两栖爬行动物馆环境设计以北京动物园两栖爬行馆改造项目为例

崔雅芳

两栖爬行动物馆环境设计以北京动物园两栖爬行馆改造项目为例

崔雅芳

近年，随着人们对两栖爬行动物的关注和动物园饲养管理水平的提高，全国各地动物园新建和改造两爬馆的需要不断增多。两爬馆环境设计是一项交叉学科领域的复杂工程。结合北京动物园两栖爬行馆改造项目的实践，分别从动物展示、游客游览和操作后台3个方面阐述了两爬馆环境设计的特点。探讨了运用动物生理学和行为学特征营造饲养展箱尺度与展箱环境的方法。进而探讨了运用人体工程学常规数据营造参观尺度、展面空间序列与操作尺度的方法。提出了适应室内人体活动和动物活动的声环境、热环境、光环境、色彩环境的最佳参数。

两栖爬行馆；环境设计；人体工程学；动物展示；动物饲养

修回日期：2016-01-07

1 两栖爬行动物馆环境设计概述

两栖爬行动物馆的环境设计主要依据两栖爬行动物野外自然史信息、《世界动物园及水族馆保护策略》（waza.2005）、世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种名录、国外先进动物园两爬馆展示模式和丰容设计等。

两栖爬行动物馆环境设计流程主要包括以下几个方面：（1）调研场馆现状，或拟定新址的立地条件，分析本地游客受众群体组成和稳定客源。（2）根据现有动物，拟定引入展示动物新计划，确定最终展示品种和数量。（3）确定用地面积，划分功能空间。主要包括动物饲养与展示空间、大尺度开放的游览空间、供饲养员操作的后台空间。环境设计要根据这3个空间不同特点而变化。（4）在考虑游人和饲养员行为流程的基础上，确定行为空间的秩序以及空间距离和形态。（5）进行环境要素的分项设计，完成整体设计。

2 北京动物园两栖爬行馆改造项目环境设计的探索与实践

作为全国第一座也是设施最完备、面积最大、动物种类最多的两爬馆，北京动物园逐步进行了两爬馆改造设计。完工后的场馆饲养展示动物100余种，400多只。包括两栖类16种80只，爬行类的龟鳖目35种100多只、鳄目3种10余只、有鳞目的蛇类38种150余只、蜥蜴类26种100余只，多数采用单体单只的饲养展示，馆内展箱76个展厅21个。该项目在遵循动物行为和生理特点的基础上，确定小空间（即展箱）为主的饲养展示形式。运用人体工程学数据，结合环境设计手段，在展览展示上做了大胆的突破和创新。两爬馆环境设计集中在动物饲养展示空间、游客游览空间和饲养操作后台空间，主要包括空间尺度、展示序列、景观配置、光环境、热环境、声环境等（图1-2）。

2.1 动物饲养展示空间的环境设计

2.1.1 饲养展示空间尺度

由于小环境下更有利于控制温湿度、通风和光照等饲养条件，降低动物的死亡率，提高繁殖率，因此展箱饲养展示两爬动物成为当代动物园的主流展示形式。依据拟定展示动物的品种、个体大小和行为方式，我们将动物展示空间化分进行分类（表1），其中展箱以1m3以下的小空间为主（图3）。

2.1.2 展箱（厅）景观配置

两栖爬行馆饲养展示的多为人工育幼的野外濒危动物，其保护价值往往高于观赏价值。因此在展示动物的同时，向公众展示动物自然栖息地的环境与保护现状，传递保护教育信息也就显得尤为重要。将展箱（厅）造景与保护教育牌示以及科普活动相结合的方式是现代两爬馆实现该职能的主要手段。我们知道越是合理而丰富的动物展示空间，越能将动物的自然行为展示给游客，游客会加深对动物的认知，进而科普大众。根据动物原产地的不同，我们将展箱（厅）的环境类型划分为沙漠型、雨林型、荒漠型、草原型、水域型等（表2）。再根据不同的环境类型协调统一光源、展示背景和丰容①材料等，使空间尽量生态化和丰富化。环境高异质性使得动物表现行为多样性,从而提高它们忍受周围紧张因素的能力。[1]通过背景、植物（表3）、垫材、石块、树枝、藤条等丰容材料的组合，达到视线控制、隔离动物、营造动物躲避、休憩和繁殖空间的目的。由展箱造景形成的大小对比，感官上扩大了展示空间。展箱（厅）空间与游览空间也形成了子母空间，即大空间中设计小空间，有效地丰富了空间层次（图4-6）。[2]

表1 两栖爬行馆展示空间分类表Tab.1 Classification table of display in Amphibians and Reptiles

表2 北京动物园两爬馆动物展箱环境类型示例Tab.2 Example of the environmental type of Beijing Zoo’s Amphibians and Reptiles House

表3 北京动物园两栖爬行馆应用植物（以雨林和沙漠为代表）Tab.3 Beijing Zoo’s Amphibians and Reptiles House applied plants (in the rainforest and desert type)

表4 展箱（厅）照明灯光分类Tab.4 Lighting classification of vivarium

2.1.3 光环境

展箱采用人工照明，在满足动物生理需要的基础上为游客观赏动物提供支持。条件允许的展厅采用了自然采光结合补充照明的手段。根据动物需要结合展箱（厅）环境类型，选择了冷色调的日光灯和暖色调的夜灯等（表4）。适当的光周期结合光照梯度为动物生理和行为活力提供了保证（表5）。

2.1.4 热环境

两栖爬行动物属于变温动物，体温随环境变化而改变。通过栽植植物、定时开启喷雾喷淋和通风设施、放置水盆水槽等控制温湿度，将爬行动物饲养环境的相对湿度控制在35%-70%之间，蛇和夜行性蜥蜴的饲养环境温度控制在25℃-32℃之间,鳄鱼和日行性蜥蜴在32℃-37℃之间。结合高低不同的栖架和石台，配以加热垫、加热石、加热灯等提高局部温度，形成展箱（厅）内的温湿度与光照梯度，进而形成通风梯度，满足了两爬动物生长、繁殖等不同生理时期的需要（图7）。

2.1.5 声环境

由于两爬动物生性胆小、又不爱活动，在与游客间近距离的接触过程中，以往常常发生游客拍打玻璃以期唤醒动物的行为，这种行为对两爬动物的心理承受能力是极大的挑战。有饲养数据显示，在不断惊扰两爬动物的情况下，其寿命将至少减半。摆在我们面前的问题是在满足展示需要的同时，为动物营造安静空间，这也成为实现持久展示的必备条件。本次设计采用的石英板和水泥板隔音效果良好，同时，我们在展箱外侧即展面空间上，安装二级隔障——悬窗，利用分离原理实现分体设计（图8）。虽然在观赏视觉上存在一定弊端，却可以良好的解决游客拍打玻璃时产生的共振。通过这样的设计，再加以适当的饲养操作方式，可以达到减少动物的心理压力，使动物拥有免于恐惧和窘迫的自由。[5]

2.2 游览空间的环境设计要素

2.2.1 游客参观尺度

游览通道是人们在公共场合进行行走、驻足观察的空间，北京动物园两爬馆的游览通道宽度为8m，该距离可有效缓解聚众效应,避免产生拥挤现象妨碍参观。动物展箱的玻璃展面贴近外挂悬窗，拆除原有栏杆，让游客与动物在100cm以内即亲密距离。在此距离内游客多产生与动物的亲密感，在近距离观察和好奇心的驱使下，既而产生喜爱与保护动物的欲望，达到尊重并了解动物的目的。

2.2.2 双层和单层动物展箱的展示尺度

双层动物展箱的框架体结构设计主要依据人体工程学尺度，设计步骤如下：（1）人体近距离观察事物通常在38-76cm之间,视阈最佳角度为上下30度，据此推算出展示内容的最佳高度应控制在44-88cm之间。（2）按5%的成年女人眼高137.5cm观测计算②，游客参观面墙基高93.5-115.5cm，加上展示内容的原始高度，展示空间的高度应控制在137.5-203.5cm。（3）动物展箱箱体最小高度是50cm，满足展示高度203.5cm以下的条件，最终导出双层动物展示的墙基高度为80cm。（4）展箱之间距离应满足容纳照明、加热等设备，综合计算后展箱之间的空间为25cm（图9）。同理，单层动物展箱展示的最佳高度在137.5-203.5cm，墙基高度为93.5-115.5cm，展箱高度为44-88cm（图10）。（以上数据包含建筑材料产生的尺寸）

2.2.3 展面空间的序列设计

当室内人群密度过高时人流会自动地左侧通行，因此两栖爬行馆的游客参观道通常设计为单行、单侧展示；亦或提高效率的双侧单行展示。我们将展区的序言放在入口的左端，动物的展示次序按演化进程从左到右序列展开。通过大小、高低、疏密有节奏地变化建筑实墙上开启的展窗个数，增加虚空间界面，增强开放感。而保护教育宣传品的陈列设计、沉浸式展示植物材料和动物雕塑小品等进一步营造了整个展区的环境氛围（图11）。动物知识的介绍穿插在动物展示之中进行，其包括动物标本、动物骨骼以及图片文字。整个场馆的标识系统中，在每条展线的起始点都设有明确的断点即特定标识，帮助游客判断自身位置，进行选择。在展线较长的转折点前后、左右的方向判断点，也都设有显著的指示标识。

2.2.4 展示说明牌设计

静态标识系统是公园环境和游人之间的沟通载体，是游人与动物之间无声交流的媒介。在系统化、规范化、人性化的设计原则上，我们将两爬馆的标识牌分为二级和三级导向牌示、安全警示和动物说明牌示等几类。牌示设计采用标准中文字体 “方正粗圆简体”，标准英文 “Arial”，数字字体“Tahoma”，大段文字中文字体是“方正准圆简体”。这几种字体清晰、明快、简洁，与动物形态吻合，符合人们的心理需求。[6]两栖爬行动物具有个体小、隐蔽性强、生命周期短等特点，展箱常具有临展、换展的需要。动物说明牌选择更换制作方便的KT版和及时贴刻字直接贴在玻璃上，既保证观赏通透性又便于随时更换。所有牌示简化色彩、淡化色彩，突出主要信息（图12）。馆内的管制性标识如建筑出入口、紧急避灾出口、卫生间指示牌、安全通道等按照公园设计规范条例进行设计。

2.2.5 光环境

向光性是人类的本能和视觉的特性。光代表希望、安全和健康。[7]利用人类这一特点，让低照度的游览空间与高亮度的动物展示空间形成强烈对比，具有高度的指向性和集中性，简单有效地吸引游客（图13）。游览空间的照明在满足基本照度需要的同时，更要追求背景照明和装饰照明，以满足游客来动物园游览的初衷，即认识动物、了解动物知识、接受保护教育知识。背景照明用于说明牌示，装饰性照明用于动物标本、骨骼等科普展示，采用了与背景明暗对比不太强烈的暖色调光源。动物展品的背景照明采用高侧光和顶光，同时合理分布光线照度，避免眩光，保证一定光线照度，让游客正确辨别展品颜色和细部。游览空间内照明强度次序为：动物展示空间＞说明牌示＞动物标本等＞步行空间。

2.2.6 色彩环境

色彩能直接影响人的精神和情绪，不同的颜色会使人产生不同的感觉。[8]游览空间的色彩环境主要通过墙面、顶棚、动物展窗和局部灯光来营造。馆内墙面沿用了之前低明度的深蓝色，给人以稳重安定感。动物展窗外围边框采用与墙面同色系且低明度的暗紫色。科普牌示、实物展示的背景灯光用黄、橙等暖色系的灯光，给人带来温暖亲近之感，并以此调节室内环境气氛。通过带给人们近距离感的暖色、亮色——展箱与科普教育展示，与远距离感的冷色、暗色——墙面和顶棚，有效地调节了室内空间的尺度感与层次感（图14）。

表5 温带和热带爬行动物光周期变化[4]Tab.5 Lighting cycle changes in temperate and tropical reptiles

2.3 后台空间的环境设计要素

2.3.1 操作尺度与设计

两栖爬行馆饲养操作极具行业特殊性，日常工作主要包括准备动物饲料、饲喂动物、检查调节照明灯具、清理过滤器材、调整加热设施、养殖饲料动物、更换展箱布展、清洁箱体、向游客宣传动物知识等。根据这样的行业特性，两爬馆饲养员通常为成年男子，操作尺度主要参考成年男子的人体工程学数据。通过抬高25-30cm后台空间展箱操作区的地平（假设游览空间地平为水平），可以很好地解决饲养员对展箱的操作高度问题（图15）。展架之间间距最小60cm，满足基本操作的行为需要。展厅操作门的宽度在60-80cm，可以通过手持操作工具的饲养员，且朝外侧开启。单层展箱一律上开盖，提高展箱布展的景观效果。双层展箱的上层展箱采用后开盖，下层展箱采用上开盖，同时上层比下层进深少10-15cm，方便饲养员对下层展箱的开盖操作（图16）。树栖动物展箱采用侧开门，开门尺寸40cm，箱体进深60-80cm，即饲养员伸手可以够到箱子的最远端。

表6 后台空间分区及光温要求Tab.6 Holding area partition .vs. lighting and temperature requirement

2.3.2 饲养安全的设计保证

爬行动物在饲养操作中的安全系数一定要高。通常蛇类的饲养展箱的对角线长度为其体长的一半，在如此狭小的空间内实现安全地饲喂、观察、检看等操作，就要通过合理的设施和设计来实现。蛇类展箱一律采用单层展示，上方加设密网和手动式栓插防止动物出逃。毒蛇展箱一律上锁，同时，加大展架之间距离为饲养员采取紧急措施提供空间。蛇类展厅为双层门，里侧密纱网门，外侧铁制板门，饲养员开启外侧门的同时可以观察动物位置（图17）。

2.3.3 后备动物饲养区设计

任何两爬馆的动物展示都需要强有力的后备动物作为支持。因此控制好后台饲养的基础条件，合理规划后台空间更应受到各方重视。后备动物饲养区主要通过架构式饲养箱实现集中饲养，其饲养原理与展示品种并无差别，只是少了展箱造景这一环节。架构式饲养箱排列在后台一侧，与展示箱体遥遥相对，互不干扰（图18）。

2.3.4 光环境与热环境

两栖爬行动物对温度的要求及其苛刻，后台空间温度常年控制在25℃以上。后台空间屋顶采用天然采光的普通透明玻璃，在节能的同时也为两爬动物提供接触紫外线的机会，同时兼具工作照明功能。后台空间安置多盏照明灯提高亮度，保证饲养操作的安全性，防止动物出逃。后台空间根据功能不同所需光热条件也随之变化（表6）。

3 结论

城市动物园是自然生态环境展示、生物多样性研究、生态保护教育的重要场所[9]。两栖爬行馆在保护与利用生物多样性、宣传环境保护教育等多方面起到了重要作用。优秀的两爬馆环境设计要同时满足游客、饲养员和动物三者的需要，既协调又统一。其设计的成败、水平的高低以及吸引游客的程度，归根到底要看两爬馆在多大程度上满足了动物生存活动的需要，以及使用者的行为需求。城市动物园的两爬馆展示面积有限，综合、安全、合理、高效地进行环境设计势在必行。

致谢：

感谢北京动物园高级畜牧师张恩权老师对本文的指导和帮助。

注释：

①丰容——丰容使基于动物行为生物学及其自然习性的研究，改善圈养动物生活环境和条件的动态过程。改善生活环境目的在于增加动物行为选择机会、诱导该物种自然行为的产生，从而提高动物福利。丰容主要包括环境丰容、行为丰容和社会丰容，本文内容主要涉及环境丰容。

②百分位的运用——在很多的数据表中只给出了第5百分位、第50百分位和第95百分位，因为这3个数据是人们经常见到和用到的尺寸。在不涉及安全问题的情况下，由人体可视高度决定的范围，其尺寸应以第5百分位为依据，小个子够的着，大个子自然没问题。

③图表来源：图片7、8、10、16、17分别引自参考文献[3]第228、116、252、253、177页，其余图表由作者提供。

（References）：

[1]Goerke, Betty, Leslie Fleming, Melody Creel. Behavioral Changes of a Juvenile Gorilla After Transfer to a More Naturalistic Environment[J].Zoo Biology,1987,(6):295.

[2]杨玮娣,袁越,林蜜蜜.人体工程与环境设计（第二版）[M].北京:中国水利水电出版社,2013:82.

Yang Weidi,Yuan Yue,Lin Mimi. Human Engineering and Environmental Design(Second Edition)[M].Beijing:China Water Power Press,2013:82.

[3]张恩权,李晓阳.图解动物园设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2015:202.

Zhang Enquan,Li Xiaoyang.Graphic Zoo Design[M]. Beijing:China Architecture & Building Press,2015:202.

[4]Susan M. Barnard. Reptile Keeper’s Handbook[M]. Florida: Krieger Publishing Company Malabar,1996:28.

[5]张恩权.动物园设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:62.

Zhang Enquan.Zoo Design[M].Beijing:China Architecture & Building Press, 2011:62.

[6]北京动物园.北京动物园牌示系统规划与应用[M].北京:中国社会出版社,2009:30-64.

Beijing Zoo. The System Planning and Application of Beijing Zoo.[M] Beijing: China Society Press, 2009:30-64.

[7]朱丹.人体工程学[M].北京:中国电力出版社,2014:24. Zhu Dan. Human Engineering[M].Beijing: China Electric Power Press, 2014:24.

[8]肖晨凯,朱晓娟.浅谈人体工程学在室内设计中的应用[J].改革与开放,2011,(2):133-134.

Xiao Chenkai,Zhu Xiaojuan. On the Application of Human Engineering in Interior Design[J]. Reform & Opening,2011,(02):133-134.

[9]鸣长茵,李冰.生命、自然与可持续发展——浅谈大连森林动物园规划设计原理[J].规划师,2000,(1):40-41.

Ming Changyin,Li Bing. Life, Nature and Sustainable Development --Discussion on the Principles of Planning and Design in Dalian Forest Zoo[J].The Planner, 2000:40-41.

The Environmental Elements Design of the Amphibians and Reptiles HouseExample of the Beijing Zoo Amphibians and Reptiles House Renovation Project

CUI Ya-fang

In recent years, with the increase of the people’s attention and the improvement of the zoo management level, the need to build and renovate the Amphibians and Reptiles House is increasing. Amphibians and Reptiles House’s environment design is an interdisciplinary field of complex projects. Taking Beijing Zoo Amphibians and Reptiles House renovation project as an example, respectively from the animals' exhibition, Tourist area and operating space three regions described the Amphibians and Reptiles House’s features of environmental design. Discuss the method of using animal physiology and behavior characteristics to create appropriate size and the environment of the exhibition box. Then discuss the method of using the routine use of ergonomic data to build the scale of visit, space sequence and operating scale. It presented the best parameters of sound environment, thermal environment,light environment and color environment to adapt to human and animal activities.

Amphibians and Reptiles House; Environmental Design; Human Engineering; Animal Display; Animal Keeping

TU986

A

1673-1530（2016）09-0016-07

10.14085/j.fjyl.2016.09.0016.07

2015-11-21

崔雅芳/1981年生/女/北京人/北京林业大学园林专业本科/北京动物园园林工程师（北京 100044）

CUI Ya-fang, who was born in 1981, holds a bachelor degree. She is an engineer in Beijing Zoo. (Beijing 100044)