动物建筑功能的绿色智能性初探

谭 昇

（红山森林动物园，南京，210028）

0 引言

发展“绿色”建筑是现今国际建筑体系贯彻可持续建筑发展战略的举措和原则。首先，“绿色”动物建筑比人居建筑需求简易，有广阔的节能前景。人居建筑损害生态环境，而动物生态“绿色”体系，帮助了山体环境的生长、保护，节约了能源和资源，合理优化配制保护环境和自然资源，最大限度的提高原材料的利用率。第二，动物建筑应该以人并以动物为本，造景以求达到“天人合一”，动物和环境“合一”，动物和游客接近，动物和景观合一等等，创造优美和谐的空间环境，满足人和动物各自的心理和生理需求。

目前，动物研究已科学的表明，动物环境仅福利优越可能使一些动物肌体更完好，生存更优良健壮，甚至说颜色及光的反射也可影响动物肌肉本身的生长，而动物需要的动物建筑可使它们比野外动物更强壮有野性，动物能够世代繁衍，在动物建筑生态体系内是目前的初级目标，不会因为区域窄小而造成动物自然死亡，这是设计者必须完成的建筑项目和建筑理论及设计。

1 动物建筑的保温及取暖性能不同于人用空调

动物取暖可以在房内充满热水蒸汽，可用设计出电器供应水汽气来取暖，并在严寒地区用春寒秋凉时的太阳能热水取暖，或用取暖器在某一记间内部分取暖 。

动物笼舍设计成不同于人居室的房间，外面建筑回廊或储热墙，这就基本保证中心房间的通风及夏天阴凉，阳光晒在外墙上，无法波及内墙，较凉凉爽的内室就可保证动物夏天不用空调冬天接受“储热墙”的热量，内室可以保暖 ，这样，可内室的受光墙上，采用保温材料，或在斜坡顶上作隔热保温层，基本满足南方地区动物的冬天温度，确保动物存活，不用取暖设施，而人的取暖费事且在每个房间都须装空调。动物则不需要，如狗熊是穴居动物，建造笼舍应设计地下层，在地下的凉气作用下，狗以熊不需空调，寒冷无气，狗熊会爬到笼舍顶层，在二坡顶的热量下确保冬天无事故。

2 动建采用砌块墙建储热式厚墙

现行的砖墙结构来制作动物储热墙，较为烦琐，不需要这样大的承载力，若全部都用砌块来建动物建筑，加大储热墙的厚度就可自然增大了砌块墙的牢固度和承载力，储热墙就是夹层墙，经测定中间为泡沫的夹墙有抗冷、抗热的双重特性，且设计更宽的夹层，可以更优的确实得到室内15度的温暖空间，但无法达到20度，无法给人居建筑制作出不用空调的后室，但动物居室恰好只需15度，造出动物居室不再需要空调的巧合性优势方法，如果我们将动物笼舍的东南西三面都做上储热墙，不仅可以保证支撑上而楼板的重量，而且砌块本身就必须以36厘米来砌筑为最好，单块12厘米砌块墙不牢固，不做混凝土柱就不能用单层砌块墙，所以，双层砌块各为12厘米，中间加聚苯乙稀泡沫廉价板12厘米会更牢固，制成36厘米墙对动物平顶上面的浇筑有实质性的牢固帮助，顶部的梁坎式圈梁不能只做成12厘米或24厘米，为抵抗冰雪结冻在屋顶的重荷载应该将所有的动物砌块墙设计为36厘米，不用混凝土梁，而且可在双层墙上做双层砌块支撑梁，承担极重的荷载。

“生态动物建筑”在一定层面上比生态建筑更深入一步，对于动物笼舍的节省性及二次自然利用，起到了进一步优化动物环境的作用，关键因素为动物需要更良好的通风，并且室温大大低于人居空间，这样的笼舍可以称为真正的生态建筑，不再是简单模仿自然环境，而有实质性的生态制作，生态技术和生态的运用，同时降低了动物有害物质对环境的伤害，粪便的二次利用及废气流动到树中自然合成消失，废物总量远低于人居建筑，采用空心砌块的小建筑，低碳节能，减少了用水和用电，空气质量胜过普通建筑而绝对不用空调？？暖，对环境的伤害几乎为零。

3 动物建筑浅层水及表土利用

一般地表土层均达到15度，形成较好的动物保护场和地下1米以上的水资源有在度左右，这样，生成了动物居住舒适的基本环境，不会造成自然的地面不冷，影响动物卧睡的情况，确保动物存活，无须注意和再设计动物居室的地面温差，自然利用1米以上的地下水，对动物地面冲洗及饮水不会造成动物疾病和死亡。

在夏季可以有效的将墙上热能用凉水传到地下，冬季则利用屋顶太阳能热水通入墙中的粗管中，提高墙体的温度和热量，如在动物建筑中采用地源式热泵，效果远远优越于人居建筑，这样，动物建筑可以做到真正的完全不用空调，确保室温永久在5度到15度之间，满足了动物生存不会死亡的条件，且地源式热泵成本低，不用或少用电能。

4 笼舍自然通风和烟夕管式通风的无成本再利用

动物建筑可建成2层楼，更适合个体动物居住，建坡道进入二楼，且利用了坡形山体，底层可设为阴凉的半地下层，这样的二层建筑，更适合夏天和冬天动物自然选择性居住，同时在坡顶上应多设“老虎”窗，形成自然向上传风的通气道，一般设在北边或建筑的坡上部分，便于坡下的气流进入笼舍后从坡上“老虎窗”流出污浊空气，可设2至3个竖向长条尚窗，与人居建筑高窗不同的是南边或坡下的一面不可设置高窗。高窗之间的空气少对流才能将底层动物味排出室外，另外，按现行的适宜通风技术，可以采用烟夕式的通风管来增加生成强有力的通气通道，将粗管道口埋在室外坡下的土中，成为进风口，出风口则可按在二楼的“老虎窗”边，自然的坡下风可以强有力的拔风到屋顶冲出窗外，解决了动物空间中氧气少、动物吸气多，排臭气多的难题。

5 利用山坡地建造动物小别墅确实需要可行

动物园常有2米以上的高坡地，恰好建成小楼满足狗熊空地少的笼舍需要，动物可以由斜坡走上二层楼，先上夹层再由斜坡到2楼，并可做出挑平台给游客观赏，在此种建筑中可以更好的利用热水管墙体隔冷，可以在南面做更多的储热墙，比简单的平顶长方建筑更优异，平顶墙的水隔冷较差，小别墅的水隔冷更好，伴有波浪形简易轻筒瓦屋顶，使笼舍风通风更强没有臭味，不同空调而使空间气物质优于人居小楼，可满足动物比人类更强的空气物质需求，不会突然自然死亡，如果没有动物建筑的五项技术，动物小楼还不会进入动物园，根本原因是太阳能热水进入动物生存空间，使我们必然将动物建筑造成斜坡顶。这里可以将北面墙内的粗管通水管道接到一层的工作间，每天饲养清洗苹果后，太阳能热水自然滚到北面墙中，冷却后又一次被工人冲洗底层的室内地坪，并且自来水开小流水滴入顶部水池，无需多？？电及增压泵来送水到屋顶，做到一水多用，无形用水多次。称之为动物建筑技术生成模型小楼。

6 动物小楼北面砌单层24厘米墙更优异

动物建筑北面全部没有储热墙，因此，只需砌24厘米的双砌块，多设构造柱就可满足承受巨大荷载的需要，下层1米高为种植土覆盖砌块中的空洞，可以生长墙面植物的同时，更稳定的将砌块砌布于地表以上，加土填埋空心孔洞的层序不能省略，空心砌块自身重量轻，建成的动物建筑力不够稳定，所以载花种草使建筑更加稳固，在北边的窗边墙中，可以只用12厘米单砌块砌筑，加上窗边构造砌块梁的浇筑，完全可以支撑动物窗体，在窗上梁的砌筑上，可将砌块竖直式砌筑中间穿插入80方钢管，制成特别的窗头梁，中间用方钢管外包砌块的梁，完全可以支撑窗上再砌筑砌块的重量，但不可以放置屋面下的横铺钢管，为此，动物窗多半以60厘米或80厘米宽度为最好，形成高长窗更能通风，符合动物需求，千万不能做1米宽以上的窗户，因为窗头梁无法承受或加大到两根就可以承担，于是，门头梁也可以用砌块穿钢管横放的方式来预先制作，生成不抹内墙面不装潢的优美线条互接连的形式，成为动物野趣空间的写照

7 绿色动物建筑无空调采暖的依据

人居建筑必须有空调，室温须达到18-22度左右，动物则可以耐受更低的气温，利用这个特性无需空调，利用地表热墙，就可达到5-15度的动物房间的需求。

这样的动物建筑方法，体现了极大的无空调优越性，是笼舍能够称为动物建筑的最主要不同点，是人居建筑和动物建筑不同的分水岭，为何能称笼舍为动物建筑，它和人居建筑有什么根本差别，原因是所有的动物建筑都无需空调，尽管寒冷地区有零下8度左右的天气，动物不能忍受零下5度的室温，但建造一堵普通厚墙白天受阳光照射而储存热量在墙体中，夜晚这堵热墙施放出热量，将晚间笼舍内的温度提高，始终可以保证零上3-5度以上，就可保证动物存活，而且白天的厚墙也始终挡住寒冷的零下8度，确保白天室内零上5度。

8 维护结构不用能量的绿色环保简易性

储热墙的隔热板采用聚苯乙烯泡沫塑料板，墙体的隔热系数就能满足建筑节能设计标准的要求，500mm厚的一层泡沫板，就能起到1000mm厚的砖墙隔热作用，或者等于2000mm厚的钢筋混凝土墙的热阻。所以，南方地区动物建筑采用有隔层的储热墙，完全适用，恰到好处，不再需要空调，北方地区采用较厚的隔板墙，同样可以阻挡严寒隔冷的效果，造出传冷速度慢的动物墙只需在朝北向的墙中设置双层泡沫板，在二层泡沫板再砌半砖墙，或用木工板或水泥材料隔开，这样的二层泡沫板之间的温差会特别大，外层为零下5度的夜晚会在内层泡沫体上有零上3度到零上5度的室内墙壁，完全阻挡了下半夜寒气的袭击，确保动物存活，渡过寒冷“冻季”，并可以在饲养长颈鹿的高大笼舍内作用出更温暖房间的试验，各个夹墙及屋顶夹板，确保室温永久在5度到15度，就能使非洲居住的赤热地区的动物生存，节省大量的冻季油炉取暖费用，绿色环保且廉价的简易性，每年将节省油炉用油费用10万元，无形的利用了？？？？。

9 动物建筑资源全节省，室内环境质量全提高的设计原理

根据自然坡地的基地条件，充分考虑了自然空气通风和多用天然采光的要求，减少或不用灯光照明，合理设计复合储热墙体的位置和密闭性较好的动物窗，减少建筑运行耗能，进一步改善空气质量和动物居住的风气及水物质，利用可再生能源，减少和不使用采暖系统装置，都是动物建筑生态“绿色”的根本的措施。保留和利用原地形、地貌和植被及自然水系统，理论上可以设计成更好的生态建筑，但是，目前各大动物园因动物种类繁多，造成大量开挖山体，形成游客多而生态性较少的状况。合理开发地下空间，利用栈道及立体型阶梯来克服地皮太小的问题，让游客站在高处看动物，从道路上空更近的联系两个场馆，更加是“绿色”建筑的一种好方法，可以更全面的结合起“生态”元素，一举多得，环境的质量及感觉比单层动物建筑更加优异，同时可以限制步道上必用的粘土砖，使用的低碳材料环保便利，节省了资源。