基于文物保護(hù)的博物館展陳照明調(diào)查研究

黨 睿 張明宇劉 剛 于 娟 侯 丹

(天津大學(xué)，天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點實驗室，天津 300072)

1 引言

人工光環(huán)境質(zhì)量是衡量博物館水平的一項重要技術(shù)指標(biāo)，而直接作用于展品的展陳照明更是重中之重［1］。近年來隨著大規(guī)模博物館建設(shè)的進(jìn)行、對文物保護(hù)的重視以及收藏?zé)岬呐d起，文物展陳照明逐漸成為研究熱點。展陳照明不僅直接決定參觀者對于展品的視看清晰度和視覺舒適度，更為重要的是不科學(xué)照明會對展品造成不可逆的永久性損傷，導(dǎo)致文物的歷史信息流失和遺產(chǎn)價值降低，因此在進(jìn)行展陳照明設(shè)計時必須盡可能避免或減小光學(xué)輻射損害［2］。本文通過對國內(nèi)外六座著名博物館的光環(huán)境調(diào)研，分析展陳照明在文物保護(hù)方面的特點及存在問題，為該領(lǐng)域的研究提供參考。

2 研究動態(tài)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

近年來國內(nèi)外在文物展陳照明領(lǐng)域的研究取得了豐碩成果，世界各國也頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，歸納起來主要從以下四個方面進(jìn)行光照保護(hù)控制:

2.1 對展品進(jìn)行分級保護(hù)

對不同展品按光敏感程度進(jìn)行分級，對不同級別展品采取不同的照明控制指標(biāo)。國際博物館學(xué)會ICOM(the International Council of Museums)將材料光化學(xué)穩(wěn)定性劃分為不敏感、比較敏感和特別敏感三個級別，各國多以此為基礎(chǔ)制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我國《博物館照明設(shè)計規(guī)范》 (GB/T23863—2009)(以下簡稱《規(guī)范》)也采用該方法對展品類型進(jìn)行劃分［3］，見表 1。

2.2 限制照度水平

在滿足視看要求的前提下，最大程度降低展品的照度水平，以減少光照對展品的損害程度。目前世界許多國家和國際組織都對照度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了限定［4～6］，見表 2。

表1 我國光化學(xué)敏感程度分級Table 1 Rank of photochemistry sensitivity in China

表2 部分國家和國際組織推薦的照度標(biāo)準(zhǔn) (單位:1x)Table 2 Illumination standard of some countries and organizations(unit:lx)

2.3 限制曝光量

光照對材料的損害是有積累性的，同時不同光敏感性展品其可承受的最大光照射量不同。為更好地保護(hù)展品，將年曝光量 (一年中照度與照射時間的乘積)作為一項重要指標(biāo)進(jìn)行限定［7］。表3為CIE157:2004號文件和《規(guī)范》中對于展品年曝光量限制值的規(guī)定。

表3 陳列室展品年曝光量限制值Table 3 Limit value of annual exposure in showroom

2.4 照明光源

國際照明委員會CIE(Commission Internationale de L'Eclairage)技術(shù)報告研究表明，光學(xué)輻射與展品蛻變有著明晰的關(guān)系。其中紅外輻射為熱效應(yīng)，會使展品產(chǎn)生干化、變形和開裂;紫外輻射為化學(xué)效應(yīng)，將引起展品褪色和變色，目前消除展陳照明光源中的不可見光輻射已成為國內(nèi)外研究共識［8］。除對紫外線和紅外線的限制外，對光源的控制指標(biāo)還有色溫和顯色指數(shù)，如《規(guī)范》中規(guī)定對于敏感性展品的照明光源色溫應(yīng)小于3300K，對于顏色辨別要求較高的場所顯色指數(shù)應(yīng)不低于90［3］。

3 國內(nèi)外典型博物館展陳照明調(diào)研

3.1 博物館選擇

國際博物館協(xié)會在《國際博物館協(xié)會章程》中將博物館定義為:博物館是為社會發(fā)展服務(wù)的非營利永久機構(gòu)并向大眾開放。它為研究、教育、欣賞之目的征集、保護(hù)、研究和傳播并展示人類及人類環(huán)境的見證物。因此博物館的三大基本功能可概括為:收藏、科研、教育。本次調(diào)研對象的選擇基于博物館基本功能特點，以綜合性、權(quán)威性、先進(jìn)性為原則，選取國內(nèi)外6座著名博物館，調(diào)研對象能夠代表當(dāng)今世界博物館展陳照明的較高水平，見表4、圖1。

表4 博物館調(diào)研對象Table 4 Object of investigation and research

圖1 博物館調(diào)研對象Fig.1 Object of investigation and research

3.2 文物類型和照明指標(biāo)選擇

基于目前世界各國按照文物材料的光化學(xué)穩(wěn)定性劃分方法，本次調(diào)研對于文物類型的選擇為:書畫類 (特別敏感展品)、漆器類 (比較敏感展品)、陶瓷類 (不敏感展品)。

選取照明方式、光源類型、光源色溫、平均照度和照度均勻度作為調(diào)研指標(biāo)，上述指標(biāo)能夠反映博物館展陳照明在文物保護(hù)方面的情況。

3.3 調(diào)研方法

照明方式和光源類型采用現(xiàn)場觀察方法確定;光源色溫使用SM光環(huán)境測試系統(tǒng)進(jìn)行測量;對于展品表面照度指標(biāo)，由于不能將照度計直接放置于展柜內(nèi)，因此使用SM光環(huán)境測試系統(tǒng)進(jìn)行間接測量。

4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

影響博物館光環(huán)境設(shè)計的主要因素包括視看效果、視覺舒適性、文物保護(hù)、節(jié)能環(huán)保等。由于書畫類展品對周圍環(huán)境敏感度最高，是最易受到光照輻射破壞的文物類型，因此在諸多影響因素中，文物保護(hù)是該類展品的首要考慮問題。本文主要從光照保護(hù)角度出發(fā)對展陳照明進(jìn)行研究，所以下面以書畫類展品照明為例，對本次調(diào)研進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。將調(diào)研結(jié)果進(jìn)行歸納，見表5。

表5 調(diào)研結(jié)果數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Table 5 Data statistic of investigation and research

4.1 照明方式

在所調(diào)研博物館中，書畫類展品均在沒有天然采光的封閉空間中進(jìn)行展示，全部采取人工照明方法，且主要通過展陳照明的溢散光來提供整體環(huán)境照明，較少單獨設(shè)置空間照明燈具。這種方式不但易于對光線進(jìn)行控制，而且由于沒有天然采光和較少的環(huán)境照明，整體空間的亮度較低，展柜內(nèi)只需要較低照度便可達(dá)到較好的照明效果，從而達(dá)到降低展品表面照度來保護(hù)展品的目的，另外不易產(chǎn)生反射眩光。

由于書畫類展品的高敏感性，因此所調(diào)研博物館均采取將此類文物置于封閉展柜進(jìn)行保存的方法，同時展品形式?jīng)Q定了其展示方式為水平放置和豎向懸掛兩種。照明燈具安裝于展柜外或展柜內(nèi):前者優(yōu)點是可避免因光源散熱對展品造成影響，缺點是當(dāng)光線照射到展柜上會產(chǎn)生反射導(dǎo)致空間環(huán)境亮度變大，同時會使展品表面因人員或物體遮擋而形成陰影，另外燈具不易隱藏，而且要在展品表面達(dá)到相同照度相比柜內(nèi)置燈需要提高光源功率;后者一般是在展柜頂部或底部設(shè)置燈具夾層，這種方法可避免柜外置燈所引起的諸多問題，但需要做好柜內(nèi)光源的降溫工作。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)書畫類展品多數(shù)采用柜內(nèi)置燈的照明方式。

調(diào)研結(jié)果表明，目前展陳照明方式有一般照明、重點照明、一般照明和重點照明結(jié)合三種，其中第三種使用最為普遍，見圖2。一般照明主要是在展柜頂部設(shè)置網(wǎng)格狀發(fā)光格柵為展品提供柔和均勻的整體照明環(huán)境，圖3為東京國立博物館古代繪畫一般照明;重點照明是將小型投光燈安裝于展柜上沿或利用側(cè)立式燈具放置于展品一側(cè)進(jìn)行照明，投光方式多為由上方或斜上方進(jìn)行投射，同時由于該類光源均為點光源，因此使用多個光源對展品不同位置進(jìn)行照明以保證均勻度，圖4和圖5分別為國家博物館和首都博物館的兩種重點照明方式;一般照明和重點照明結(jié)合是將上述兩種方法同時使用，以發(fā)光格柵為展柜提供整體環(huán)境照明，同時將投光燈作為重點照明對展品細(xì)部進(jìn)行刻畫，圖6為國家博物館古代繪畫照明情況。

圖2 照明方式統(tǒng)計圖Fig.2 Statistical chart of lighting pattern

圖3 東京國立博物館繪畫一般照明Fig.3 General lighting in Tokyo National Museum

圖4 國家博物館利用下射投光燈進(jìn)行重點照明Fig.4 Accent lighting with floodlight in National Museum

圖5 首都博物館利用側(cè)立式燈具進(jìn)行重點照明Fig.5 Accent lighting with vertical floodlight in Capital Museum

圖6 國家博物館一般照明和重點照明結(jié)合照明Fig.6 General lighting combine accent lighting in National Museum

4.2 照明光源

在所調(diào)研博物館中，展陳照明共涉及熒光燈、鹵素?zé)簟⒐鈱?dǎo)纖維和LED四種光源類型，其中傳統(tǒng)光源鹵素?zé)艉蜔晒鉄羰褂酶鼮槠毡?，見圖7。熒光燈由于其光線柔和方向性不強等特點，通常單獨或與其他光源配合使用來提供展柜整體環(huán)境照明，鹵素?zé)?、光?dǎo)纖維和LED等點光源用以進(jìn)行重點照明。

在光源色溫方面，由于博物館展陳空間的整體亮度較低，如《規(guī)范》中規(guī)定對于敏感性展品的最高表面照度不高于50lx，因此根據(jù)視覺舒適度曲線(圖8)，只有較低的光源色溫才能達(dá)到較好的視覺舒適度，因此《規(guī)范》對敏感性展品的照明光源色溫要求為小于3300K，但在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)某些博物館所使用的光源其色溫值高于這一指標(biāo)，見圖9。

圖7 光源類型使用比例Fig.7 Ratio of light source type

圖8 視覺舒適度曲線Fig.8 Curve of visual comfort Figure

圖9 光源色溫比較Fig.9 Comparison to color temperature of light source

此外，對于光源光譜中的紫外線和紅外線各博物館均采取了相關(guān)技術(shù)措施，如使用紫外和紅外光譜含量較低的光源或加設(shè)濾光片等手段。

國內(nèi)外博物館在光源使用中也存在一些差異，國外主要使用熒光燈和鹵素?zé)舻葌鹘y(tǒng)光源，我國則多采用光導(dǎo)纖維和LED等新型光源。其中光纖照明已成為目前我國高等級博物館的主要照明方式，而LED僅在故宮博物院的橫向書畫照明中使用，見圖10。

4.3 照度

圖10 故宮博物院書畫LED照明Fig.10 Lighting with LED to painting and calligraphy in the Palace Museum

照度是展陳照明中最為重要的控制指標(biāo)之一，它直接反映展品面的被照射程度，因此各國在博物館照明標(biāo)準(zhǔn)中均對照度值給出了明確限定。但在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)博物館對于敏感類展品的照明其照度值普遍偏高，均高于《規(guī)范》中對于該類展品50lx的最高照度要求，［3］同時測試結(jié)果表明最高照度值普遍高于70lx，最大已達(dá)到103.2lx，這必會對文物造成光輻射傷害，見圖11。

圖11 各博物館照度指標(biāo)比較Fig.11 Comparison of illuminance

在照度均勻度方面，除東京國立博物館外，其他博物館在這一指標(biāo)上均不理想，普遍低于0.6，最低僅為0.33。而《規(guī)范》中規(guī)定“對于平面展品照度均勻度不應(yīng)小于0.8，對于高度大于1.4米的平面展品照度均勻度不應(yīng)小于0.4”。［3］東京國立博物館之所以達(dá)到0.77的照度均勻度，主要是由于其僅使用熒光燈進(jìn)行整體照明，采用一般照明與重點照明相結(jié)合的大英博物館和中國國家博物館情況較好，而單獨使用重點照明方式的博物館其照度均勻度最差，可見光源選擇和照明方式對照度均勻度具有重要影響。此外，某些博物館考慮到光源直射展品會對其造成傷害，因此將光線集中照射在展品一側(cè)，通過逸散光和反射光進(jìn)行照明，這種方法也會造成展品表面照度的不均勻，見圖12。

圖12 各博物館照度均勻度指標(biāo)比較Fig.12 Comparison of uniformity of illuminance

5 小結(jié)

通過對國內(nèi)外典型博物館進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研以及成果分析，目前展陳照明在文物光照保護(hù)方面有以下特點:

(1)照明方式:首先，敏感性展品均采用全人工照明方式，未見有天然采光的應(yīng)用案例，且環(huán)境照明也較少使用，主要通過展陳照明的溢散光來提供環(huán)境照明;其次，將照明燈具安裝于封閉展柜內(nèi)的方式更為普遍;最后，照明方式可歸納為一般照明、重點照明、一般照明和重點照明結(jié)合三種，后者應(yīng)用最為廣泛，見圖13。

圖13 非直射照明方式和照明效果Fig.13 Lighting pattern and lighting effects of indirect illumination

(2)照明光源:首先，共發(fā)現(xiàn)熒光燈、鹵素?zé)?、光?dǎo)纖維和LED四種類型，其中熒光燈主要用以提供展柜整體照明，鹵素?zé)?、光?dǎo)纖維、LED用于重點照明;其次，國外博物館更多使用熒光燈和鹵素?zé)舻葌鹘y(tǒng)光源，我國則多采用光導(dǎo)纖維和LED等新型光源，其中光纖照明已成為目前我國高等級博物館的主要照明方式;第三，各博物館均采取了防止紫外光和紅外光損害文物的相關(guān)措施;第四，部分博物館光源色溫偏高。

(3)照度指標(biāo):首先，展品表面照度值普遍偏高，某些位置的最高照度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，且國內(nèi)博物館在這一指標(biāo)上普遍高于國外;其次，照度均勻度不甚理想，各博物館差別較大，其中光源選擇和照明方式對照度均勻度有重要影響。

綜上所述，本文分析了當(dāng)前在博物館展陳照明中的特點和存在問題，目的是為展陳照明研究提供參考，并為今后博物館照明規(guī)范的修訂提供支持，以更好地保護(hù)文物原真性，避免或減小因人工照明所造成的歷史信息失真和遺產(chǎn)價值降低的威脅。

［1］李恭慰.建筑照明設(shè)計手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)版社，2006.335～347.

［2］郝洛西.視覺與展示博物館光環(huán)境設(shè)計 ［J］.時代建筑，2006(6):28～33.

［3］博物館照明設(shè)計規(guī)范.GB/T23863—2009［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.

［4］CIE 157:2004.Control of Damage to Museum Objects by Optical Radiation.

［5］ ANSI/IESNA.RP-30-1996.Recommended Practice on Museum and Art Gallery Lighting.

［6］ JIS Z9110—1979.Recommended levels of illumination.

［7］趙建平，肖輝乾，王書曉等.博物館照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的研究.第十屆全國建筑物理學(xué)術(shù)會議論文集，2008.

［8］CIE Div.3 TC3-22.Museum lighting and protection against radiation damage.