清华院素朴工作室新作：宜兴污水概念厂，基础设施的诗意田园

编辑：李博超 | 校对：李博超 | 2023.12.07 18:15

设计单位 清华大学建筑设计研究院有限公司素朴工作室

项目地点 江苏无锡

建成时间 2021年9月

建筑面积 33484平方米

宜兴城市污水资源概念厂，是将传统污水处理厂升级打造为资源循环工厂的重要实践项目，也是减少污水处理厂的邻避效应，将传统封闭的治污工厂变为环境友好、科普教育、面向未来的可持续基础设施，也是将传统治污工厂升级为生态友好型、资源再利用型的现代概念工厂。

中国城市污水处理概念厂专家委员会，从2013年开始，几经酝酿，提出了“建设面向未来的中国城市污水处理概念厂”的构想，并明确了概念厂的四个追求：水质永续、能量自给、资源循环、环境友好。本次设计的概念厂，整体建设包含污水处理（处理量20,000吨/日）、污泥与有机质处理中心（处理量100吨/日）、科学管理中心（5234平方米）、实验线中试区等内容。整体建构筑面积约33,000平方米，厂区的红线面积约8公顷。

厂区规划注重如下四点：高效布局集约用地、变传统治废为资源循环工厂、景观建筑一体化设计、“环境、社会，人文”全方位的可持续。

▲ 项目视频 ©SUP Atelier of THAD

集约布局

整体建筑分为三个组团：分别是北侧的水区（污水处理）、西侧的泥区（污泥与有机质处理）、东南侧的研发办公区。三个组团各自有独立的出入口及前场空间，并借助环绕中部共享的水务花园景观的参观连桥为纽带将三个分散的单元串成整体。连桥的设置不仅能使人从更立体的角度了解污水资源工厂，同时将三个组团从空间上隔开，避免相互干扰，实现建筑景观一体化。

得益于场地内紧凑的布局，整体规划为厂区节省了约1.8公顷的北侧预留发展用地。这些绿化空地，也为厂区内的整体海绵设计和场地内的雨水净化与利用做出了贡献。

为进一步实现三维空间上的布局集约，概念厂的管理办公区与研发中试区立体叠合布置。底部的研发中试区需要大跨度、高净空以满足实验条件，四周开敞，避雨且可自然通风排烟；借助中试区的层高，在其东侧布置了3层的配套实验辅助用房及设备层，并在其顶部集中设置厂区内的管理办公、会议展陈等空间。

趣味体验

水区部分画龙点睛的处理，是紧贴二沉池南侧的池子咖啡和中控展示厅这一线性序列空间。这部分不仅严丝合缝地与二沉池构筑物咬合，也是建筑、景观、室内、照明一体化的设计处理。咖啡区室内无柱的整体空间，南北通透，配合不同时段的多功能布局，满足科普课堂、学术论坛、冷餐会等各种使用模式。考虑到各类使用场景，咖啡区的场所气质需既优雅得体又亲切有趣，故诸如天窗、照明灯具、空调风口等功能元素，都通过精确的定位和设计处理来营造室内的视觉美学，力图实现“没有装饰的装饰”。

此外，屋顶圆形天窗的均匀布置，实现了咖啡厅白天完全依靠自然采光的不开灯模式。与天窗直径完全一致，间隔布置的圆形拉膜灯和圆形天窗顶部暗藏的环形灯，则实现了夜间与白天和而不同的照明效果。为改善咖啡厅内的自然通风，三个天窗被处理成可从侧面开启的高侧窗，在提高室内舒适度的同时减少空调的依赖与能耗。室内的空间美学与节能减碳的可持续设计原则，在此合体。

池子咖啡天窗照明一体化设计摄影：夏至（分析图绘制：SUP Atelier of THAD）

体验的趣味性亦体现于整个厂区的设计中：立体的参观动线，自广场草坡而起，至广场水池双螺旋而终，将办公研发区、污水处理区、有机质处理区这三大功能板块环绕成一片抽象的“三叶草”，为来访者带来一场移步换景的动态体验。

公众的参观与厂区的日常运行和维护界面立体分流，在保证公众可近距离观看各类处理工艺的前提下，不影响厂区内的安全生产与正常运营。这一立体参观动线和公共广场的设立，加深了公众对概念厂的了解，增强了公众与工厂之间的互动：户外广场、草坡、景观水池可以办音乐节、文化周、户外婚礼等丰富活动，更多地参与开放的公众生活。

立体环廊的焦点，是位于广场中部镜面水池上集“力与美”一体的双螺旋坡道。结构设计师巧妙借助支撑点位的选择，结合建筑的形态设计，让一端出挑的桥体与另一端的双螺旋坡道互相平衡。结构设计轻巧，用钢量节省，造型别致有张力。双螺旋坡道作为参观路径的终点，不仅是全厂的标志性空间，更是通过整体造型在水面的倒影，让“处理后的净水”这一抽象的概念有了具象而动人的画面。

设计美感

在概念厂的建筑设计中，度的把握和克制也非常的关键。它虽然是不同于常规污水处理厂的示范项目，但终究还是需要理性控制的市政工程。故整体厂区的建筑设计全靠建筑自身的功能元素来实现，借助体量的虚实、窗洞口的布局，楼梯、庭院、天窗的设计来优化建筑品质，用最基本的元素实现整体设计效果。

如水区的主体部分，是各处理池和机房的本色出演。清水混凝土池体奠定了朴素的工业感的基调，池体上考究的管线排布和必要的上盖设施增添了构筑物的细节。

有机质处理区（泥区）在完全尊重工艺流程的前提下，设计着重处理了三个要点，使泥区厂房融入整体园区的建筑语言里：其一，借助厂房底层与顶层的体量差异，让局部屋顶成为“三叶草”立体参观路径的一部分；其二，在满足进排风、采光、管线安装的前提下，用模数化的建筑窗墙单元打造简洁整体的厂房建筑立面，弱化厂房因功能要求造成的不规则体型；其三，烟囱的设计，泥区顶部因除臭装置和排热的功能设有几根烟囱，通过对这几根烟囱的定制设计体现泥区工业建筑的特色，让它成为泥区一景。

研发办公建筑的单体也遵循了相同的设计宗旨。底层为10米净高的研发中试区大空间，局部配有二层的辅助用房：作为化验室和仪器储存室，同时作为研发中试区与公共广场、花园绿地的缓冲屏障。建筑顶部的圆形空间则是概念厂管理和研发人员的日常办公区，涵盖企业管理的综合职能。

底层的研发中试区高空间，每一列柱网对应一组独立的水处理集装箱试验线，顶部预留吊装设备方便试验装置更换。中试区顶部在顶层内院空间中设置了天窗，为大进深实验空间提供自然采光。同时北侧外墙上随机设置的砌块圆洞，进一步优化了大空间的采光和通风。顶层办公区借助中间的圆形内院，不仅改善了室内的自然通风与采光，还顺带实现了空间和功能的分区：大进深空间用作开放办公区、公共会议室和展厅；小进深空间用作独立办公室、洽谈室等，以满足不同性质的空间需求。

资源循环

城市生活污水，经一系列水处理工艺净化后，达到卫生洁净标准的水，既可作为周边农田鱼塘的生态补给，实现生态环境中的水资源循环。同时净化过程中分离出的磷可以作为农业肥料的原材料，分离出的污泥与从城市里回收的餐厨垃圾和从周边农村回收的秸秆，禽畜粪便等有机废物混合后，通过特殊的处理工艺，产生沼气和有机物料。其中沼气可用于发电，用于厂区的能源供给，有机物料经处理后最终可成为营养土，有效实现城乡物资的良性循环。

园区的整体景观设计，也以生态永续、资源循环为目标。厂区竖向实现无雨水管网，完全借助景观高程设计组织地块内的雨水，重新回到大自然的生态循环中。景观的绿植配置，依靠农业景观和本地多样性的植被搭配，不求落地成景，借助时间和自然界新陈代谢的力量，形成兼具观赏性和生态多样性的郊野湿地景观。

结语

项目建成后，也引发了国际不同专业背景专家们的关注和探讨：借助建筑和空间环境的整体设计，将一直隐藏的污水处理的资源价值，用直观的方式体现出来，让公众对环境基础设施建立新的认识，逐步接纳它们作为城乡资源循环和城市公共生活里重要而积极的一部分。

附文：

项目英文介绍

The Concept WRRF Yixing, is a future-oriented Water Resource Recovery Facility & factory. The aim of the project is to upgrade conventional sewage treatment plants to environmental-friendly and recycling-oriented plants. Alleviating the Not-in-my-backyard effect, the upgrade will transform a closed pollution-control plant into a sustainable and future-oriented infrastructure project that is environmental-friendly, open to the public, harmonious with its neighborhood and available for science education.

the site of the project, surrounded by waters and farmlands, abounds in ecological resources. In the 8-hectare site for the plant, 20,000 square meters of structures have been built, including a sewage treatment plant with a capacity of 20,000 t/d, a sludge & OM treatment center with a capacity of 100 t/d, a science management center (5234 m2) and a pilot zone for experimental lines.

The overall planning of the plant is implemented in pursuit of an intensive layout, the efficient use of land, the integration of landscape & buildings, and the care for human.

The waste water will be treated into clean water , fertilizers and energies, such as biogas and thermal energy. The clean water will irrigate farmland and return to nature. The fertilizers and energies are sustainable products from waste resources.

A special “Tank Cafe” clings to the southern wall of a secondary sedimentation tank. The specially designed space can be also transformed into a muti functional conference hall or exhibition hall, serving for both professional and popular science activities. Several small courtyards scattered in the coffee shop has optimized views and positions of openings while covering structural elements and separating different zones.

Here people can percept, experience or even play with its features, enjoying the changes of nature, the diversity of ecological environment. Through the project, the conservation of resources, the care for environment and the respect for humanity are spread to the public.

The core value of the project lies in creating a conceptual plant that not only meets industrial demands, but also serves as a public space that draws people close to it. Here people can percept, experience or even play with its features, enjoying the changes of nature, the diversity of ecological environment and the ever-changing patterns of light. Through the delicate spatial experience, concepts of the plant are conveyed to people, raising their awareness for the conservation of resources, the care for environment and the respect for humanity.

The overall planning and architectural design of the plant area respect and integrate the design of sewage and sludge treatment processes, and basically achieve the four goals of "water quality sustainability, resource recycling, energy self-sufficiency, and environmental friendliness".

After a series of water treatment processes to purify urban domestic sewage with an average daily volume of 20000 tons, the water resources produced can be adapted to local conditions and maximally applied to urban and rural life production and ecological supply; The organic matter, nitrogen, phosphorus, and other nutrients produced can provide stable quality fertilizers for surrounding agriculture, planting, landscape, and other industries, drive their industrial upgrading towards green development, and effectively achieve a virtuous cycle of urban and rural materials. Since the formal operation of the wastewater resource concept plant in October 2021, with the help of the comprehensive utilization model of "water fertilizer gas", and through continuous adjustment and optimization, the plant has achieved a self-sufficiency rate of 65% to 85% of the total energy in the plant area, and the water purification center has achieved 100% energy self-sufficiency.

At the same time, it also marks another substantive achievement in the pursuit of "water quality sustainability, energy self-sufficiency, resource recycling, and environmental friendliness" by concept plants, And will set a far-reaching practical benchmark for relevant exploration in other regions of China.

设计图纸 ▽