動(dòng)物建筑功能的綠色智能性初探

譚 昇

（紅山森林動(dòng)物園，南京，210028）

0 引言

發(fā)展“綠色”建筑是現(xiàn)今國際建筑體系貫徹可持續(xù)建筑發(fā)展戰(zhàn)略的舉措和原則。首先，“綠色”動(dòng)物建筑比人居建筑需求簡(jiǎn)易，有廣闊的節(jié)能前景。人居建筑損害生態(tài)環(huán)境，而動(dòng)物生態(tài)“綠色”體系，幫助了山體環(huán)境的生長(zhǎng)、保護(hù)，節(jié)約了能源和資源，合理優(yōu)化配制保護(hù)環(huán)境和自然資源，最大限度的提高原材料的利用率。第二，動(dòng)物建筑應(yīng)該以人并以動(dòng)物為本，造景以求達(dá)到“天人合一”，動(dòng)物和環(huán)境“合一”，動(dòng)物和游客接近，動(dòng)物和景觀合一等等，創(chuàng)造優(yōu)美和諧的空間環(huán)境，滿足人和動(dòng)物各自的心理和生理需求。

目前，動(dòng)物研究已科學(xué)的表明，動(dòng)物環(huán)境僅福利優(yōu)越可能使一些動(dòng)物肌體更完好，生存更優(yōu)良健壯，甚至說顏色及光的反射也可影響動(dòng)物肌肉本身的生長(zhǎng)，而動(dòng)物需要的動(dòng)物建筑可使它們比野外動(dòng)物更強(qiáng)壯有野性，動(dòng)物能夠世代繁衍，在動(dòng)物建筑生態(tài)體系內(nèi)是目前的初級(jí)目標(biāo)，不會(huì)因?yàn)閰^(qū)域窄小而造成動(dòng)物自然死亡，這是設(shè)計(jì)者必須完成的建筑項(xiàng)目和建筑理論及設(shè)計(jì)。

1 動(dòng)物建筑的保溫及取暖性能不同于人用空調(diào)

動(dòng)物取暖可以在房?jī)?nèi)充滿熱水蒸汽，可用設(shè)計(jì)出電器供應(yīng)水汽氣來取暖，并在嚴(yán)寒地區(qū)用春寒秋涼時(shí)的太陽能熱水取暖，或用取暖器在某一記間內(nèi)部分取暖 。

動(dòng)物籠舍設(shè)計(jì)成不同于人居室的房間，外面建筑回廊或儲(chǔ)熱墻，這就基本保證中心房間的通風(fēng)及夏天陰涼，陽光曬在外墻上，無法波及內(nèi)墻，較涼涼爽的內(nèi)室就可保證動(dòng)物夏天不用空調(diào)冬天接受“儲(chǔ)熱墻”的熱量，內(nèi)室可以保暖 ，這樣，可內(nèi)室的受光墻上，采用保溫材料，或在斜坡頂上作隔熱保溫層，基本滿足南方地區(qū)動(dòng)物的冬天溫度，確保動(dòng)物存活，不用取暖設(shè)施，而人的取暖費(fèi)事且在每個(gè)房間都須裝空調(diào)。動(dòng)物則不需要，如狗熊是穴居動(dòng)物，建造籠舍應(yīng)設(shè)計(jì)地下層，在地下的涼氣作用下，狗以熊不需空調(diào)，寒冷無氣，狗熊會(huì)爬到籠舍頂層，在二坡頂?shù)臒崃肯麓_保冬天無事故。

2 動(dòng)建采用砌塊墻建儲(chǔ)熱式厚墻

現(xiàn)行的磚墻結(jié)構(gòu)來制作動(dòng)物儲(chǔ)熱墻，較為煩瑣，不需要這樣大的承載力，若全部都用砌塊來建動(dòng)物建筑，加大儲(chǔ)熱墻的厚度就可自然增大了砌塊墻的牢固度和承載力，儲(chǔ)熱墻就是夾層墻，經(jīng)測(cè)定中間為泡沫的夾墻有抗冷、抗熱的雙重特性，且設(shè)計(jì)更寬的夾層，可以更優(yōu)的確實(shí)得到室內(nèi)15度的溫暖空間，但無法達(dá)到20度，無法給人居建筑制作出不用空調(diào)的后室，但動(dòng)物居室恰好只需15度，造出動(dòng)物居室不再需要空調(diào)的巧合性優(yōu)勢(shì)方法，如果我們將動(dòng)物籠舍的東南西三面都做上儲(chǔ)熱墻，不僅可以保證支撐上而樓板的重量，而且砌塊本身就必須以36厘米來砌筑為最好，單塊12厘米砌塊墻不牢固，不做混凝土柱就不能用單層砌塊墻，所以，雙層砌塊各為12厘米，中間加聚苯乙稀泡沫廉價(jià)板12厘米會(huì)更牢固，制成36厘米墻對(duì)動(dòng)物平頂上面的澆筑有實(shí)質(zhì)性的牢固幫助，頂部的梁坎式圈梁不能只做成12厘米或24厘米，為抵抗冰雪結(jié)凍在屋頂?shù)闹睾奢d應(yīng)該將所有的動(dòng)物砌塊墻設(shè)計(jì)為36厘米，不用混凝土梁，而且可在雙層墻上做雙層砌塊支撐梁，承擔(dān)極重的荷載。

“生態(tài)動(dòng)物建筑”在一定層面上比生態(tài)建筑更深入一步，對(duì)于動(dòng)物籠舍的節(jié)省性及二次自然利用，起到了進(jìn)一步優(yōu)化動(dòng)物環(huán)境的作用，關(guān)鍵因素為動(dòng)物需要更良好的通風(fēng)，并且室溫大大低于人居空間，這樣的籠舍可以稱為真正的生態(tài)建筑，不再是簡(jiǎn)單模仿自然環(huán)境，而有實(shí)質(zhì)性的生態(tài)制作，生態(tài)技術(shù)和生態(tài)的運(yùn)用，同時(shí)降低了動(dòng)物有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的傷害，糞便的二次利用及廢氣流動(dòng)到樹中自然合成消失，廢物總量遠(yuǎn)低于人居建筑，采用空心砌塊的小建筑，低碳節(jié)能，減少了用水和用電，空氣質(zhì)量勝過普通建筑而絕對(duì)不用空調(diào)？？暖，對(duì)環(huán)境的傷害幾乎為零。

3 動(dòng)物建筑淺層水及表土利用

一般地表土層均達(dá)到15度，形成較好的動(dòng)物保護(hù)場(chǎng)和地下1米以上的水資源有在度左右，這樣，生成了動(dòng)物居住舒適的基本環(huán)境，不會(huì)造成自然的地面不冷，影響動(dòng)物臥睡的情況，確保動(dòng)物存活，無須注意和再設(shè)計(jì)動(dòng)物居室的地面溫差，自然利用1米以上的地下水，對(duì)動(dòng)物地面沖洗及飲水不會(huì)造成動(dòng)物疾病和死亡。

在夏季可以有效的將墻上熱能用涼水傳到地下，冬季則利用屋頂太陽能熱水通入墻中的粗管中，提高墻體的溫度和熱量，如在動(dòng)物建筑中采用地源式熱泵，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于人居建筑，這樣，動(dòng)物建筑可以做到真正的完全不用空調(diào)，確保室溫永久在5度到15度之間，滿足了動(dòng)物生存不會(huì)死亡的條件，且地源式熱泵成本低，不用或少用電能。

4 籠舍自然通風(fēng)和煙夕管式通風(fēng)的無成本再利用

動(dòng)物建筑可建成2層樓，更適合個(gè)體動(dòng)物居住，建坡道進(jìn)入二樓，且利用了坡形山體，底層可設(shè)為陰涼的半地下層，這樣的二層建筑，更適合夏天和冬天動(dòng)物自然選擇性居住，同時(shí)在坡頂上應(yīng)多設(shè)“老虎”窗，形成自然向上傳風(fēng)的通氣道，一般設(shè)在北邊或建筑的坡上部分，便于坡下的氣流進(jìn)入籠舍后從坡上“老虎窗”流出污濁空氣，可設(shè)2至3個(gè)豎向長(zhǎng)條尚窗，與人居建筑高窗不同的是南邊或坡下的一面不可設(shè)置高窗。高窗之間的空氣少對(duì)流才能將底層動(dòng)物味排出室外，另外，按現(xiàn)行的適宜通風(fēng)技術(shù)，可以采用煙夕式的通風(fēng)管來增加生成強(qiáng)有力的通氣通道，將粗管道口埋在室外坡下的土中，成為進(jìn)風(fēng)口，出風(fēng)口則可按在二樓的“老虎窗”邊，自然的坡下風(fēng)可以強(qiáng)有力的拔風(fēng)到屋頂沖出窗外，解決了動(dòng)物空間中氧氣少、動(dòng)物吸氣多，排臭氣多的難題。

5 利用山坡地建造動(dòng)物小別墅確實(shí)需要可行

動(dòng)物園常有2米以上的高坡地，恰好建成小樓滿足狗熊空地少的籠舍需要，動(dòng)物可以由斜坡走上二層樓，先上夾層再由斜坡到2樓，并可做出挑平臺(tái)給游客觀賞，在此種建筑中可以更好的利用熱水管墻體隔冷，可以在南面做更多的儲(chǔ)熱墻，比簡(jiǎn)單的平頂長(zhǎng)方建筑更優(yōu)異，平頂墻的水隔冷較差，小別墅的水隔冷更好，伴有波浪形簡(jiǎn)易輕筒瓦屋頂，使籠舍風(fēng)通風(fēng)更強(qiáng)沒有臭味，不同空調(diào)而使空間氣物質(zhì)優(yōu)于人居小樓，可滿足動(dòng)物比人類更強(qiáng)的空氣物質(zhì)需求，不會(huì)突然自然死亡，如果沒有動(dòng)物建筑的五項(xiàng)技術(shù)，動(dòng)物小樓還不會(huì)進(jìn)入動(dòng)物園，根本原因是太陽能熱水進(jìn)入動(dòng)物生存空間，使我們必然將動(dòng)物建筑造成斜坡頂。這里可以將北面墻內(nèi)的粗管通水管道接到一層的工作間，每天飼養(yǎng)清洗蘋果后，太陽能熱水自然滾到北面墻中，冷卻后又一次被工人沖洗底層的室內(nèi)地坪，并且自來水開小流水滴入頂部水池，無需多？？電及增壓泵來送水到屋頂，做到一水多用，無形用水多次。稱之為動(dòng)物建筑技術(shù)生成模型小樓。

6 動(dòng)物小樓北面砌單層24厘米墻更優(yōu)異

動(dòng)物建筑北面全部沒有儲(chǔ)熱墻，因此，只需砌24厘米的雙砌塊，多設(shè)構(gòu)造柱就可滿足承受巨大荷載的需要，下層1米高為種植土覆蓋砌塊中的空洞，可以生長(zhǎng)墻面植物的同時(shí)，更穩(wěn)定的將砌塊砌布于地表以上，加土填埋空心孔洞的層序不能省略，空心砌塊自身重量輕，建成的動(dòng)物建筑力不夠穩(wěn)定，所以載花種草使建筑更加穩(wěn)固，在北邊的窗邊墻中，可以只用12厘米單砌塊砌筑，加上窗邊構(gòu)造砌塊梁的澆筑，完全可以支撐動(dòng)物窗體，在窗上梁的砌筑上，可將砌塊豎直式砌筑中間穿插入80方鋼管，制成特別的窗頭梁，中間用方鋼管外包砌塊的梁，完全可以支撐窗上再砌筑砌塊的重量，但不可以放置屋面下的橫鋪鋼管，為此，動(dòng)物窗多半以60厘米或80厘米寬度為最好，形成高長(zhǎng)窗更能通風(fēng)，符合動(dòng)物需求，千萬不能做1米寬以上的窗戶，因?yàn)榇邦^梁無法承受或加大到兩根就可以承擔(dān)，于是，門頭梁也可以用砌塊穿鋼管橫放的方式來預(yù)先制作，生成不抹內(nèi)墻面不裝潢的優(yōu)美線條互接連的形式，成為動(dòng)物野趣空間的寫照

7 綠色動(dòng)物建筑無空調(diào)采暖的依據(jù)

人居建筑必須有空調(diào)，室溫須達(dá)到18-22度左右，動(dòng)物則可以耐受更低的氣溫，利用這個(gè)特性無需空調(diào)，利用地表熱墻，就可達(dá)到5-15度的動(dòng)物房間的需求。

這樣的動(dòng)物建筑方法，體現(xiàn)了極大的無空調(diào)優(yōu)越性，是籠舍能夠稱為動(dòng)物建筑的最主要不同點(diǎn)，是人居建筑和動(dòng)物建筑不同的分水嶺，為何能稱籠舍為動(dòng)物建筑，它和人居建筑有什么根本差別，原因是所有的動(dòng)物建筑都無需空調(diào)，盡管寒冷地區(qū)有零下8度左右的天氣，動(dòng)物不能忍受零下5度的室溫，但建造一堵普通厚墻白天受陽光照射而儲(chǔ)存熱量在墻體中，夜晚這堵熱墻施放出熱量，將晚間籠舍內(nèi)的溫度提高，始終可以保證零上3-5度以上，就可保證動(dòng)物存活，而且白天的厚墻也始終擋住寒冷的零下8度，確保白天室內(nèi)零上5度。

8 維護(hù)結(jié)構(gòu)不用能量的綠色環(huán)保簡(jiǎn)易性

儲(chǔ)熱墻的隔熱板采用聚苯乙烯泡沫塑料板，墻體的隔熱系數(shù)就能滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，500mm厚的一層泡沫板，就能起到1000mm厚的磚墻隔熱作用，或者等于2000mm厚的鋼筋混凝土墻的熱阻。所以，南方地區(qū)動(dòng)物建筑采用有隔層的儲(chǔ)熱墻，完全適用，恰到好處，不再需要空調(diào)，北方地區(qū)采用較厚的隔板墻，同樣可以阻擋嚴(yán)寒隔冷的效果，造出傳冷速度慢的動(dòng)物墻只需在朝北向的墻中設(shè)置雙層泡沫板，在二層泡沫板再砌半磚墻，或用木工板或水泥材料隔開，這樣的二層泡沫板之間的溫差會(huì)特別大，外層為零下5度的夜晚會(huì)在內(nèi)層泡沫體上有零上3度到零上5度的室內(nèi)墻壁，完全阻擋了下半夜寒氣的襲擊，確保動(dòng)物存活，渡過寒冷“凍季”，并可以在飼養(yǎng)長(zhǎng)頸鹿的高大籠舍內(nèi)作用出更溫暖房間的試驗(yàn)，各個(gè)夾墻及屋頂夾板，確保室溫永久在5度到15度，就能使非洲居住的赤熱地區(qū)的動(dòng)物生存，節(jié)省大量的凍季油爐取暖費(fèi)用，綠色環(huán)保且廉價(jià)的簡(jiǎn)易性，每年將節(jié)省油爐用油費(fèi)用10萬元，無形的利用了？？？？。

9 動(dòng)物建筑資源全節(jié)省，室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量全提高的設(shè)計(jì)原理

根據(jù)自然坡地的基地條件，充分考慮了自然空氣通風(fēng)和多用天然采光的要求，減少或不用燈光照明，合理設(shè)計(jì)復(fù)合儲(chǔ)熱墻體的位置和密閉性較好的動(dòng)物窗，減少建筑運(yùn)行耗能，進(jìn)一步改善空氣質(zhì)量和動(dòng)物居住的風(fēng)氣及水物質(zhì)，利用可再生能源，減少和不使用采暖系統(tǒng)裝置，都是動(dòng)物建筑生態(tài)“綠色”的根本的措施。保留和利用原地形、地貌和植被及自然水系統(tǒng)，理論上可以設(shè)計(jì)成更好的生態(tài)建筑，但是，目前各大動(dòng)物園因動(dòng)物種類繁多，造成大量開挖山體，形成游客多而生態(tài)性較少的狀況。合理開發(fā)地下空間，利用棧道及立體型階梯來克服地皮太小的問題，讓游客站在高處看動(dòng)物，從道路上空更近的聯(lián)系兩個(gè)場(chǎng)館，更加是“綠色”建筑的一種好方法，可以更全面的結(jié)合起“生態(tài)”元素，一舉多得，環(huán)境的質(zhì)量及感覺比單層動(dòng)物建筑更加優(yōu)異，同時(shí)可以限制步道上必用的粘土磚，使用的低碳材料環(huán)保便利，節(jié)省了資源。