工業美學設計在污水處理廠的應用研究
——以北京稻香湖污水處理廠為例

徐碩 張濤

北控水務北部大區技術部 北京 100000

1 研究背景

北控水務集團在全國的污水處理廠有300多座，而這個數量每年都在程增長的趨勢。其中一些重點水廠項目是國家環保教育基地和國家級重點項目，承載著向市民和外賓展示低碳、環保、生態、市政基礎設施的重要功能。而其中的北京海淀區的稻香湖污水處理廠由于其地理位置的重要與其高標準的定位，不僅是海淀區水務局展示污水治理工作和平時辦公的地點，它也承載著第一批向政府和市民進行環保展示的功能。由于早期建設稻香湖水廠時的工期較短，資金的限制，和幾年來墻皮地板老化等因素，該水廠的展示效果并非令人滿意。隨著各級領導和市民對該水廠的重視，政府和企業共同希望將稻香湖污水廠進行升級打造，讓其能夠成為政企合作對外展示的樣板水廠。

2 風格定位

首先需要在各種設計風貌定位中進行篩選，選擇一個最適合污水處理廠的風格定位。通過對現代簡約風格、工業美學設計風格、新自然主義風格等多種設計風貌對比后，發現工業美學設計風格中的功能美、技術美、材料美、形式美等特色與水廠要求的簡約，大方，少裝飾性，以功能性為主的設計要求契合度是較高的。

工業美學設計是一門覆蓋領域很廣的交叉學科，是工程技術、人類學、人文藝術、環保等有機結合的一門邊緣學科，它是工業化過程中，工業產品的工程技術與藝術相結合的創新設計。而這一點與污水處理廠的設計恰好適配。污水處理廠是城市中的污水管網的污水的集中處理轉化站，是一系列工程處理模塊的集合。根據水規模處理量和工藝的不同，水廠的面積和布局方式也會有相應的變化，但是大部分工藝模塊的設計內容都是基本相同，只是排列組合和參數會有相應的變化。而工業美學設計理念中的以“功能美、技術美、材料美、形式美”四美的方式進行規則化的設計展現則可以應用在污水處理廠的設計中。盡管污水處理廠的設計與工業美學打造設計之間有著較高的匹配度，但是在實際應用方面，還未有很多兩者成功結合的案例。本次設計的方案也將在這兩種形式的設計結合打造上進行突破。

3 稻香湖污水廠的工業美學設計應用

3.1 項目范圍

稻香湖再生水廠是北控水務集團和海淀水務局共同建設運營的一個全地下式污水處理廠，占地面積約4公頃。在建設初期，為了節約用地，設計采用了三層緊湊集約型設計的模式。水廠的地下二層是工藝車間，包含了生物處理模塊，沉淀池，污泥間等污水處理功能，地下一層是檢修層和展示層，地面是公園和綜合辦公樓。這樣的設計方法可以有效的減少臭氣對于周邊的影響，花園式的外觀也將水廠最美觀的部分對外進行了展示。本項目本次改造的部分主要是地下一層能夠有對外展示作用的區域，這也是水廠內部能夠對外展示工藝生產的區域，而地下二層由于水廠的安全性因素，其僅對廠區專業運維人員進行開放，因此不在本次工業美學改造設計的范圍內。

3.2 項目問題梳理

風格確認后，下一步即是對廠區存在問題進行調查與研究，在調研中發現水廠改造前的問題主要是以下三方面。

1、系統性的設計問題：

①生產空間和參觀空間無區分，無明確的路線引導，沒有明顯的導視講解牌，讓訪客很難在參觀過程中體驗到水廠工藝部分的設計。

2、設計氛圍問題：

①廠區照明設施不足，燈光排布混亂，照明點不夠集中，使得每個工藝模塊參觀感受較差。②墻皮和地面脫落嚴重，給人感覺水廠整體比較老舊。

3、細節設計問題

①管道支架排布雜亂無章并外露，大部分管道外觀陳舊老化并顏色涂刷錯誤；②除臭罩設計感比較劣質，無法體現出該水廠高品質的定位。見圖1（稻香湖水廠改造前現場照片）。有些位置密封不嚴，有臭氣泄露現象。③ 燈具、大門、窗戶等沒有體現出設計感。

圖1 稻香湖水廠改造前現場照片

3.3 工業美學設計原則的應用

無規律的設計往往會讓人感受比較雜亂，有規律的重復設計會讓人感受到秩序感和形式感。工業美學設計中大量的冷硬風格和工業風格元素的重復使用也是想要給觀者展示出整潔、干凈、有序的感受。而想要改變稻香湖水廠目前的不整潔、環境較為壓抑和布局雜亂的情況，需要在以下方面進行改造：

1、在參觀流線上，根據功能分區的梳理分出主路游，創造有秩序的空間序列，并通過新的路線將不同的參觀工藝模塊進行串聯。

2、在設計氛圍中，注重使用色彩搭配突出“穩重、現代、工業美學”特色定位。在燈光和整體色彩亮度中進行調整，發揮出工業美學設計中明亮和高對比度的特色。這個特色可以使原本較為平淡的設計，產生聚光的效果，給人重點分明的感受。

3、在材質的選擇中，盡量選擇比較具有形式美感的材料，特別燈具，玻璃，門窗等出現頻率高的配件。

4、將工業美學的四美原則“功能美、技術美、材料美和形式美”應用在整個項目的細節設計中，讓整個水廠形成有機的整體。

本次改造項目包含的模塊內容是：廠區整體色彩工業美學提升、通風除臭管道整改、除臭罩更換、燈光設計、路線布置等，通過工業美學的設計原則，將這些設計模塊進行有機的串聯結合，借此一改以往的廠區生產遺留問題與臟亂差的形象。

4 廠區升級改造后的設計亮點

4.1 光與色彩的搭配應用

在整個設計中，管道的處理方式是一個重要的難點部分。由于水廠需要24小時運轉，不能出現停產停工情況。因此更換管道這個方式并不適合于本次改造。而另一個方案涂刷管道的方式又太費時費力，而且完全不能解決管道布線上的瑕疵。在認真研究稻香湖地下廠區光影分布情況之后，本次設計使用改變頂棚顏色和重新布置光源的設計方法對雜亂的管線進行隱藏。對于有天光引入的區域，頂棚采用白色的整體涂刷方法，將管道隱藏在整體頂棚中。在無天光引入的區域，頂棚采用涂刷深灰色的設計方法。這個設計方式需要與燈光光源的布置進行巧妙的結合，通過重新布置的光源，把原來布置在頂棚上比較分散的光源向下引導，布置在豎向的四分之三高度的位置，聚焦的光源也將人們的視線向下引導，這樣原有較為雜亂的區域，就呈現出了非常整潔干凈的效果，光源也更能夠更加集中在廠區需要照明的區域。并同時能夠增加廠區顏色的對比度。見圖2（改造后的廠區效果）。

圖2 改造后的廠區效果

4.2 整體色彩的應用

整個設計墻面和房頂選取黑白灰色調，營造工業廠房的簡潔干凈色調。配色上加強了對比度和明亮度，比起原有的全部涂刷白色更加層次感分明。地面顏色分為參觀區和生產區。參觀區選取可以代表水廠的穩重藍色，生產區選取灰色地面。這樣來訪者可以明確知道哪些部分是可以參觀和駐足的，也增加了廠區的安全管理性。同時在有特殊標注安全需要的部分用亮黃色警戒線進行區分。已經隱藏在頂棚內的管道顏色涂刷符合國家的安全規范標準，采用的是《工業管道的基本識別色、識別符號和安全標識規范》GB7231-2003[1]和《城市污水處理廠管道和設備色標》CT/J 158-2002標準用色環進行標注[2]。彩色的標注色環在深色的背景下更加方便尋找并且易于進行區分。

4.3 除臭罩的特色設計

在傳統的地下水廠中，預處理區域作為污水的第一個處理單元都會有一些刺鼻氣味，因此除了必備的除臭通風設施之外，很多水廠也會在預處理單元增設除臭罩。但是由于目前市面上的除臭罩都只是注重了功能上的要求，未考慮美觀性等需求，在應用上之后，不僅影響了美觀，而且完全將預處理這個部分與外界隔離開來，除臭罩之內只有運營人員可以進入，除臭罩之外看向預處理部分，里面所有設備設施和數據都是模模糊糊，失去了設備的展示性。

本次設計的特色之處在于對除臭罩進行了整體的改良設計。讓其不僅具備隔離臭氣的功能性，同時具備了展示性。除臭罩的材料選擇的是鋁合金型材和雙層夾膠鋼化玻璃，設計中除要保證其結構安全外，同時讓除臭罩的窗格分隔按照櫥窗展示的排布進行設計，并且把傳統鋁合金的銀白色改成深色，增加了豎向空間上的對比度。鋼化玻璃的通透性更強，訪客途徑此處可以看到運營人員是如何開展設備檢查的，也可以看到預處理單元的設施和數據參數，徹底改變了預處理部分不能讓訪客停留的問題。見圖3（除臭罩的特色設計效果）。

圖3 除臭罩的特色設計效果

4.4 標牌的特色設計

本項目不再使用原有水廠中的簡單海報樣式的展示形式，而是將展示都融入到了水廠的整體設計中。其中部分墻面的設計應用為水廠的工藝模塊展示設計。將工藝模塊濃縮成小型的示意圖進行展示，每一個細節都用亞克力材料進行單獨拼接。當訪客整體參觀完水廠準備出去前，還可以在展示墻上再次回顧整個廠區的工藝情況。見圖4（標識牌展示墻設計效果）。另外，本項目還將指示標識落實在了地面上，不僅有很好的引導性，而且也與廠區整體的設計形式融為了一體。

圖4 標牌展示墻設計效果

5 結語

本次項目研究的重點是將工業美學設計與傳統的污水處理廠設計進行巧妙的融合，并在北京稻香湖污水廠進行了重點的實踐。通過本次的設計實踐，可以看到這兩種設計體系的結合是完全可以達到預設目標的。可以讓污水處理廠作為城市基礎設施的一部分，并同時具備展示性。污水處理廠肩負著接待來賓，展示政企合作的重要意義，其中的美學展示性同樣也可以給訪客帶來賞心悅目的感受。而本次的實踐已經能夠初步看出工業美學設計的理念和方法給污水處理廠帶來的廠區風貌的提升。希望在未來的設計應用中，可以看到更多的可能性。