)外,还可以收集并重新利用从城市进口的废弃物,使用传统(和低效)废物管理来建立可持续的生活环境。 使用这些城市的废料可以以低成本收集大量建筑材料。 获得后,可以使用摇篮到摇篮设计方法,在自己的城市/社区中一遍又一遍地回收材料。 可以找到废物的地方包括垃圾填埋场,垃圾场,水面以及城镇周边或高速公路附近的任何地方。 可以重复利用植物施肥的有机废物可以在污水中找到。 此外,经过翻新或拆除的城镇地区和其他地方(如墓地)可用于收集石材,混凝土或钾等材料。