工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)在污水處理廠的應(yīng)用研究
——以北京稻香湖污水處理廠為例

徐碩 張濤

北控水務(wù)北部大區(qū)技術(shù)部 北京 100000

1 研究背景

北控水務(wù)集團(tuán)在全國的污水處理廠有300多座，而這個(gè)數(shù)量每年都在程增長的趨勢。其中一些重點(diǎn)水廠項(xiàng)目是國家環(huán)保教育基地和國家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目，承載著向市民和外賓展示低碳、環(huán)保、生態(tài)、市政基礎(chǔ)設(shè)施的重要功能。而其中的北京海淀區(qū)的稻香湖污水處理廠由于其地理位置的重要與其高標(biāo)準(zhǔn)的定位，不僅是海淀區(qū)水務(wù)局展示污水治理工作和平時(shí)辦公的地點(diǎn)，它也承載著第一批向政府和市民進(jìn)行環(huán)保展示的功能。由于早期建設(shè)稻香湖水廠時(shí)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(jí)領(lǐng)導(dǎo)和市民對(duì)該水廠的重視，政府和企業(yè)共同希望將稻香湖污水廠進(jìn)行升級(jí)打造，讓其能夠成為政企合作對(duì)外展示的樣板水廠。

2 風(fēng)格定位

首先需要在各種設(shè)計(jì)風(fēng)貌定位中進(jìn)行篩選，選擇一個(gè)最適合污水處理廠的風(fēng)格定位。通過對(duì)現(xiàn)代簡約風(fēng)格、工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)風(fēng)格、新自然主義風(fēng)格等多種設(shè)計(jì)風(fēng)貌對(duì)比后，發(fā)現(xiàn)工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)風(fēng)格中的功能美、技術(shù)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(shè)計(jì)要求契合度是較高的。

工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)是一門覆蓋領(lǐng)域很廣的交叉學(xué)科，是工程技術(shù)、人類學(xué)、人文藝術(shù)、環(huán)保等有機(jī)結(jié)合的一門邊緣學(xué)科，它是工業(yè)化過程中，工業(yè)產(chǎn)品的工程技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。而這一點(diǎn)與污水處理廠的設(shè)計(jì)恰好適配。污水處理廠是城市中的污水管網(wǎng)的污水的集中處理轉(zhuǎn)化站，是一系列工程處理模塊的集合。根據(jù)水規(guī)模處理量和工藝的不同，水廠的面積和布局方式也會(huì)有相應(yīng)的變化，但是大部分工藝模塊的設(shè)計(jì)內(nèi)容都是基本相同，只是排列組合和參數(shù)會(huì)有相應(yīng)的變化。而工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)理念中的以“功能美、技術(shù)美、材料美、形式美”四美的方式進(jìn)行規(guī)則化的設(shè)計(jì)展現(xiàn)則可以應(yīng)用在污水處理廠的設(shè)計(jì)中。盡管污水處理廠的設(shè)計(jì)與工業(yè)美學(xué)打造設(shè)計(jì)之間有著較高的匹配度，但是在實(shí)際應(yīng)用方面，還未有很多兩者成功結(jié)合的案例。本次設(shè)計(jì)的方案也將在這兩種形式的設(shè)計(jì)結(jié)合打造上進(jìn)行突破。

3 稻香湖污水廠的工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目范圍

稻香湖再生水廠是北控水務(wù)集團(tuán)和海淀水務(wù)局共同建設(shè)運(yùn)營的一個(gè)全地下式污水處理廠，占地面積約4公頃。在建設(shè)初期，為了節(jié)約用地，設(shè)計(jì)采用了三層緊湊集約型設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方法可以有效的減少臭氣對(duì)于周邊的影響，花園式的外觀也將水廠最美觀的部分對(duì)外進(jìn)行了展示。本項(xiàng)目本次改造的部分主要是地下一層能夠有對(duì)外展示作用的區(qū)域，這也是水廠內(nèi)部能夠?qū)ν庹故竟に嚿a(chǎn)的區(qū)域，而地下二層由于水廠的安全性因素，其僅對(duì)廠區(qū)專業(yè)運(yùn)維人員進(jìn)行開放，因此不在本次工業(yè)美學(xué)改造設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)。

3.2 項(xiàng)目問題梳理

風(fēng)格確認(rèn)后，下一步即是對(duì)廠區(qū)存在問題進(jìn)行調(diào)查與研究，在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)水廠改造前的問題主要是以下三方面。

1、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)問題：

①生產(chǎn)空間和參觀空間無區(qū)分，無明確的路線引導(dǎo)，沒有明顯的導(dǎo)視講解牌，讓訪客很難在參觀過程中體驗(yàn)到水廠工藝部分的設(shè)計(jì)。

2、設(shè)計(jì)氛圍問題：

①廠區(qū)照明設(shè)施不足，燈光排布混亂，照明點(diǎn)不夠集中，使得每個(gè)工藝模塊參觀感受較差。②墻皮和地面脫落嚴(yán)重，給人感覺水廠整體比較老舊。

3、細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)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(cuò)誤；②除臭罩設(shè)計(jì)感比較劣質(zhì)，無法體現(xiàn)出該水廠高品質(zhì)的定位。見圖1（稻香湖水廠改造前現(xiàn)場照片）。有些位置密封不嚴(yán)，有臭氣泄露現(xiàn)象。③ 燈具、大門、窗戶等沒有體現(xiàn)出設(shè)計(jì)感。

圖1 稻香湖水廠改造前現(xiàn)場照片

3.3 工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)原則的應(yīng)用

無規(guī)律的設(shè)計(jì)往往會(huì)讓人感受比較雜亂，有規(guī)律的重復(fù)設(shè)計(jì)會(huì)讓人感受到秩序感和形式感。工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)中大量的冷硬風(fēng)格和工業(yè)風(fēng)格元素的重復(fù)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(huán)境較為壓抑和布局雜亂的情況，需要在以下方面進(jìn)行改造：

1、在參觀流線上，根據(jù)功能分區(qū)的梳理分出主路游，創(chuàng)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(jìn)行串聯(lián)。

2、在設(shè)計(jì)氛圍中，注重使用色彩搭配突出“穩(wěn)重、現(xiàn)代、工業(yè)美學(xué)”特色定位。在燈光和整體色彩亮度中進(jìn)行調(diào)整，發(fā)揮出工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)中明亮和高對(duì)比度的特色。這個(gè)特色可以使原本較為平淡的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生聚光的效果，給人重點(diǎn)分明的感受。

3、在材質(zhì)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(xiàn)頻率高的配件。

4、將工業(yè)美學(xué)的四美原則“功能美、技術(shù)美、材料美和形式美”應(yīng)用在整個(gè)項(xiàng)目的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中，讓整個(gè)水廠形成有機(jī)的整體。

本次改造項(xiàng)目包含的模塊內(nèi)容是：廠區(qū)整體色彩工業(yè)美學(xué)提升、通風(fēng)除臭管道整改、除臭罩更換、燈光設(shè)計(jì)、路線布置等，通過工業(yè)美學(xué)的設(shè)計(jì)原則，將這些設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行有機(jī)的串聯(lián)結(jié)合，借此一改以往的廠區(qū)生產(chǎn)遺留問題與臟亂差的形象。

4 廠區(qū)升級(jí)改造后的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)

4.1 光與色彩的搭配應(yīng)用

在整個(gè)設(shè)計(jì)中，管道的處理方式是一個(gè)重要的難點(diǎn)部分。由于水廠需要24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，不能出現(xiàn)停產(chǎn)停工情況。因此更換管道這個(gè)方式并不適合于本次改造。而另一個(gè)方案涂刷管道的方式又太費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且完全不能解決管道布線上的瑕疵。在認(rèn)真研究稻香湖地下廠區(qū)光影分布情況之后，本次設(shè)計(jì)使用改變頂棚顏色和重新布置光源的設(shè)計(jì)方法對(duì)雜亂的管線進(jìn)行隱藏。對(duì)于有天光引入的區(qū)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(qū)域，頂棚采用涂刷深灰色的設(shè)計(jì)方法。這個(gè)設(shè)計(jì)方式需要與燈光光源的布置進(jìn)行巧妙的結(jié)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(dǎo)，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(dǎo)，這樣原有較為雜亂的區(qū)域，就呈現(xiàn)出了非常整潔干凈的效果，光源也更能夠更加集中在廠區(qū)需要照明的區(qū)域。并同時(shí)能夠增加廠區(qū)顏色的對(duì)比度。見圖2（改造后的廠區(qū)效果）。

圖2 改造后的廠區(qū)效果

4.2 整體色彩的應(yīng)用

整個(gè)設(shè)計(jì)墻面和房頂選取黑白灰色調(diào)，營造工業(yè)廠房的簡潔干凈色調(diào)。配色上加強(qiáng)了對(duì)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(qū)和生產(chǎn)區(qū)。參觀區(qū)選取可以代表水廠的穩(wěn)重藍(lán)色，生產(chǎn)區(qū)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(qū)的安全管理性。同時(shí)在有特殊標(biāo)注安全需要的部分用亮黃色警戒線進(jìn)行區(qū)分。已經(jīng)隱藏在頂棚內(nèi)的管道顏色涂刷符合國家的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，采用的是《工業(yè)管道的基本識(shí)別色、識(shí)別符號(hào)和安全標(biāo)識(shí)規(guī)范》GB7231-2003[1]和《城市污水處理廠管道和設(shè)備色標(biāo)》CT/J 158-2002標(biāo)準(zhǔn)用色環(huán)進(jìn)行標(biāo)注[2]。彩色的標(biāo)注色環(huán)在深色的背景下更加方便尋找并且易于進(jìn)行區(qū)分。

4.3 除臭罩的特色設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的地下水廠中，預(yù)處理區(qū)域作為污水的第一個(gè)處理單元都會(huì)有一些刺鼻氣味，因此除了必備的除臭通風(fēng)設(shè)施之外，很多水廠也會(huì)在預(yù)處理單元增設(shè)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(yīng)用上之后，不僅影響了美觀，而且完全將預(yù)處理這個(gè)部分與外界隔離開來，除臭罩之內(nèi)只有運(yùn)營人員可以進(jìn)入，除臭罩之外看向預(yù)處理部分，里面所有設(shè)備設(shè)施和數(shù)據(jù)都是模模糊糊，失去了設(shè)備的展示性。

本次設(shè)計(jì)的特色之處在于對(duì)除臭罩進(jìn)行了整體的改良設(shè)計(jì)。讓其不僅具備隔離臭氣的功能性，同時(shí)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(shè)計(jì)中除要保證其結(jié)構(gòu)安全外，同時(shí)讓除臭罩的窗格分隔按照櫥窗展示的排布進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且把傳統(tǒng)鋁合金的銀白色改成深色，增加了豎向空間上的對(duì)比度。鋼化玻璃的通透性更強(qiáng)，訪客途徑此處可以看到運(yùn)營人員是如何開展設(shè)備檢查的，也可以看到預(yù)處理單元的設(shè)施和數(shù)據(jù)參數(shù)，徹底改變了預(yù)處理部分不能讓訪客停留的問題。見圖3（除臭罩的特色設(shè)計(jì)效果）。

圖3 除臭罩的特色設(shè)計(jì)效果

4.4 標(biāo)牌的特色設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目不再使用原有水廠中的簡單海報(bào)樣式的展示形式，而是將展示都融入到了水廠的整體設(shè)計(jì)中。其中部分墻面的設(shè)計(jì)應(yīng)用為水廠的工藝模塊展示設(shè)計(jì)。將工藝模塊濃縮成小型的示意圖進(jìn)行展示，每一個(gè)細(xì)節(jié)都用亞克力材料進(jìn)行單獨(dú)拼接。當(dāng)訪客整體參觀完水廠準(zhǔn)備出去前，還可以在展示墻上再次回顧整個(gè)廠區(qū)的工藝情況。見圖4（標(biāo)識(shí)牌展示墻設(shè)計(jì)效果）。另外，本項(xiàng)目還將指示標(biāo)識(shí)落實(shí)在了地面上，不僅有很好的引導(dǎo)性，而且也與廠區(qū)整體的設(shè)計(jì)形式融為了一體。

圖4 標(biāo)牌展示墻設(shè)計(jì)效果

5 結(jié)語

本次項(xiàng)目研究的重點(diǎn)是將工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)行巧妙的融合，并在北京稻香湖污水廠進(jìn)行了重點(diǎn)的實(shí)踐。通過本次的設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以看到這兩種設(shè)計(jì)體系的結(jié)合是完全可以達(dá)到預(yù)設(shè)目標(biāo)的。可以讓污水處理廠作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，并同時(shí)具備展示性。污水處理廠肩負(fù)著接待來賓，展示政企合作的重要意義，其中的美學(xué)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(shí)踐已經(jīng)能夠初步看出工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)的理念和方法給污水處理廠帶來的廠區(qū)風(fēng)貌的提升。希望在未來的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，可以看到更多的可能性。