白蚁“建筑师”的“空调房”不用电

    提到白蚁，人们经常如临大敌，首先想到的是它们会毁坏房屋。殊不知，这种小生物可是天生的“建筑师”。

    今年夏天，全国范围内多个地区都经历了“高温蒸烤”，空调成了人们日常生活中的不可或缺之物。面对酷暑，人类以科技的力量应对，但白蚁的办法似乎更节能。

    前不久，中国农业大学昆虫学系教授彩万志在北京科学中心举办的首都科学讲堂中，科普了白蚁的“空调房”原理。

    彩万志说，白蚁在建造巢穴时非常注重保持巢内环境的稳定性。其中就包括温度的相对稳定，可以做到“冬暖夏凉”。以黑翅土白蚁为例，它们的主巢温度通常处于25-28℃，冬季巢内温度高于巢外，而在夏季巢内温度则低于巢外。

    他介绍，白蚁是巢居生活的社会性昆虫，蚁巢是白蚁集中生活的大本营。大白蚁亚科昆虫的巢体建筑物，可以说是白蚁巢体建筑物中最大、最复杂的。这类白蚁生活在热带地区，它们通常将唾液分泌物与土壤颗粒混合在一起，以建造凸出地面的巢体土丘，这些土堆在地面上可达8-9米高，直径30米左右。不过相对于地上的庞大土丘，这些小白蚁更多时间生活在土丘下的巢穴之中。

    精妙的建筑结构，是它们维持室温稳定的秘诀。地上部分的土丘内，遍布四通八达的隧道和管道，这些管道结构通常由一个或多个位于土丘中央的管道和许多接近土丘表面的小管道网组成。

    此外，部分土丘的表面，还布满了联通外界与内部管道的小孔。这种小孔孔口直径约1厘米，通常呈圆形、小米状或芝麻状。当白天有风吹过时，炎热的气流通过小孔进入土丘内部，在经过土丘中复杂管道的过程中逐渐冷却，最后到达巢穴中央，更换掉巢穴中的旧空气。

    在另外一部分无孔道裸露、表面光整的土丘上，尽管气体不能直接与外界相通，但这些土丘表面本身的透气率也相当高，这就方便了内外气流在昼夜温差变化影响下进行持续交换。

    这些结构就是大白蚁亚科昆虫成功调节巢内温度的关键。在夏季，蚁巢内气温保持在25-28℃；在冬季，巢穴则维持着20-25℃的温度。因此白蚁在不使用空调的情况下，也能够成功避暑。

    彩万志提到，白蚁的生态智慧也给人类带来了重要的启示。在非洲东南部的津巴布韦，就有这样一栋仿生学建筑——东门购物与办公中心（以下简称“东门中心”）。

    据查，这座建筑面积约3.1万平方米，建成于1996年，是津巴布韦当时最大的购物与办公场所。该建筑模仿白蚁巢穴使用了自然通风冷却技术，设计建造时没有安装空调。

    东门中心所在的津巴布韦首都哈拉雷属热带草原气候，相关建筑研究论文显示，在室外气温为28℃时，该建筑室内温度为24-25℃，达到了较为理想的热舒适条件；同时，因减少了空调等设施的安装及维持费用，东门中心总计节省了350万美元投资及10%以上的运营费。

    实际上，白蚁巢穴独特的建造逻辑在空间、形态、材料等多维度上都成为学者的研究内容，人们持续在其中挖掘着建筑仿生设计的新思维与新方法。

    正如彩万志所说，小昆虫，魅力大。科学的意义之一，便是向自然学习。