電鍍廠房建筑設(shè)計探討

趙春梅,　于乃川,　姚穎悟

(1.河北工業(yè)大學(xué) 建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，天津　300401； 2.河北工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，天津　300130)

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電鍍廠房建筑設(shè)計探討

趙春梅1,于乃川2,姚穎悟2

(1.河北工業(yè)大學(xué) 建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，天津300401； 2.河北工業(yè)大學(xué) 化工學(xué)院，天津300130)

摘要：電鍍行業(yè)在整個制造業(yè)中具有重要的地位，國內(nèi)電鍍工業(yè)園區(qū)的建設(shè)對電鍍廠房的建筑設(shè)計提出了更高的要求。通過對現(xiàn)有電鍍廠房建筑設(shè)計過程中存在的問題進(jìn)行闡述，并嘗試從人性化趨勢、外觀設(shè)計、節(jié)能及新材料新技術(shù)的應(yīng)用等方面對電鍍廠房的建筑設(shè)計進(jìn)行探討，以期能為電鍍廠房建筑設(shè)計發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞:電鍍廠房； 建筑設(shè)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(yè)是現(xiàn)代制造工業(yè)生產(chǎn)鏈中的重要一環(huán)，對我國制造業(yè)乃至整個工業(yè)體系的發(fā)展起到了重要作用。我國電鍍市場的現(xiàn)狀是市場需求量巨大，但大多數(shù)電鍍企業(yè)的規(guī)模較小，電鍍技術(shù)水平相對落后，專業(yè)化程度較低，污染較大。近年來，各地為優(yōu)化電鍍行業(yè)的布局，降低環(huán)境污染，開始著手電鍍工業(yè)園區(qū)建設(shè)，將分散在各處的電鍍企業(yè)搬遷入園，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理。這不僅為電鍍行業(yè)的升級改造提供了機(jī)遇，也對電鍍廠房的建筑設(shè)計提出了更高的要求。

目前電鍍工業(yè)園區(qū)在廠房的設(shè)計與建設(shè)過程中，注重建筑的統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一建設(shè)，在工藝流程、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面已取得了較大進(jìn)展，但對廠房建筑設(shè)計本身的關(guān)注依然較少，電鍍廠房建筑設(shè)計存在著建筑形體單一、外觀單調(diào)、耗能高、工作環(huán)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(shè)計、節(jié)能及新材料新技術(shù)的運用等方面對電鍍廠房的建筑設(shè)計進(jìn)行分析探討，以期為電鍍行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供借鑒與參考。

1電鍍廠房建筑設(shè)計的基本原則

電鍍廠房是為滿足電鍍生產(chǎn)需求而設(shè)計的，是為電鍍產(chǎn)品的制造及相關(guān)電鍍設(shè)備提供空間場所的建筑物。電鍍廠房建筑設(shè)計的特點是技術(shù)復(fù)雜、涉及的專業(yè)領(lǐng)域多、工作量大、并對防腐與通風(fēng)有較高的要求[1]。

在進(jìn)行電鍍廠房建筑設(shè)計時，應(yīng)首先立足于滿足電鍍工藝生產(chǎn)的要求。建筑設(shè)計人員需要和電鍍企業(yè)的專業(yè)人員進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，根據(jù)實際情況提煉出相關(guān)的建筑設(shè)計信息，在滿足實際任務(wù)書和電鍍工程師提供的生產(chǎn)工藝資料的前提下，與其他專業(yè)人員進(jìn)行充分協(xié)商，使建筑設(shè)計能滿足電鍍生產(chǎn)的各項要求。在確定電鍍企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的前提下，適當(dāng)留有空間以便企業(yè)將來改進(jìn)工藝或擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模所用。

在電鍍廠房的建筑設(shè)計過程中，充分應(yīng)用可靠、先進(jìn)的技術(shù)，使廠房的設(shè)計符合清潔生產(chǎn)的要求；遵從美觀、實用、經(jīng)濟(jì)的原則，注重環(huán)保和節(jié)能。根據(jù)電鍍行業(yè)的特點，廠房的建筑設(shè)計需從可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)，重視三廢處理，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，力爭做到清潔生產(chǎn)和物料的綜合利用，此外還需嚴(yán)格遵循建筑設(shè)計的各項規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如防火、防震及安全等[2]。

2電鍍廠房設(shè)計發(fā)展趨勢探討

2.1電鍍廠房設(shè)計的人性化趨勢[3-4]

隨著社會的進(jìn)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(shè)計理念也應(yīng)從以生產(chǎn)設(shè)備為本轉(zhuǎn)向以人為本。員工對所處的廠房環(huán)境不僅有方便、舒適及安全等物質(zhì)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(shè)計中，應(yīng)將人體工程學(xué)引入電鍍廠房中，真正體現(xiàn)對人的關(guān)懷，從以人為本出發(fā)，在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，更加重視人的生理和心理需求。為實現(xiàn)提高員工工作效率的目的，在電鍍廠房設(shè)計時應(yīng)對內(nèi)外部同時進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計，達(dá)到空間、環(huán)境與人三位一體和諧統(tǒng)一的效果，進(jìn)而使員工們產(chǎn)生對公司的歸屬感和對廠房的親切感。

在電鍍廠房內(nèi)部空間中，可嘗試通過正確運用色彩規(guī)律減輕員工的視覺疲勞，保證生產(chǎn)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(nèi)部建筑形體以及相應(yīng)生產(chǎn)模塊流程的限制，因此可以用色彩上的視覺沖擊彌補工業(yè)建筑形體相對單調(diào)、枯燥的缺陷。在電鍍廠房內(nèi)部的不同功能分區(qū)上也可用色彩的差異來體現(xiàn)，若所在電鍍廠區(qū)工藝流程復(fù)雜或構(gòu)筑物、建筑物等內(nèi)容比較繁雜時，可將不同的色彩用于不同的區(qū)域的門窗、外墻或屋頂?shù)忍幾鳛楣δ芊謪^(qū)的標(biāo)志。

對于電鍍企業(yè)來說，綠化的重要性不言而喻。由于電鍍生產(chǎn)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(shè)計中可通過引入自然環(huán)境來減少此類污染對員工的危害，進(jìn)而有效的凈化空氣，美化廠區(qū)環(huán)境，促進(jìn)廠區(qū)生態(tài)平衡?？梢钥紤]將綠化融入工作、休息的空間，使其變成綠色生態(tài)空間，這不僅可以美化廠區(qū)環(huán)境促進(jìn)生態(tài)平衡，而且也會使員工的身心健康得到更好的保障，進(jìn)而提高員工的工作積極性，提高生產(chǎn)效率。

2.2電鍍廠房外觀設(shè)計的優(yōu)化[5]

在電鍍廠房的建筑設(shè)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(shè)計。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑新技術(shù)和新材料的出現(xiàn)，企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)觀念也發(fā)生了變化，電鍍企業(yè)逐步開始關(guān)注廠房建筑的視覺效果、心理效果等。因此，設(shè)計人員在進(jìn)行電鍍廠房建筑設(shè)計與工藝流程、結(jié)構(gòu)選型等配套的同時，還要重視與企業(yè)之間的交流溝通以及對藝術(shù)處理效果對廠房建筑的影響。如果處理得當(dāng)，整個廠區(qū)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(qū)、廠房建筑會給人留下深刻印象，這也有利于提升企業(yè)的形象與品牌知名度。

2.2.1基于企業(yè)文化的建筑特色設(shè)計

重視與電鍍企業(yè)之間的交流溝通。設(shè)計人員在進(jìn)行電鍍廠房的建筑設(shè)計時，通常根據(jù)工藝專業(yè)提出的條件和自己的經(jīng)驗來完成設(shè)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(yè)文化需要，承擔(dān)社會文化載體的作用。每個企業(yè)都有自己的企業(yè)歷史背景文化特點，廠房在進(jìn)行建筑和環(huán)境設(shè)計時應(yīng)考慮到企業(yè)的歷史、風(fēng)格等特點，并有相應(yīng)的體現(xiàn)。設(shè)計人員在設(shè)計初期應(yīng)與企業(yè)主進(jìn)行深層次地溝通，深入了解企業(yè)的文化，重視企業(yè)的傳統(tǒng)。通過細(xì)節(jié)處理、色彩及材料等不同的設(shè)計方法，完整的體現(xiàn)出企業(yè)的獨特之處。

2.2.2優(yōu)化電鍍廠房的立面設(shè)計

建筑立面的虛實關(guān)系、色彩質(zhì)感、建筑細(xì)部及比例劃分等是立面設(shè)計的重點。通過立面設(shè)計和人為的藝術(shù)修飾加工，使電鍍廠房樸實的幾何空間具有內(nèi)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(shè)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(shè)計部分，是為了廠房內(nèi)通風(fēng)采光而設(shè)置的，合理的門窗組合設(shè)計可有效地體現(xiàn)出墻面虛實關(guān)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(jìn)行分類，如建筑構(gòu)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(fēng)形式是機(jī)械通風(fēng)，但是廠房通風(fēng)口的設(shè)置會影響電鍍廠房的立面設(shè)計。機(jī)械通風(fēng)的通風(fēng)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(fēng)裝置

立面布置中通風(fēng)口的造型與高度設(shè)置不同，產(chǎn)生的立面效果也不同，盡量將其納入立面設(shè)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(shè)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(fēng)口設(shè)置的高度不宜過低，應(yīng)盡量避免布置在人高度范圍內(nèi)的立面位置中，以減少室內(nèi)排出的濁氣對室外行人的干擾。

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

圖3　建筑開口與空氣流通關(guān)系圖

2.3電鍍廠房排水系統(tǒng)設(shè)計

排水系統(tǒng)的設(shè)計也是電鍍廠房設(shè)計中的一個重要部分。電鍍行業(yè)是重污染的行業(yè)，耗能、耗水比較多，隨著人們環(huán)保意識增強，電鍍行業(yè)進(jìn)行清潔生產(chǎn)勢在必行。

清潔生產(chǎn)是一種新的思維方式，是對傳統(tǒng)的以治理為主的環(huán)保戰(zhàn)略的補充與改進(jìn)。清潔生產(chǎn)是指通過不斷采取改進(jìn)設(shè)計、使用清潔的能源和原料、采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)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(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害。

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

目前工程實踐中，有些工廠仍采用傳統(tǒng)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(xiàn)代清洗技術(shù)——逆流漂洗技術(shù)的出現(xiàn)，很好的改變了這一現(xiàn)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(jìn)行漂洗，自來水經(jīng)離子交換處理后從末級清洗槽進(jìn)入，然后依次向上一級清洗槽分階段逐級導(dǎo)槽補入，從初級清洗槽溢出的清洗水再進(jìn)入貯存罐回收貯存，經(jīng)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(jié)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(huán)噴洗回收利用技術(shù)在新型高效環(huán)保電鍍廠中得到了很好的實際發(fā)展。即在車間生產(chǎn)鍍液被帶出的過程中實時地進(jìn)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(jīng)噴洗后的鍍液廢水經(jīng)過濾器全部返回電鍍槽，最后工件進(jìn)行水清洗時所產(chǎn)生的廢水，通過專用的離子交換樹脂處理后使廢水達(dá)到近100%的閉路循環(huán)利用。

在最后的廢水處理過程，可根據(jù)需要對電鍍廢水進(jìn)行分類專線處理，即在生產(chǎn)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(yīng)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(jīng)過反滲透工藝脫鹽后，可作為中水回流到生產(chǎn)車間的清洗槽中實現(xiàn)循環(huán)再利用。

2.4新技術(shù)、新材料在電鍍廠房建筑設(shè)計中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的電鍍廠房主要以磚、混凝土作為建筑材料，這些材料質(zhì)量大、施工速度慢。而新材料與新技術(shù)的運用可使電鍍廠房向輕質(zhì)高強、大跨度、大空間、多層甚至高層、多功能方向發(fā)展，輕型結(jié)構(gòu)與材料的出現(xiàn)不但有效減少了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量而且加快了廠房的建設(shè)速度，還有利于廠房的改建和擴(kuò)建。

環(huán)保型電鍍廠可在外墻體上使用環(huán)保綠色新材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的建筑材料，該墻體材料主要由農(nóng)業(yè)殘渣和工業(yè)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(huán)保，而且隔音隔熱效果好，后期維護(hù)成本低，可滿足后期相應(yīng)的升級擴(kuò)建改造需要。

現(xiàn)代化電鍍廠為提高企業(yè)效益也應(yīng)向高效率、高性能及高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)看齊，對廠房內(nèi)的保溫材料進(jìn)行升級改造是其中的重要一環(huán)。工廠在輕質(zhì)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(zhì)量穩(wěn)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(jié)能降耗的要求。

利用非金屬材料設(shè)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(nèi)的門窗，傳統(tǒng)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?？蓢L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(jié)約能源，走可持續(xù)發(fā)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(shè)計中為了有效地達(dá)到節(jié)能減排，減少企業(yè)的平時運行費用和對環(huán)境的污染，首先應(yīng)提高企業(yè)主和設(shè)計人員的節(jié)能意識。例如，在人們的傳統(tǒng)觀念中，為節(jié)省基建投資，電鍍廠房的保溫措施遠(yuǎn)低于民用建筑標(biāo)準(zhǔn)。但從可持續(xù)發(fā)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(yuǎn)遠(yuǎn)超過了節(jié)約下來的基建投資[6]。

其次是運用多方面的節(jié)能技術(shù)。節(jié)能降耗可以從利用太陽能、自然通風(fēng)、天然采光及采用新材料等方式中體現(xiàn)出來。例如電鍍廠房溫度高，濕度大，散發(fā)大量有害氣體，對通風(fēng)的要求很高。機(jī)械通風(fēng)效果顯著，但是耗能較大。在進(jìn)行廠房建筑設(shè)計時，可以通過合理的確定通風(fēng)口的位置、數(shù)量與天窗開口面積，使廠房具有良好的自然通風(fēng)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(jié)能主要從門窗屋頂節(jié)能、建筑朝向、平面形狀與圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面考慮。嘗試通過安裝節(jié)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(dǎo)和交換。還可以在門窗邊框上使用保溫發(fā)泡材料，有效減小門窗的縫隙，減少熱量損失?；蛘邍L試在墻體的構(gòu)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(shè)計時將節(jié)能降耗、可持續(xù)發(fā)展的理念貫穿其中，將位置大小、門窗數(shù)量、立面造型與外墻厚度有機(jī)結(jié)合，使其不但滿足電鍍生產(chǎn)的外部環(huán)境需求，而且能減少能耗。

3結(jié)束語

隨著國內(nèi)電鍍工業(yè)園區(qū)的發(fā)展，對電鍍廠房的建筑設(shè)計提出了更高的要求。設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)充分考慮電鍍工藝特點，在廠房設(shè)計中要確立以人為本的設(shè)計理念，還要更多地考慮廠房建筑室內(nèi)空間與外觀設(shè)計的優(yōu)美，為員工創(chuàng)造良好的工作空間，促進(jìn)員工身心健康；另外要將電鍍廠房設(shè)計與科技發(fā)展成果有機(jī)結(jié)合，利用新的科技成果創(chuàng)造出符合人體工學(xué)、環(huán)境友好型的電鍍廠房。

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基金項目：河北省社會科學(xué) (HB15SH048)

收稿日期：2015-07-17修回日期： 2015-10-10

中圖分類號：TQ150.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3849.2016.02.005