工业美学设计在污水处理厂的应用研究
——以北京稻香湖污水处理厂为例

徐硕 张涛

北控水务北部大区技术部 北京 100000

1 研究背景

北控水务集团在全国的污水处理厂有300多座，而这个数量每年都在程增长的趋势。其中一些重点水厂项目是国家环保教育基地和国家级重点项目，承载着向市民和外宾展示低碳、环保、生态、市政基础设施的重要功能。而其中的北京海淀区的稻香湖污水处理厂由于其地理位置的重要与其高标准的定位，不仅是海淀区水务局展示污水治理工作和平时办公的地点，它也承载着第一批向政府和市民进行环保展示的功能。由于早期建设稻香湖水厂时的工期较短，资金的限制，和几年来墙皮地板老化等因素，该水厂的展示效果并非令人满意。随着各级领导和市民对该水厂的重视，政府和企业共同希望将稻香湖污水厂进行升级打造，让其能够成为政企合作对外展示的样板水厂。

2 风格定位

首先需要在各种设计风貌定位中进行筛选，选择一个最适合污水处理厂的风格定位。通过对现代简约风格、工业美学设计风格、新自然主义风格等多种设计风貌对比后，发现工业美学设计风格中的功能美、技术美、材料美、形式美等特色与水厂要求的简约，大方，少装饰性，以功能性为主的设计要求契合度是较高的。

工业美学设计是一门覆盖领域很广的交叉学科，是工程技术、人类学、人文艺术、环保等有机结合的一门边缘学科，它是工业化过程中，工业产品的工程技术与艺术相结合的创新设计。而这一点与污水处理厂的设计恰好适配。污水处理厂是城市中的污水管网的污水的集中处理转化站，是一系列工程处理模块的集合。根据水规模处理量和工艺的不同，水厂的面积和布局方式也会有相应的变化，但是大部分工艺模块的设计内容都是基本相同，只是排列组合和参数会有相应的变化。而工业美学设计理念中的以“功能美、技术美、材料美、形式美”四美的方式进行规则化的设计展现则可以应用在污水处理厂的设计中。尽管污水处理厂的设计与工业美学打造设计之间有着较高的匹配度，但是在实际应用方面，还未有很多两者成功结合的案例。本次设计的方案也将在这两种形式的设计结合打造上进行突破。

3 稻香湖污水厂的工业美学设计应用

3.1 项目范围

稻香湖再生水厂是北控水务集团和海淀水务局共同建设运营的一个全地下式污水处理厂，占地面积约4公顷。在建设初期，为了节约用地，设计采用了三层紧凑集约型设计的模式。水厂的地下二层是工艺车间，包含了生物处理模块，沉淀池，污泥间等污水处理功能，地下一层是检修层和展示层，地面是公园和综合办公楼。这样的设计方法可以有效的减少臭气对于周边的影响，花园式的外观也将水厂最美观的部分对外进行了展示。本项目本次改造的部分主要是地下一层能够有对外展示作用的区域，这也是水厂内部能够对外展示工艺生产的区域，而地下二层由于水厂的安全性因素，其仅对厂区专业运维人员进行开放，因此不在本次工业美学改造设计的范围内。

3.2 项目问题梳理

风格确认后，下一步即是对厂区存在问题进行调查与研究，在调研中发现水厂改造前的问题主要是以下三方面。

1、系统性的设计问题：

①生产空间和参观空间无区分，无明确的路线引导，没有明显的导视讲解牌，让访客很难在参观过程中体验到水厂工艺部分的设计。

2、设计氛围问题：

①厂区照明设施不足，灯光排布混乱，照明点不够集中，使得每个工艺模块参观感受较差。②墙皮和地面脱落严重，给人感觉水厂整体比较老旧。

3、细节设计问题

①管道支架排布杂乱无章并外露，大部分管道外观陈旧老化并颜色涂刷错误；②除臭罩设计感比较劣质，无法体现出该水厂高品质的定位。见图1（稻香湖水厂改造前现场照片）。有些位置密封不严，有臭气泄露现象。③ 灯具、大门、窗户等没有体现出设计感。

图1 稻香湖水厂改造前现场照片

3.3 工业美学设计原则的应用

无规律的设计往往会让人感受比较杂乱，有规律的重复设计会让人感受到秩序感和形式感。工业美学设计中大量的冷硬风格和工业风格元素的重复使用也是想要给观者展示出整洁、干净、有序的感受。而想要改变稻香湖水厂目前的不整洁、环境较为压抑和布局杂乱的情况，需要在以下方面进行改造：

1、在参观流线上，根据功能分区的梳理分出主路游，创造有秩序的空间序列，并通过新的路线将不同的参观工艺模块进行串联。

2、在设计氛围中，注重使用色彩搭配突出“稳重、现代、工业美学”特色定位。在灯光和整体色彩亮度中进行调整，发挥出工业美学设计中明亮和高对比度的特色。这个特色可以使原本较为平淡的设计，产生聚光的效果，给人重点分明的感受。

3、在材质的选择中，尽量选择比较具有形式美感的材料，特别灯具，玻璃，门窗等出现频率高的配件。

4、将工业美学的四美原则“功能美、技术美、材料美和形式美”应用在整个项目的细节设计中，让整个水厂形成有机的整体。

本次改造项目包含的模块内容是：厂区整体色彩工业美学提升、通风除臭管道整改、除臭罩更换、灯光设计、路线布置等，通过工业美学的设计原则，将这些设计模块进行有机的串联结合，借此一改以往的厂区生产遗留问题与脏乱差的形象。

4 厂区升级改造后的设计亮点

4.1 光与色彩的搭配应用

在整个设计中，管道的处理方式是一个重要的难点部分。由于水厂需要24小时运转，不能出现停产停工情况。因此更换管道这个方式并不适合于本次改造。而另一个方案涂刷管道的方式又太费时费力，而且完全不能解决管道布线上的瑕疵。在认真研究稻香湖地下厂区光影分布情况之后，本次设计使用改变顶棚颜色和重新布置光源的设计方法对杂乱的管线进行隐藏。对于有天光引入的区域，顶棚采用白色的整体涂刷方法，将管道隐藏在整体顶棚中。在无天光引入的区域，顶棚采用涂刷深灰色的设计方法。这个设计方式需要与灯光光源的布置进行巧妙的结合，通过重新布置的光源，把原来布置在顶棚上比较分散的光源向下引导，布置在竖向的四分之三高度的位置，聚焦的光源也将人们的视线向下引导，这样原有较为杂乱的区域，就呈现出了非常整洁干净的效果，光源也更能够更加集中在厂区需要照明的区域。并同时能够增加厂区颜色的对比度。见图2（改造后的厂区效果）。

图2 改造后的厂区效果

4.2 整体色彩的应用

整个设计墙面和房顶选取黑白灰色调，营造工业厂房的简洁干净色调。配色上加强了对比度和明亮度，比起原有的全部涂刷白色更加层次感分明。地面颜色分为参观区和生产区。参观区选取可以代表水厂的稳重蓝色，生产区选取灰色地面。这样来访者可以明确知道哪些部分是可以参观和驻足的，也增加了厂区的安全管理性。同时在有特殊标注安全需要的部分用亮黄色警戒线进行区分。已经隐藏在顶棚内的管道颜色涂刷符合国家的安全规范标准，采用的是《工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识规范》GB7231-2003[1]和《城市污水处理厂管道和设备色标》CT/J 158-2002标准用色环进行标注[2]。彩色的标注色环在深色的背景下更加方便寻找并且易于进行区分。

4.3 除臭罩的特色设计

在传统的地下水厂中，预处理区域作为污水的第一个处理单元都会有一些刺鼻气味，因此除了必备的除臭通风设施之外，很多水厂也会在预处理单元增设除臭罩。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，未考虑美观性等需求，在应用上之后，不仅影响了美观，而且完全将预处理这个部分与外界隔离开来，除臭罩之内只有运营人员可以进入，除臭罩之外看向预处理部分，里面所有设备设施和数据都是模模糊糊，失去了设备的展示性。

本次设计的特色之处在于对除臭罩进行了整体的改良设计。让其不仅具备隔离臭气的功能性，同时具备了展示性。除臭罩的材料选择的是铝合金型材和双层夹胶钢化玻璃，设计中除要保证其结构安全外，同时让除臭罩的窗格分隔按照橱窗展示的排布进行设计，并且把传统铝合金的银白色改成深色，增加了竖向空间上的对比度。钢化玻璃的通透性更强，访客途径此处可以看到运营人员是如何开展设备检查的，也可以看到预处理单元的设施和数据参数，彻底改变了预处理部分不能让访客停留的问题。见图3（除臭罩的特色设计效果）。

图3 除臭罩的特色设计效果

4.4 标牌的特色设计

本项目不再使用原有水厂中的简单海报样式的展示形式，而是将展示都融入到了水厂的整体设计中。其中部分墙面的设计应用为水厂的工艺模块展示设计。将工艺模块浓缩成小型的示意图进行展示，每一个细节都用亚克力材料进行单独拼接。当访客整体参观完水厂准备出去前，还可以在展示墙上再次回顾整个厂区的工艺情况。见图4（标识牌展示墙设计效果）。另外，本项目还将指示标识落实在了地面上，不仅有很好的引导性，而且也与厂区整体的设计形式融为了一体。

图4 标牌展示墙设计效果

5 结语

本次项目研究的重点是将工业美学设计与传统的污水处理厂设计进行巧妙的融合，并在北京稻香湖污水厂进行了重点的实践。通过本次的设计实践，可以看到这两种设计体系的结合是完全可以达到预设目标的。可以让污水处理厂作为城市基础设施的一部分，并同时具备展示性。污水处理厂肩负着接待来宾，展示政企合作的重要意义，其中的美学展示性同样也可以给访客带来赏心悦目的感受。而本次的实践已经能够初步看出工业美学设计的理念和方法给污水处理厂带来的厂区风貌的提升。希望在未来的设计应用中，可以看到更多的可能性。