夏热冬暖地区大熊猫场馆气候适应性的设计策略研究——以海南热带野生动植物园熊猫馆为例

王俊淇

(华侨大学 建筑学院，厦门 福建 361021)

1 研究背景

大熊猫(Ailuropodamelanoleuca)是我国重要的I级保护动物。随着我国对该物种保护措施的不断增强，在2021年7月国务院召开的新闻发布会上，大熊猫的威胁程度等级由濒危被下调为易危，显示了国家在动物保护方面所取得的巨大成就。但作为我国的国宝和世界生物多样性保护的旗舰物种，大熊猫的生活福利状态依然备受公众关注，在此背景下，新一轮大熊猫保护工作的重点已经从单纯的提升种群数量转变为提高其圈养福利水平[1]。

圈养大熊猫的生活福利与大熊猫场馆的设计建设水平息息相关。大熊猫场馆由室内饲养区、室内展区、室外展区、管理区和宣教区组成[2]，承载着饲养管理、繁育保护、科普宣传等任务，是圈养大熊猫最主要的生活场所[3～5]。由于大熊猫深受民众喜爱，我国各大城市中有资质的动物园均会建设相关场馆引入大熊猫入驻，获取经济和宣传效应。但就夏热冬暖地区而言，此地区的气候环境往往与大熊猫的原生环境差异较大，不良的气候条件加之城市的热岛效应往往成为大熊猫的饲养中的不利因素。所以在夏热冬暖地区设计大熊猫场馆时应重点关注气候的适应性，本文在此基础上进行了一系列文献研究和实地调研分析。

2 大熊猫场馆设计的认知

2.1 大熊猫的生理习性认知

野生大熊猫分布在四川、甘肃和陕西的崇山峻岭之中。为了适应山地较为寒冷的环境，大熊猫拥有十分厚实的被毛，皮下的脂肪组织较多，具有喜好凉爽、惧怕暑热的生态习性。

高温天气会给圈养大熊猫带来十分不利的影响。根据相关研究显示，环境温度上升会导致大熊猫出现程度不同的热应激反应：在轻度的热刺激下，大熊猫会出现精神萎靡，活动减少，采食量下降等症状；而长期处于高温则会对大熊猫的身心健康造成严重影响，造成免疫机能下降、休克甚至死亡后果[8]。如何缓解高温天气所带来的热应激反应，为大熊猫提供一个适应其生理习性的圈养空间已成为大熊猫饲养保护中的一个重要方面，在夏热冬暖地区，这一需求则更为紧迫。

2.2 夏热冬暖地区的建筑气候特点认知

我国在《建筑气候区划标准》(GB 50178-93)以及《民用建筑热工设计规范》(GB 50176-93)中将全境划分为5个不同的气候区域[9]。夏热冬暖地区具有长夏无冬，温高湿重，太阳辐射强烈等特点，与大熊猫原生的气候环境相去甚远。

夏热冬暖气候地区的具体范围包括台湾岛和海南岛全境，广东和广西大部，福建南部和云南小部分地区，以及香港、澳门特别行政区。上述不少地区经济发达，人口密集，有引入熊猫这一国宝动物的经济基础和公众意愿，该地区现有熊猫场馆分布如表1所示。

表1 我国夏热冬暖地区12座熊猫场馆分布情况

3 夏热冬暖地区大熊猫场馆气候适应性设计策略

夏热冬暖地区的大熊猫场馆在建设时，需要格外注重气候适应性设计，为熊猫提供适合其生理特点的环境，防止其发生热应激反应。动物园场馆常见的设计策略有建筑防暑、绿化防暑、引入降温设备等[10]。

3.1 建筑防暑

建筑防暑是指通过建筑设计的方法提升场馆的热舒适程度，防止动物产生热应激反应。常见形式包括加强场馆通风、设计建筑遮阳、采用能够反射太阳辐射的外表面材料等方式。

3.1.1 加强场馆通风

通风后造成的空气流动能够带走建筑体内的热量，实现场馆的降温。可通过合理开窗、调整建筑的朝向来改善建筑通风质量，也可引入通风屋顶、通风廊道、屋顶风管、引风塔等设施，加强场馆内通风。加强场馆通风除了能够实现建筑防暑外，还可以及时带走场馆内大熊猫日常生活中产生的污浊空气，有利于保持熊猫健康。

3.1.2 设计建筑遮阳

建筑遮阳是为了避免阳光直射屋内，防止建筑物局部过热而采取的一种设计措施。合理的建筑遮阳设计能够明显改善建筑内部环境的热舒适度。大熊猫场馆建筑的遮阳可以采用屋顶出檐、遮阳板安置等形式，也有不少大熊猫场馆通过覆土建筑的形式来减少阳光辐射热的传导。

3.1.3 采用能够反射太阳辐射的外表面材料

围护结构外表面的颜色深浅和光平程度，决定其对太阳辐射热的吸收和反射能力。一般而言，色彩浅而光平的表面对辐射热吸收少而反射多、深色粗糙的表面则吸收多而反射少。使用浅色光平的外表面可以明显减少辐射热向熊猫圈舍内的传递，是有效的隔热防暑措施之一。

3.2 绿化防暑

绿化植物在熊猫场馆及其附属的空间的微环境调节中起很大作用。首先，植物可以物理遮挡太阳辐射，使建筑物和场馆附属空间的地表面温度降低；其次，植物自身的蒸腾作用和光合作用，能够吸收太阳辐射热降低气温；最后，植物还可以通过其庞大根系所维持的水分，从地面吸收大量热能从而降温。好的绿化植物搭配不仅能改善场馆空间微环境，还能够充分体现大熊猫原生生境，甚至为大熊猫提供丰容食物。

3.3 引入降温设备

鉴于夏热冬暖地区的气候特点，建筑防暑和绿化设施往往不能完全满足大熊猫的热环境要求，所以还要引入额外的降温设备。熊猫场馆常用的设备包含有喷淋与喷雾系统、湿帘通风系统以及机械制冷系统等。

3.3.1 喷淋与喷雾系统

喷淋与喷雾采用的是蒸发降温的思路。机械设备向场馆内喷淋水雾，通过水的汽化吸热而达到调节热环境的目的。喷雾同样可结合通风设备，降温效果更好，也可结合场馆消毒来进行设计。

3.3.2 湿帘通风系统

该装置主要设施为透水、吸水材质制成的湿帘，将湿帘垫放在通风口附近，气流通过时，湿帘上的水的汽化吸热实现场馆降温。湿帘需要通过水管进行补水，场馆空气湿度对湿帘的降温效果也有明显的影响，在湿度较高的环境中，湿帘通风的效果较差。

3.3.3 机械制冷系统

机械制冷即采用空调或制冰的方法进行降温。空调作为现行采用最为主要的降温方法，具有降温效果明显、生效时间快的优点。而制冰作为一种辅助降温手段，除了能够为熊猫消暑之外，还能够增加熊猫活动，起到环境丰容的作用。与其他降温的方式相比，机械制冷对能源的消耗相对较大。

4 海南热带野生动植物园熊猫馆的气候适应性设计调研

4.1 海南热带野生动植物园简介

海南热带野生动植物园位于海口市龙华区，位于低纬度热带北缘，属于热带海洋性季风气候，春季温暖少雨多旱，夏季高温多雨，秋季多台风暴雨，冬季冷气流侵袭时有阵寒。野生动植物园规划范围总用地面积为7997亩，是集珍稀野生动植物科普博览、保护繁殖、观光旅游、休闲度假为一体的AAAA国家级旅游景区。

4.2 熊猫馆的气候适应性设计策略

4.2.1 场地选址

海南热带野生动植物园熊猫馆的选址位于整个园区的东北部，隔天鹅湖与游客中心相望。场地四周树林掩映，水体环绕，不仅风景优美，而且水体和植物的搭配，起到调节场地微气候的作用(图1)。

图1 熊猫馆一角：建筑、植物和水体的搭配(作者拍摄)

4.2.2 通风二层

海南热带野生动植物园熊猫馆是一个局部二层的场馆，根据调查和对工作人员的走访，其位于熊猫展示区上方的二层并未设置使用功能，而是类似于双层屋顶的做法，在这一层利用前后贯通的窗户，增加这一区域的通风，同时阻止热辐射从屋顶向底层熊猫圈舍的传导。

4.2.3 浅色的外表面设计

海南热带野生动植物园熊猫馆主要采用浅色石材贴面，能够有效减少建筑吸热，阻隔辐射热向舍内的传递(图2)。

图2 熊猫馆主体建筑前后立面(作者拍摄)

4.2.4 室内和室外的降温设施

海南热带野生动植物园熊猫馆的室外附属空间结合水体，采用了遮阳伞、嬉戏水池(图3)、喷雾装置等(图4)，而在室内展区，则有空调系统、排风扇等设施(图5)。其中嬉戏水池的设计适合于其原栖息环境所养成的生活习性，在炎热的季节能够为其带来清凉，是环境丰容设施与降温设施的一种结合。

5 结语

大熊猫是我国的国宝，随着大熊猫濒危程度逐渐降低，新一轮大熊猫保护工作的重点已经从单纯的提升种群数量转变为提高其圈养福利水平。

图3 大熊猫场馆室外展区：遮阳伞与嬉戏水池(作者拍摄)

图4 水体结合喷雾装置(作者拍摄)

图5 室内的空调系统和排风系统(作者拍摄)

在我国夏热冬暖地区，由于其长夏无冬，温高湿重，太阳辐射强烈的气候条件与野生大熊猫原生地区差距较大，是提升熊猫圈养福利的重要因素。所以在进行大熊猫场馆建设时要着重考虑缓解高温天气所带来的不利影响，为大熊猫提供一个适应其生理习性的圈养空间。具体可以按照气候适应性设计的思路采用建筑防暑、绿化防暑、引入降温设备等方式实现场馆及其附属外环境的降温。

海南热带野生动植物园熊猫馆作为本文实地调研的对象，该场馆按照气候适应性设计的思路，采取了合理选址、二层通风、浅色外立面等方法对熊猫场馆进行了气候适应性设计，改善了场馆内的微环境，对该地区其他熊猫场馆的设计有一定的借鉴意义。