電鍍廠房建筑設計探討

趙春梅,　于乃川,　姚穎悟

(1.河北工業大學 建筑與藝術設計學院，天津　300401； 2.河北工業大學 化工學院，天津　300130)

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電鍍廠房建筑設計探討

趙春梅1,于乃川2,姚穎悟2

(1.河北工業大學 建筑與藝術設計學院，天津300401； 2.河北工業大學 化工學院，天津300130)

摘要：電鍍行業在整個制造業中具有重要的地位，國內電鍍工業園區的建設對電鍍廠房的建筑設計提出了更高的要求。通過對現有電鍍廠房建筑設計過程中存在的問題進行闡述，并嘗試從人性化趨勢、外觀設計、節能及新材料新技術的應用等方面對電鍍廠房的建筑設計進行探討，以期能為電鍍廠房建筑設計發展提供借鑒。

關鍵詞:電鍍廠房； 建筑設計； 以人為本

Discussion on the Architectural Design for

Electroplating Workshop

ZHAO Chunmei1, YU Naichuan2, YAO Yingwu2

(1.School of Architecture & Art Design,Hebei University of Technology,Tianjin 300401,China; 2.School of Chemical Engineering and Technology,Hebei University of Technology,Tianjin 300130,China)

Abstract:The electroplating industry has an important position in the whole manufacturing industry.The development of electroplating industrial park has placed forward higher requirements for the architectural design of electroplating workshop.In this paper,we analyzed the existing problems in the process of the architectural design of electroplating workshop,then discussed the solutions in terms of the humanization trend,exterior design,energy conservation and the application of new technology and materials,in order to provide reference for the architectural design of electroplating workshop.

Keyword: electroplating workshop; architectural design; people oriented

引言

電鍍行業是現代制造工業生產鏈中的重要一環，對我國制造業乃至整個工業體系的發展起到了重要作用。我國電鍍市場的現狀是市場需求量巨大，但大多數電鍍企業的規模較小，電鍍技術水平相對落后，專業化程度較低，污染較大。近年來，各地為優化電鍍行業的布局，降低環境污染，開始著手電鍍工業園區建設，將分散在各處的電鍍企業搬遷入園，進行統一規劃和管理。這不僅為電鍍行業的升級改造提供了機遇，也對電鍍廠房的建筑設計提出了更高的要求。

目前電鍍工業園區在廠房的設計與建設過程中，注重建筑的統一規劃和統一建設，在工藝流程、結構設計等方面已取得了較大進展，但對廠房建筑設計本身的關注依然較少，電鍍廠房建筑設計存在著建筑形體單一、外觀單調、耗能高、工作環境及生活條件較差等一系列問題。本文嘗試從電鍍廠房的人性化趨勢、外觀設計、節能及新材料新技術的運用等方面對電鍍廠房的建筑設計進行分析探討，以期為電鍍行業的可持續發展提供借鑒與參考。

1電鍍廠房建筑設計的基本原則

電鍍廠房是為滿足電鍍生產需求而設計的，是為電鍍產品的制造及相關電鍍設備提供空間場所的建筑物。電鍍廠房建筑設計的特點是技術復雜、涉及的專業領域多、工作量大、并對防腐與通風有較高的要求[1]。

在進行電鍍廠房建筑設計時，應首先立足于滿足電鍍工藝生產的要求。建筑設計人員需要和電鍍企業的專業人員進行溝通協調，根據實際情況提煉出相關的建筑設計信息，在滿足實際任務書和電鍍工程師提供的生產工藝資料的前提下，與其他專業人員進行充分協商，使建筑設計能滿足電鍍生產的各項要求。在確定電鍍企業生產規模的前提下，適當留有空間以便企業將來改進工藝或擴大生產規模所用。

在電鍍廠房的建筑設計過程中，充分應用可靠、先進的技術，使廠房的設計符合清潔生產的要求；遵從美觀、實用、經濟的原則，注重環保和節能。根據電鍍行業的特點，廠房的建筑設計需從可持續發展角度出發，重視三廢處理，進行優化設計，力爭做到清潔生產和物料的綜合利用，此外還需嚴格遵循建筑設計的各項規范和標準，如防火、防震及安全等[2]。

2電鍍廠房設計發展趨勢探討

2.1電鍍廠房設計的人性化趨勢[3-4]

隨著社會的進步，充分考慮人的因素在建筑中越來越重要，電鍍廠房建筑的設計理念也應從以生產設備為本轉向以人為本。員工對所處的廠房環境不僅有方便、舒適及安全等物質層面的要求, 也有空間氣氛、色彩效果及心境平衡等精神層面的要求。在廠房設計中，應將人體工程學引入電鍍廠房中，真正體現對人的關懷，從以人為本出發，在滿足生產工藝要求的前提下，更加重視人的生理和心理需求。為實現提高員工工作效率的目的，在電鍍廠房設計時應對內外部同時進行統籌規劃設計，達到空間、環境與人三位一體和諧統一的效果，進而使員工們產生對公司的歸屬感和對廠房的親切感。

在電鍍廠房內部空間中，可嘗試通過正確運用色彩規律減輕員工的視覺疲勞，保證生產操作的安全性。另外，一般廠房建筑的外部色彩往往不會受到內部建筑形體以及相應生產模塊流程的限制，因此可以用色彩上的視覺沖擊彌補工業建筑形體相對單調、枯燥的缺陷。在電鍍廠房內部的不同功能分區上也可用色彩的差異來體現，若所在電鍍廠區工藝流程復雜或構筑物、建筑物等內容比較繁雜時，可將不同的色彩用于不同的區域的門窗、外墻或屋頂等處作為功能分區的標志。

對于電鍍企業來說，綠化的重要性不言而喻。由于電鍍生產流程中存在不同程度的多種污染，如粉塵、有毒有害氣體及噪聲等。在建筑設計中可通過引入自然環境來減少此類污染對員工的危害，進而有效的凈化空氣，美化廠區環境，促進廠區生態平衡。可以考慮將綠化融入工作、休息的空間，使其變成綠色生態空間，這不僅可以美化廠區環境促進生態平衡，而且也會使員工的身心健康得到更好的保障，進而提高員工的工作積極性，提高生產效率。

2.2電鍍廠房外觀設計的優化[5]

在電鍍廠房的建筑設計中，常常由于資金和審美等方面的限制而忽略廠房的外觀設計。隨著社會經濟的發展，建筑新技術和新材料的出現，企業的經營生產觀念也發生了變化，電鍍企業逐步開始關注廠房建筑的視覺效果、心理效果等。因此，設計人員在進行電鍍廠房建筑設計與工藝流程、結構選型等配套的同時，還要重視與企業之間的交流溝通以及對藝術處理效果對廠房建筑的影響。如果處理得當，整個廠區的色彩、造型都會頗具特色，人在其中工作也會感到心曠神怡。而且頗具特色的廠區、廠房建筑會給人留下深刻印象，這也有利于提升企業的形象與品牌知名度。

2.2.1基于企業文化的建筑特色設計

重視與電鍍企業之間的交流溝通。設計人員在進行電鍍廠房的建筑設計時，通常根據工藝專業提出的條件和自己的經驗來完成設計，但出來的作品基本是千篇一律。事實上，廠房建筑也具有滿足企業文化需要，承擔社會文化載體的作用。每個企業都有自己的企業歷史背景文化特點，廠房在進行建筑和環境設計時應考慮到企業的歷史、風格等特點，并有相應的體現。設計人員在設計初期應與企業主進行深層次地溝通，深入了解企業的文化，重視企業的傳統。通過細節處理、色彩及材料等不同的設計方法，完整的體現出企業的獨特之處。

2.2.2優化電鍍廠房的立面設計

建筑立面的虛實關系、色彩質感、建筑細部及比例劃分等是立面設計的重點。通過立面設計和人為的藝術修飾加工，使電鍍廠房樸實的幾何空間具有內在和外在相一致的建筑美。例如電鍍廠房入口部分可以通過加設門斗、布置花壇、美化大門等一系列變化，豐富立面效果、增強指示性的突出入口位置。

窗戶是電鍍廠房的重要設計部分，是為了廠房內通風采光而設置的，合理的門窗組合設計可有效地體現出墻面虛實關系從而增加廠房立面的視覺沖擊效果。將墻面采用不同的方式進行分類，如建筑構件、線腳、抹灰等手法可以獲得不同的立面效果。

目前常見的電鍍廠房的通風形式是機械通風，但是廠房通風口的設置會影響電鍍廠房的立面設計。機械通風的通風口布置方式有屋頂布置和立面布置兩種，見圖1。

圖1　電鍍廠房的通風裝置

立面布置中通風口的造型與高度設置不同，產生的立面效果也不同，盡量將其納入立面設計的元素之一，排布整齊有序，避免后期隨意添加對廠房立面造成破壞。窗戶的設計以百葉式窗的效果更好一些，但造價相對較高，見圖2。

圖2　廠房百葉窗

另外，通風口設置的高度不宜過低，應盡量避免布置在人高度范圍內的立面位置中，以減少室內排出的濁氣對室外行人的干擾。

基于節能環保的設計理念，電鍍廠房也可嘗試引入自然通風作為機械通風的輔助手段，依據熱空氣上升，冷空氣就會補充進來的原理，將建筑開口部位結合立面門窗再增設天井或天窗等，便于水平和垂直方向的空氣流通，起到節能的作用，見圖3。

圖3　建筑開口與空氣流通關系圖

2.3電鍍廠房排水系統設計

排水系統的設計也是電鍍廠房設計中的一個重要部分。電鍍行業是重污染的行業，耗能、耗水比較多，隨著人們環保意識增強，電鍍行業進行清潔生產勢在必行。

清潔生產是一種新的思維方式，是對傳統的以治理為主的環保戰略的補充與改進。清潔生產是指通過不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。

電鍍廠房內部的清潔生產可以從以下三個方面實施：一是采用先進的清洗技術；二是采用二次噴淋技術回收鍍液；三是進行廢水再生回用。

目前工程實踐中，有些工廠仍采用傳統的單槽清洗方式，既浪費了寶貴的水資源，還增加了污水處理的量。

現代清洗技術——逆流漂洗技術的出現，很好的改變了這一現狀。工件在鍍液槽中電鍍出槽后，自初級清洗槽至末級清洗槽依次進行漂洗，自來水經離子交換處理后從末級清洗槽進入，然后依次向上一級清洗槽分階段逐級導槽補入，從初級清洗槽溢出的清洗水再進入貯存罐回收貯存，經凈化處理后可再次使用。利用此方法清洗電鍍工件效果理想，節水效果顯著。

電鍍液中含有大量的重金屬離子，因此對工件帶出的少量鍍液的處理也尤為重要，其中循環噴洗回收利用技術在新型高效環保電鍍廠中得到了很好的實際發展。即在車間生產鍍液被帶出的過程中實時地進行噴洗回收，其一次回收率不低于90%，二次回收率不低于99%，效果顯著。經噴洗后的鍍液廢水經過濾器全部返回電鍍槽，最后工件進行水清洗時所產生的廢水，通過專用的離子交換樹脂處理后使廢水達到近100%的閉路循環利用。

在最后的廢水處理過程，可根據需要對電鍍廢水進行分類專線處理，即在生產車間的溢水口就將各種含重金屬離子或含氰化物等的廢水分開，通過管道引入相應的專門處理池。其余的普通廢水則可直接排入酸堿污水處理池。處理后的廢水再經過反滲透工藝脫鹽后，可作為中水回流到生產車間的清洗槽中實現循環再利用。

2.4新技術、新材料在電鍍廠房建筑設計中的應用

傳統的電鍍廠房主要以磚、混凝土作為建筑材料，這些材料質量大、施工速度慢。而新材料與新技術的運用可使電鍍廠房向輕質高強、大跨度、大空間、多層甚至高層、多功能方向發展，輕型結構與材料的出現不但有效減少了結構的質量而且加快了廠房的建設速度，還有利于廠房的改建和擴建。

環保型電鍍廠可在外墻體上使用環保綠色新材料代替傳統的建筑材料，該墻體材料主要由農業殘渣和工業廢料組成，采用新型施工工藝，使得該材料在較輕的同時具有了很好的硬度與強度。這種材料不僅綠色環保，而且隔音隔熱效果好，后期維護成本低，可滿足后期相應的升級擴建改造需要。

現代化電鍍廠為提高企業效益也應向高效率、高性能及高環保標準看齊，對廠房內的保溫材料進行升級改造是其中的重要一環。工廠在輕質板材的中間可加入一層聚氨酯泡沫板，代替原來的包覆玻璃棉，由于聚氨酯泡沫板的保溫效果良好，質量穩定可靠，因此保溫所需能耗也即隨之下降，真正意義上做到了節能降耗的要求。

利用非金屬材料設計建造的電鍍廠房大大提高了電鍍廠房的耐腐蝕性能。例如對于電鍍車間內的門窗，傳統做法是鋼窗涂防腐涂料，其美觀性和耐腐蝕性能均不甚理想。可嘗試采用白色塑料窗，窗戶的下部為平開，上部為中懸，并配不銹鋼鉸鏈和撐桿。該種塑料門窗既能美化建筑外觀，同時具有良好的防腐性能。

2.5注重節約能源，走可持續發展之路

與民用建筑相比，電鍍廠房通常建筑面積大、高度高，能耗方面不容小覷。在廠房建筑設計中為了有效地達到節能減排，減少企業的平時運行費用和對環境的污染，首先應提高企業主和設計人員的節能意識。例如，在人們的傳統觀念中，為節省基建投資，電鍍廠房的保溫措施遠低于民用建筑標準。但從可持續發展角度看來，實際上這項措施使廠房在日后多年的使用中，浪費了大量寶貴的不可再生的資源，其損失遠遠超過了節約下來的基建投資[6]。

其次是運用多方面的節能技術。節能降耗可以從利用太陽能、自然通風、天然采光及采用新材料等方式中體現出來。例如電鍍廠房溫度高，濕度大，散發大量有害氣體，對通風的要求很高。機械通風效果顯著，但是耗能較大。在進行廠房建筑設計時，可以通過合理的確定通風口的位置、數量與天窗開口面積，使廠房具有良好的自然通風能力，這樣不僅可以降低廠房土建工程的投資，還能降低能量消耗。

廠房建筑自身的節能主要從門窗屋頂節能、建筑朝向、平面形狀與圍護結構等方面考慮。嘗試通過安裝節能門窗，使用中空玻璃，利用中空玻璃的隔熱性能，降低建筑物熱能的傳導和交換。還可以在門窗邊框上使用保溫發泡材料，有效減小門窗的縫隙，減少熱量損失。或者嘗試在墻體的構造過程中加入保溫材料，比如聚苯乙烯泡沫、硅酸鹽及陶瓷等材料，有效提高墻體的保溫性能。

在建筑平面、立面設計時將節能降耗、可持續發展的理念貫穿其中，將位置大小、門窗數量、立面造型與外墻厚度有機結合，使其不但滿足電鍍生產的外部環境需求，而且能減少能耗。

3結束語

隨著國內電鍍工業園區的發展，對電鍍廠房的建筑設計提出了更高的要求。設計人員在設計時應充分考慮電鍍工藝特點，在廠房設計中要確立以人為本的設計理念，還要更多地考慮廠房建筑室內空間與外觀設計的優美，為員工創造良好的工作空間，促進員工身心健康；另外要將電鍍廠房設計與科技發展成果有機結合，利用新的科技成果創造出符合人體工學、環境友好型的電鍍廠房。

參考文獻

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基金項目：河北省社會科學 (HB15SH048)

收稿日期：2015-07-17修回日期： 2015-10-10

中圖分類號：TQ150.8

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.02.005