新疆維吾爾自治區(qū)博物館照明現(xiàn)狀分析

關(guān)懿

摘要：新疆維吾爾自治區(qū)博物館是新疆自治區(qū)唯一的省級綜合博物館，是全疆最大的文物收藏保護、科學研究和宣傳教育機構(gòu)。博物館照明作為博物館學的一個重要分支，已成為專門的學科，并且是衡量一個博物館建設(shè)好壞的重要標準，在博物館展陳、收藏等環(huán)境照明中，光照會對文物材料產(chǎn)生不可逆的損傷作用，照明條件需要被嚴格控制，如何在不增加對文物損傷的條件下提高照明水平是展陳照明設(shè)計需要解決的關(guān)鍵問題。本文通過對新疆博物館采用的照明設(shè)備及光源進行調(diào)查，利用照度計、紫外輻照計對庫房、展廳及展品的照度、紫外線進行測量，綜合以上數(shù)據(jù)、信息對新疆維吾爾自治博物館的照明情況做整體了解和分析。

關(guān)鍵詞： 照明質(zhì)量;照明標準;文物保護

一、博物館照明設(shè)計要求

一般博物館照明的方法有三種：一是自然光;二是自然光和人工照明相結(jié)合;三是全部采用人工照明。其中自然采光的方式有四種：一是高側(cè)窗采光;二是側(cè)窗采光;三是高側(cè)窗和側(cè)窗并存;四是天窗采光。人工照明的方式有五種：一是一般照明;二是區(qū)域照明結(jié)合一般照明;三是定向區(qū)域照明;四是定向區(qū)域照明結(jié)合一般照明;五是展柜照明。

博物館的照明質(zhì)量主要包括照度、顯色指數(shù)、色溫與照度的搭配、均勻性、立體感、眩光、對比度等。同時，博物館的照明設(shè)計必須從以下方面考慮，以遵循有利于觀賞展品和保護展品的原則，達到安全可靠、經(jīng)濟適用、技術(shù)先進、節(jié)約能源、維修方便的要求。

（一）從文物保護方面考慮，由光輻射引起的展品損害可以劃分為兩個主要類型——輻射熱效應和光化學效應，破壞效應的類型與輻射的波長是密切相關(guān)的。

輻射熱效應是指由于展品獲得一定的輻射通量而造成物體表面溫度升高，為展品自身的物理和化學變化提供了動力;輻射熱也會改變環(huán)境和展品的濕度，進而破壞展品的最佳恒定濕度，加速展品的物理和化學變化。因此，照明應力求通過將空氣溫度和濕度控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，以使這種效應最小化?？刂戚椛錈嵝蛇x擇在紅外波段輸出低的光源、可以吸收紅外波段的反射燈具及使用紅外濾鏡。

此外，光還能夠使物質(zhì)分子發(fā)生化學變化，變化的激活能量來自于對光子的吸收。紫外輻射、可見輻射造成的破壞有顏色改變和弱化，以及導致物品的強度降低。光化學作用變質(zhì)程度主要決定于：照到展品上光的輻射能強度（照度）的大小、輻射能的光譜特性、展品照明時間的長短和展品材料本身吸收和抗輻射能力的大小。光的波長不同，對展品損傷程度也不同，危險性最大的輻射是那些以較短波長為主的譜線，紫外線和接近紫外線的可見光短波（400nm以下）領(lǐng)域的影響較大，因此，為了避免它們對展品的損傷，可用濾光器將其濾掉。

《博物館照明設(shè)計規(guī)范》中要求根據(jù)不同敏感度的展品考慮使用的光源和不同照度，對光輻射不敏感的展品照度可較高;對光輻射敏感的展品照度就要受到限制，一般不超過150lx;而對光輻射特別敏感的展品，應保持低照度照明，一般應在50lx以下，在關(guān)閉展覽時應使作品處在黑暗條件下。

（二）在文物展示方面需要盡考慮，需盡可能地凸顯展品的特性，同時對展區(qū)視覺環(huán)境的舒適度也是必須考慮的，這就對照度、色溫、顯色性等有了一定的要求。

對觀眾來說，要看清展品就必須有合適的照度，而從文物保護的角度來講，又要限制照度和暴露時間。選擇不同色溫的光源會帶來不同的“冷”或“暖”的感覺，一般將光源的光色按色溫的高低分成冷色（6000K），中間色（4000K）和暖色（3000K）。國際博物館協(xié)會要求照度值應與色溫相匹配，照度較高時選用高色溫光源，照度較低時宜選用低色溫光源。國內(nèi)尚沒有對此做出標準，一般博物館照明建議使用色溫小于3300k光源，同時保持統(tǒng)一環(huán)境的色溫整體性。

影響展品照明質(zhì)量的重要因素還有光源的顯色性能，不同光源對于物體表面顏色的感知效果用“顯色性能”來定義，顯色指數(shù)是衡量光源對物體表面色彩的還原程度。對于博物館內(nèi)展品照明來說，真實地還原展品的色彩是重要的原則。一般說來光源的顯色指數(shù)越高，顯色性能越好。顯色指數(shù)若超過90，表明其顯色性能優(yōu)異。顯色指數(shù)低于80的光源通常不能用于博物館照明。對色彩表現(xiàn)要求很高的博物館、美術(shù)館應該盡量引用自然光進行展品照明。

另外眩光也是博物館照明重要考慮的元素之一，博物館文物一般放置于文物展陳柜中，對一些高反射材料，考慮照明的同時也應該考慮眩光的出現(xiàn)。眩光有直接眩光和反射眩光兩大類，眩光會使參觀者的視覺受到干擾，影響對展品和環(huán)境的正確判斷，嚴重的眩光現(xiàn)象還會造成視覺失能。因此，消除由光源及物體反射造成的對于視覺有害的眩光非常重要，《博物館照明設(shè)計規(guī)范》對眩光限制是有相關(guān)規(guī)定的。

（三）從能源、經(jīng)濟的角度考慮，盡量做到節(jié)省能源和健康環(huán)保，即所謂的“綠色照明”。

總之，博物館照明設(shè)計中不但要為觀眾創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，提高展品的照度，還必須妥善地保護好這些珍貴的歷史和文化財產(chǎn)，盡可能地使之免受光學輻射（包括可見輻射、紫外輻射和紅外輻射）的損害。

二、博物館常用采用的人工照明種類及其優(yōu)缺點

目前博物館主要采用的光源有：鹵素燈、熒光燈和白光LED。

（一）鹵素燈，又稱鹵鎢燈泡、石英燈泡，是白熾燈的一個變種。白熾燈具有很多的優(yōu)點：簡單、成本低廉、亮度容易調(diào)整和控制、顯色性好（Ra=100）等等，但同時也存在著許多致命的缺點：如使用壽命短、發(fā)光效率低（僅有12%-18%可轉(zhuǎn)化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失）、色溫低（2700-3100K）等。鹵素燈泡則在保留上述優(yōu)點的基礎(chǔ)上大大改善了這些缺點。

而對于文物照明來說鹵素燈最主要的問題就是紅外輻射，可采用冷光束鹵鎢燈或在燈前面安裝能吸收紅外輻射的濾光器來避免。

（二）熒光燈是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光。熒光粉吸收紫外線的輻射能后發(fā)出可見光，熒光粉不同，發(fā)出的光線也不同，這就是熒光燈可做成白色和各種彩色的緣由。由于熒光燈所消耗的電能大部分用于產(chǎn)生紫外線，因此，熒光燈的發(fā)光效率遠比白熾燈和鹵鎢燈高，是目前較節(jié)能的電光源。

熒光燈具有低能耗，運行費用低，發(fā)熱量小，光色范圍廣，顯色性好，壽命較長等優(yōu)點，但對于文物照明來說，有一個最大的缺點就是紫外輻射，目前不少照明光源廠商都開發(fā)出了博物館專用熒光燈，這種熒光燈附有紫外線吸收膜，可以削減有害紫外線，保證文物安全。

（三）LED（Light Emitting Diode），即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由三部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，里面主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。

LED具有能源效率高，壽命長，價格低，基本無紫外線、紅外線等優(yōu)點，是文物照明的理想光源。

（四）光纖照明，目前新興博物館都廣泛采用了光纖照明系統(tǒng)，光纖照明是將一定長度的光纖傳光束安裝在展柜中，所傳光束的一端同光源耦合，將光源輸出光引入展柜中，另一端則通過光纖燈頭控制輸出光，提供給文物合適照度和顯色指數(shù)的光。光纖照明有許多優(yōu)點，由于光纖束和光輸出端相對較小，故可隱藏在展柜架中;而光源放置在展柜之外，減少有害的紅外熱效應。光纖通常是由光學性能優(yōu)良的玻璃制成，只能導輸可見光，紫外線不能通過，紅外線也很容易被濾去，所以光纖照明系統(tǒng)產(chǎn)生的是“冷”光，且不含紫外線，能夠滿足文物展示的需求，實現(xiàn)保護性及突出整體的照明。

三、新疆博物館照明概況

新疆維吾爾自治區(qū)博物館于1959年正式成立，原館初步設(shè)計是農(nóng)業(yè)展覽館，為山字形平房建筑，1962年遷至現(xiàn)址改為博物館并對外開放。2005年新館建成，建筑面積17288平方米，地下一層、地上二層，主體高18.5米，科研工作以館藏文物為重點。新疆維吾爾自治區(qū)博物館藏品3.2萬件（號），其中一級品288件（2014年10月數(shù)據(jù)）。有絲毛棉麻織物 （包括錦、綺、綾、羅、紗、縵、絹、印染、刺繡等大量漢唐絲織品，毯、氈、絳帶、刺繡等古代毛織品），多種古文字 （ 佉盧文、吐火羅文、梵文、古和田文、吐蕃文、粟特文等） 書寫的文書、簡牘，晉唐時期木雕、泥塑俑像及紙本、絹本人物，花鳥繪畫，青銅器，以及民族的服飾與工藝品。此外，還有部分古生物化石和古尸標本等。二期工程于2019年5月開工建設(shè)，本文針對是一期展館內(nèi)照明進行現(xiàn)狀分析。

一樓有歷史陳列展廳、新疆民俗陳列展廳、二樓有文明中外的新疆古代干尸標本陳列、絲綢之路紡織品絲展廳和3個臨時展廳，基于文物類別，對展廳內(nèi)文物照明設(shè)計要求：

主要使用場所 照度標準（Lx） 光源

對光特別敏感的展品展廳：二層古代干尸展廳，絲紡織品展廳 50 有紫外濾光層的反射型白熾燈

光纖照明

Ra≥90? Tc≤2900K

展廳對光敏感的展品：皮質(zhì)文物、彩繪泥塑、壁畫、紙質(zhì)文書等 150 三基色熒光燈或緊湊型節(jié)能燈

（有紫外濾光層的反射型白熾燈）

Ra≥80? Tc≤3300K

展廳對光不敏感的展品：金屬、石器、陶瓷器等 300 三基色熒光燈或緊湊型節(jié)能燈

（小功率金屬鹵化物燈）

Ra≥80? Tc≤3300K

（一）技術(shù)路線以及參考規(guī)范

（1）咨詢新疆博物館的工作人員，了解文物展陳基本需求、了解照明情況以及光源信息，館內(nèi)是否制定照度標準等等;查閱展廳陳列設(shè)計招標文件，查找燈具信息;在展廳實地了解照明情況;查找燈具的色溫、顯色指數(shù)等信息。

（2）利用照度計和紫外輻照計測量展廳及庫房的照度和紫外線。

（3）參考規(guī)范：國家文物局發(fā)布的《博物館照明設(shè)計規(guī)范》、國際博物館學會及照明學會等對博物館照明的推薦照度規(guī)范

（二）新疆博物館展廳、庫房照明用具種類及照度、紫外線調(diào)查結(jié)果

針對性的對新疆博物館保管部、文物科技保護中心、展覽大綱編寫人員，以及展廳值班人員進行了咨詢，了解了新疆博物館的基本照明情況，對新疆博物館庫房、展廳及展品的照度和紫外線分別做了測量，使用的儀器是testo545照度計以及上海銀燕光電儀器廠的UV-A雙通道型紫外輻照計。具體調(diào)查結(jié)果如下：

（1）大廳以及展廳照明設(shè)備

新疆博物館中央大廳采用了天窗式的自然采光（加遮光板）與人工照明相結(jié)合，天窗高29米，跨度18米，采光較為理想。其他區(qū)域全部采用人工照明，所采用的光源種類有熒光燈、鹵素燈和LED，具體情況見表1。

新疆博物館展廳在一部分對光敏要求極高的脆弱文物展覽陳列區(qū)域采用了感應調(diào)光系統(tǒng)，是紅外感應模式。主要應用的是紅外人體感應，即在展區(qū)的天花或墻壁上安置若干個紅外線探頭，只要有人進入此區(qū)域，燈光就會開啟，人一旦離開就自動關(guān)閉。展廳電源開關(guān)時間為早上九點至下午五點。文物照度見下表：

圖表可見展廳所采用的文物照明方式有以下幾種：LED照明、光纖照明（光源為osram金鹵燈）、熒光燈照明、鹵素燈照明，熒光燈加鹵素燈混合照明，熒光燈加光纖（光源為osram金鹵燈）混合照明。多數(shù)展柜都采用的是熒光燈與鹵素燈混合照明，個別珍貴文物利用光纖或LED照明。展品照明以頂光與頂側(cè)光為主。通過實測，各類燈具紫外線基本為0，但是各類文物照度普遍過高，特別是有機質(zhì)文物，對文物保存較為為不利。

從照度均勻度來看，利用LED和光纖照明的文物均勻度普遍較低，均在0.6以下，這主要與燈具擺放位置及投射方向有關(guān)。陳列區(qū)的光線投射方式是否合理與照明效果和照明區(qū)域的要求有著密切關(guān)系，文物照明既要求準確的投射方向，又要限定光線投至展品的范圍和強度，燈光照明設(shè)計必須全面兼顧。

一些展柜在熒光燈下設(shè)置了遮光格柵，不但能夠隱藏光源，使燈具產(chǎn)生均勻光線，遮擋眩光，而且可以提高熒光燈的光源效率。另外展柜玻璃上貼敷防眩膜，起到了較好的消除眩光的作用。展廳內(nèi)部一般不做單獨照明，而是利用展品照明的反射光及余光，作為觀眾活動的照明，因此照度普遍較低（具體數(shù)值見表3）。

（2）庫房、修復室照度、紫外線調(diào)查結(jié)果

測量了新疆博物館泥塑壁畫庫房及書畫文物修復室的照度和紫外線。庫房走廊及庫房內(nèi)部采用的均是philips熒光燈，所有燈具紫外線基本為0，照度見下表：

書畫文書保護修復室位于博物館主體建筑北側(cè)多層建設(shè)的第二層，長22米，款13米面積126.54㎡，層高2.8米，有四扇窗戶提供自然光源，白熾燈12個燈，藏品柜有兩種，一種為金屬柜，玻璃柜門高2.5米;另一種是保險柜，為全密封，高2.2米。木制藏品柜內(nèi)照度均在50lux以下，符合紙質(zhì)文物照明標準。

四、結(jié)論

新疆博物館主要采用人工照明，只有中央大廳采用了天窗式的自然采光（加遮光板）與人工照明相結(jié)合，所采用的光源種類有熒光燈、鹵素燈和LED。展品照明方式主要有熒光燈照明、鹵素燈照明、LED照明、光纖照明、熒光燈與鹵素燈混合照明等等，展品照明以頂光與頂側(cè)光為主。部分燈具下置遮光格柵，并在展柜玻璃上貼敷了防眩膜，起到了較好的消除眩光的作用。展廳不做單獨照明，而是利用展品照明的反射光及余光。根據(jù)實測值，新博使用的各類光源紫外線基本為0，符合文物保護的原則。但展廳內(nèi)紙質(zhì)文物、紡織品、彩繪泥塑等對光特別敏感的文物照度超出50lux的標準，對文物保存較為不利。字畫文書修復室符合標準。泥塑壁畫庫房照度偏低，且不均勻，是因為部分燈具被藏品柜遮擋，雖不影響工作人員操作，但無法達到照明要求，建議調(diào)整藏品柜位置，使燈具能夠更好地發(fā)揮照明效果。

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作者單位：新疆維吾爾自治區(qū)博物館