博物馆照明三原则
来源：
博物馆圈
作者：
深圳市埃克苏照明系统有限公司王建平、陈进茹执笔
发布时间：
2023-11-10 10:31
随着我国博物馆事业的蓬勃发展，展品类型和展览形式愈发丰富多彩，越来越多的博物馆展览展示对专业的博物馆照明技术和产品提出了更高的要求。博物馆照明主要分为两个方面，一是博物馆建筑空间照明，二是博物馆展陈空间照明。本文以博物馆展陈照明为核心，围绕如何更多地应用现代光学、电子和智能技术，在保护文物的基础上，通过光与影的变化，营造出富有生命、充满活力、感觉逼真、整体优化的博物馆光环境，以呈现和还原展品的历史文化底蕴与艺术造诣，为观众提供一个舒适的参观环境。
展陈照明是博物馆工作中最为重要的部分之一，其直接影响文物、标本和展品安全、展示效果、观展体验。博物馆照明要注意“安全”“还原”“舒适”（图 1、图 2）三个方面的要点，灵活使用光的质量、强度、分布来激发观众领略展览内容。
（一）安全
照明设计和技术必须优先保护展品安全，控制和减少光对展品材料、颜色、质地等方面的损害。博物馆展陈中，展品是博物馆一切行为的中心，策划、装修、布展、照明、开展、撤展等过程都围绕珍贵的展品而进行，博物馆展陈设计和博物馆照明设计必须优先处理好安全保护展品和更好展示展品之间的关系。
第一，机械安全。照明轨道系统在安装时要考虑轨道的牢靠性和承重性（图 3、图 4），防止因轨道松落或灯具过重而掉落；同时，灯具在从安装到拆卸的过程中应方便、快捷、稳固，不得有松动、跌落等风险。
图 1 舒适优质的光环境
图 2 保护珍稀展品是博物馆展示照明的首要任务
图 3 轨道承重示意图
图 4 照明轨道系统示意图
第二，电气安全。安装照明系统轨道应使用专用接头接电并连接接地线，灯具如不兼容现场轨道亦不应该私自更改，避免产生漏电安全隐患，相关安全规范可参考《博物馆照明设计规范》（CB/T 23863—2009）第 9 条有关照明供配电与安全的内容。
第三，热安全。热安全对于展品保护是一件不可忽略的事情，传统博物馆还在使用金卤灯、卤素灯、白炽灯、荧光灯等照明产品以满足展览照明基本要求，但存在耗能大、发热高等缺点。随着 LED 照明技术发展越来越成熟，LED 灯具不仅能降低热能，还能保证光的发光效率。在选择 LED 灯具时应注重灯具材料的导热性， 以及外壳材质和散热结构是否合理。灯具在工作状态中，其整体温度应低于 50°C（图 5），确保对文物的损害降到最低，同时让展厅空间保持适宜的温度，让观众感觉舒适。
图 5 灯具温度表面测试
第四，光安全。博物馆任何时候都应把文物安全放在首要位置，除了防火、防爆、防触电和热安全对文物产生的损害外，还要兼顾光安全。因此，博物馆照明不再只是艺术表现的工具，它在技术上还要符合文物安全保护的标准。
首先，防止红外线的热效应和紫外线的化学效应。灯光中红外线辐射的存在会引起展品表面温度的升高（表 5），导致展品的热胀冷缩，加速展品的老化速度；增加材料的干燥程度，使展品产生易脆现象，可能使文物表面发生翘曲或龟裂变化。
灯光中的紫外线会导致展品表面产生化学反应，造成博物馆展品老化，如褪色、变色、质变等，形成可见或隐性的损害，而且无法通过保护手段恢复。对于博物馆和美术馆照明，IESNA96 北美照明工程学会建议光源的最大紫外线含量为 75μW/ lm ；CIE2003 国际照明委员会则建议光源的最大紫外线含量为 10μW/lm。
其次，控制最高照度水平。为了展品的安全，在博物馆照明设计中，展品的照度应当维持在满足观众欣赏展品的水平上，因为当博物馆用可见光来确定照度水平的时候，实际上光损害来自包括可见光在内的全光谱辐射。国际博物馆协会推荐参考《博物馆照明设计规范》（CB/T 23863—2009）的照明数量指标如下（表 6）：对高度光敏感展品的最高照度应低于 50lx，对中度光敏感展品的最高照度应低于150lx，而对低度光敏感展品的最高照度应低于 300lx 以内，对轻度光敏感展品的最高照度也应当控制在这一水平上。
表 6 陈列室展品照度标准值
再次，建立光敏感展品“光预算”管理制度。“光预算”是指展品在某个照度水平上可以持续展览的时间，超过这个时间，展品将遭受明显的损害，不能再继续展出。根据光的相互作用原理，光对展品的损害来源于照度和光照时间的组合作用， 一个展品在 50lx 的照度下持续照射 10 小时造成的光损害，与在 500lx 照度下，持续照射 1 小时造成的光损害是一样的。降低光对展品的损害，不仅要控制照度水平， 更重要的是管理累积照明时间。
光损害不仅来自红外线和紫外线，长期照射可见光也会对文物产生不可逆转的损害，控制文物和艺术展品的年度总曝光量（表 7），是协调保护与展示的重要手段。博物馆也应当对展品灯光的年曝光量进行控制，建立健全光敏感展品的“光预算” 制度。
表 7 陈列室展品照度年曝光量限制值
最后，运用博物馆智能照明。博物馆照明安全的基本原则就是用观众可以欣赏展品的最低照度水平，照射最少的时间。智能照明系统的使用，能够有效地实现灯具使用时间的智能化控制，让场景灯光的切换变得极其灵活，在博物馆照明设计中得到了越来越广泛的应用。
图 6 智能系统配置示意图
智能照明系统可根据不同的展示要求对博物馆照明环境进行调整与切换，实现单灯或多灯分组开关、亮度手动或自动调节、场景设置、定时开关、红外线探测、照度感应、移动感应、集中监控、能耗管理、遥控操作、远程操作等多种照明控制任务（图 6），极大地方便了博物馆的照明管理和对展品的精确照度与曝光量控制。
（二）本真还原
博物馆展品是研究古代文明的重要媒介，展品每一处的细节都具有不可估量的价值，用光要忠实还原展品的色彩、材质、纹理、细节，设计要通过多层次、有对比的有序灯光配置，准确再现文物的历史地位和艺术价值，体现出博物馆策展的核心竞争力（图 7）。照明灯光本真还原质量不同，色温选择偏离，灯光布置不当，会导致映入观众眼睛的文物外观及色彩出现偏色、含混、黯淡等现象，与展品原貌相比造成大量视觉信息的缺损。
第一要求是色彩与材质。博物馆照明设计中，展品色彩、材质的呈现显得尤为重要。灯光的显色性会直接影响展品色彩的色调和饱和度的表现，全色域高显色指数的灯光可以更加真实地还原、呈现历史文物的原貌、色彩，将文明真实地呈现在观众眼前。在博物馆灯光设计中，对于陈列绘画、彩色织物、多色展品等对辨色要求高的场所，应采用一般显色指数（Ra）不低于 95 的光源做照明光源；对辨色要求一般的场所，可采用一般显色指数不低于 85 的光源做照明光源。灯光准确的色相和高饱和度对于展品的研究与鉴赏至关重要，低显色性的光会造成偏色和色相缺失， 导致文物展品信息不能得到完全解读。
不同类型的展品对博物馆照明的材质表现有着不同要求：碑石类展品需要灯光展现其粗糙的外表与厚重的历史感，瓷器展品需要突出其材质的光泽度，玉质展品则多利用侧光或透射光照明呈现内部结构的颗粒感与交织纹理。灯光的色温也会对色彩与材质呈现产生较大的影响，博物馆展厅最基本的视觉感受就是由灯光的色温带来的（图 8-1、图 8-2）。灯光的色温会真切地影响观众对空间和环境的感受，也直接地影响他们对文物和艺术展品全面的理解和认知，因此色温的选择需要策展人和展陈设计师基于对展览空间、内容主题和展品的深度理解而最终确定。需要注意的是，不同颜色、不同材质的文物展品，以及不同风格的艺术作品，会有其最适合的色温，同时，不同国家、不同民族也会有不同的色温偏好。
图 7 本真还原文物展品细节及色彩效果（四川博物院 苏打明摄）
第二要求是质感与细节。人对光的感知由两部分构成，直觉和视知觉。直觉收集信息，是客观的；视知觉则依靠生物本能，利用已有的视觉经验在大脑中对收集到的信息进行判断。博物馆照明的基本要求之一就是把展品的质感、工艺特征与细节完整地展现在观众的视觉中。展品的材料和表面肌理决定了展品质地表现，如漆器胎体材质的肌理质感与大漆的细密色泽、玉器的通润温泽的质感与层叠变换的纹理、石碑的粗糙厚重与依稀可辨的雕刻与字迹，利用光的反射、折射、漫射，将不同展品本身的纹理、质地等真实地呈现出来。
通过光将展品的制作工艺特点展现出来，特别是针对需要特殊展示或者强调某种工艺的文物，如故宫博物院钟表馆展出的模仿大自然景观的鸟音山子水法钟，底座上布梅树、湖泊和山石，树开红梅，湖上白鸟，石内嵌钟，栩栩如生的蝴蝶、翠鸟飞于其间，制作工艺之复杂、色彩之绚烂令人惊叹不已。博物馆以不同光束角的灯光从不同角度照射，通过明暗关系的对比将树枝的蜿蜒与山石的嶙峋表现出来，同时有重点地让观众清晰看到钟面刻度与精致细微的加工工艺。
左图 8-1 3000K 暖白 右图 8-2 4000K 中 性 白
第三要求是场景与情感。好的博物馆照明会对博物馆起到装饰与营造氛围的作用，无论是冷白色（高于 5300K）还是暖白色（低于 3300K），都会对空间的情绪和其中的展品产生影响。以爱国主义主题展览中的场景为例，中国共产党历史展览馆以热情奔放的红色为主色调，博物馆照明设计偏向于暖光，该展览全方位、全过程、全景式、史诗般地展现中国共产党波澜壮阔的百年历程；南湖革命纪念馆的照明设计更趋向于中性白，配合棕、灰色调的展板与斑驳厚重的背景石墙，让人不由自主地回到了那段中国共产党和人民反抗封建统治与外来侵略的峥嵘岁月。
博物馆照明需要根据展览的主题予以相应的变化，运用不同光色区分不同的场景，用不同的光束角强调不同的展品亮点，利用明暗对比来区分空间并强化对人的心理暗示作用， 营造出或激昂、或沉思、或欢喜、或怅然的不同情感，让观众有所感悟、有所收获。
（三）舒适
博物馆已逐渐成为人们休闲娱乐、开展教育的重要场所，博物馆在提供丰富展览的同时要给观众创造良好的视觉光环境，这也是博物馆室内灯光设计的一大要点（图 9）。前期的博物馆照明设计可以通过光学软件计算出舒适的空间光环境的照度数值，为后续展陈设计和布光提供数据支撑与布展效果；后期灯具安装时，则要严格控制眩光的产生、灯光的均匀度、视觉适应，以及提供方便的观众摄影与夜间游览服务。
图 9 舒适的光环境效果（中国人民革命军事博物馆 陈进茹摄）
第一要素是眩光的消除。国际照明委员会（CIE）对眩光的定义是：眩光（glare）指的是视野中，由于不适宜的亮度范围或分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对经度，以致引起视觉不舒适或者降低物体可见度的视觉情况。在博物馆和美术馆照明设计中，眩光的清除是重要考虑的因素之一，照明灯光中要注意避免眩光的产生，眩光一般包括直接眩光、反射眩光与失能眩光。
直接眩光：直接眩光的产生是由于灯光或从入射的自然光投射方向太过逆向平行于观众的视线，也可能是因为灯具的配光问题造成大量杂光溢出，如果灯光垂直投射角超过 45° 到物体上部，则会形成反射眩光（图 10）。另外，展厅中反射率高的展品，也会在展厅中形成高亮区域，对邻近展品的观赏形成类似眩光的影响。
直接眩光的消除，要统筹整个展览空间布局、展现形式、参观路径，选择合适的光束角，合理排布灯具的投光方向，预测和采取控制自然光的射入数量和方向， 采用自带防眩罩、防眩网的灯具（图 11）。
反射眩光：反射眩光是指观众或其他物品在光泽面（如展柜玻璃或画框玻璃） 上产生的映像（图 12），妨碍了观众对展品的观赏，有时由于眩光的影响，观众需要尝试变换位置才能看清楚展品信息。例如，对镶嵌在玻璃框中的油画或表面有光泽的展品，在观众的观看方向出现光幕反射，观众和环境中的影子与玻璃背后的油画交互干涉。尤其值得注意的是博物馆地板的影响，地板的反射会在不同的光环境下形成不同程度的二次反射眩光。避免反射眩光首先要降低照度比，减少大面积高亮区域，其次要注意灯具的投射角度不要大于 45°。
图 10 直接眩光和反射眩光
图 11 自带防眩罩、防眩网配件的灯具
图 12 合理的灯具安装角度示意图
失能眩光：失能眩光是由于人眼直视比周围视野强烈的光源而造成的视觉失能， 这种强烈的光使眼睛很难或者无法看清其他东西，结果既危险又痛苦。因此展厅内的参观路径中，应避免灯具照射角度与正常观展位置重合使人眼接受强烈光源而导致失能眩光。
第二要素是均匀度、溢出光和退晕。《博物馆照明设计规范》（GB/T 23863— 2009）对展品照明的均匀度提出了要求：对于平面展品，最低照度与平均照度之比不应小于 0.8 ；但对于高度大于 1.4 米的平面展品，要求最低照度与平均照度之比不应小于 0.4。展品区域外的光称为溢出光，光斑边缘光强逐渐消退称为退晕。应减少和控制溢出光的干扰，将观众的注意力完全集中在展品，优异的退晕效果也会使光斑边缘的余光逐渐消退，避免形成照度对比强烈的“窑洞现象”，防止对整个展览环境的光视觉污染。
均匀分布的光斑照度，可更好地呈现展品的完整形态和细节，美术灯就是特别好的例子，采用切光投影的方式将光线均匀地投射在画幅里，没有任何溢出光，营造出画作自发光的震撼效果。
第三要素是视觉适应。根据《博物馆照明设计规范》（GB/T 23863—2009），展品的亮度应高于背景亮度，亮度比要控制在合理的范围内。亮度过高的区域将成为眩光源，造成视觉干扰，影响细节观看。对于陈列特殊感光展品的区域，当整体照度较低的时候，要求对视觉适应有所考虑。接近这些区域的时候，需要提供视觉过渡。
第四要素是摄影友好。随着自媒体时代的到来，观众的社交网络分享已成为趋势，博物馆照明应当适用大众传播的力量，扩大博物馆和博物馆展览的影响力。故而应充分考虑观众的拍摄需要，建设摄影友好型展览。首先，要合理安排展览空间布置，确保不会造成拍摄的观众滞留拥堵从而危及文物安全；其次，每一个展品、展台、展柜、展厅的照明设计非常重要，要避免照明灯具的灯光在手机或相机拍摄时产生频闪，频闪产生的波纹严重影响成像质量和效果，影响观众的参观体验；最后，在灯具的投射方向和位置要精心布置，布置重点展品和场景的照明时，要注意照度合理分布，重点突出，使环境有利于自动对焦手机或相机快速锁定焦点位置和调整曝光量值，以达到准确和高质量的拍摄效果。
