新建博物館建筑光環(huán)境設(shè)計探析

【摘要】隨著我國新一輪博物館建設(shè)浪潮的來臨，博物館建設(shè)水準(zhǔn)也在不斷提升。作為博物館建筑空間環(huán)境重要組成部分的光環(huán)境已成為新時代衡量博物館建設(shè)水平和質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。本文通過對新建博物館建筑光環(huán)境設(shè)計的要點進行分析和論述，以期為新時代博物館建設(shè)提供有益的建議。

【關(guān)鍵詞】博物館建筑；光環(huán)境；采光設(shè)計；照明設(shè)計

【中圖分類號】G267 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1007-4198（2021）08-203-04

【本文著錄格式】任 巍.新建博物館建筑光環(huán)境設(shè)計探析[J].中國民族博覽，2021，04（08）：203-206.

引言

隨著新時代社會公眾對公共文化需求的不斷增長，我國也掀起了博物館建設(shè)的新一輪浪潮。越來越多的新建博物館也更加注重建筑內(nèi)部的空間環(huán)境設(shè)計。特別是光環(huán)境設(shè)計不但是博物館建筑整體空間環(huán)境氛圍營造的重要表現(xiàn)形式，而且還是實現(xiàn)博物館建筑功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

博物館建筑光環(huán)境具有比其他公共建筑更高的設(shè)計要求，無論是天然采光還是人工照明均是其重要的設(shè)計手法。其設(shè)計不僅要實現(xiàn)綠色建筑的理念，更為重要的是為觀眾營造一個高質(zhì)量的光環(huán)境參觀氛圍，同時還要避免文物受損，無論是對博物館建設(shè)和運營，還是文物保護均具有極其重要的研究價值。

一、新建博物館建筑采光設(shè)計要點分析

天然光是人們在工作、生活中最為習(xí)慣的光源。其不但具有較佳的視覺功效，更有利于分辨物體，而且對保護人們視力和促進身心健康均有較好的作用。同時，充分運用天然光也是各類建筑節(jié)能環(huán)保，以及更好地體現(xiàn)綠色建筑理念的重要表現(xiàn)形式。但博物館是收藏、保護、展示文物，并為社會公眾提供服務(wù)的重要公共文化建筑，天然光含有紫外線、可見光、紅外線，均會對文物造成損害。此外，天然光照度的波動大，不易控制，而且直射陽光還會產(chǎn)生光斑和眩光，并使建筑室內(nèi)溫度升高，不但會嚴(yán)重影響觀眾的觀展體驗效果，還會破壞建筑內(nèi)溫濕度環(huán)境的穩(wěn)定性，對文物保存造成了不利影響。因此，新建博物館應(yīng)根據(jù)自身建筑形態(tài)特點以及各功能區(qū)域的采光需求，并結(jié)合季節(jié)、天氣、時段的變化，在對采光效果進行模擬計算分析的基礎(chǔ)上，合理布局建筑內(nèi)部功能，在確保文物不受損害的前提下，科學(xué)、高效運用天然光，以便為觀眾營造一個和諧舒適的光環(huán)境參觀氛圍，實現(xiàn)人、建筑、自然之間的充分融合。

（一）根據(jù)采光需求合理布局建筑內(nèi)部功能

新建博物館應(yīng)在建筑內(nèi)部功能布局上重點考慮建筑采光設(shè)計，將有采光需求的功能區(qū)域布置在建筑易于采光的部位。比如，餐飲、公眾休息等區(qū)域應(yīng)具備良好的采光條件，使觀眾可以在舒適的天然光環(huán)境下就餐、休息，更加親近自然；辦公區(qū)域及業(yè)務(wù)與研究用房由于人員長期停留，也應(yīng)布置在可采光的部位，不但可以有效緩解人的眼部疲勞，更有益于身心健康，而且還可以達(dá)到降低建筑照明能耗的目的；由于文物修復(fù)工作對辨色要求較高，所以修復(fù)室應(yīng)引入天然光，以便更好地還原文物的真實色彩；書畫裝裱室要具有充足、均勻的采光條件，故應(yīng)布置在博物館建筑北側(cè)，以有效防止直接日曬，避免眩光的產(chǎn)生。

（二）新建博物館建筑相關(guān)區(qū)域采光設(shè)計分析

新建博物館建筑應(yīng)根據(jù)相關(guān)區(qū)域的實際使用功能對采光進行專業(yè)設(shè)計。在《建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50033-2013）[1]中規(guī)定了博物館建筑內(nèi)相關(guān)功能場所采光標(biāo)準(zhǔn)值，可作為采光設(shè)計的基本參數(shù)指標(biāo)。如文物修復(fù)室、書畫裝裱室側(cè)面采光系數(shù)不應(yīng)低于3%，其采光照度值不應(yīng)小于450lx，頂部采光系數(shù)不應(yīng)低于2%，其采光照度值不應(yīng)小于300lx；展示石刻、雕塑等對光不敏感的展品展廳側(cè)面采光系數(shù)不應(yīng)低于2%，其采光照度值不應(yīng)小于300lx，頂部采光系數(shù)不應(yīng)低于1%，其采光照度值不應(yīng)小于150lx。

博物館建筑內(nèi)的綜合大廳、門廳、中庭、走廊、公眾休息、餐飲等區(qū)域應(yīng)根據(jù)建筑內(nèi)部功能布局充分運用天窗、側(cè)窗、天井、玻璃幕墻等實現(xiàn)建筑采光。但另一方面，也要采取相應(yīng)措施有效避免直射陽光、眩光給觀眾的視覺造成不良影響。比如，采用在天窗、側(cè)窗上加設(shè)柔光膜的方式，可在減弱天然光的同時使光線趨于穩(wěn)定柔和，在一定程度上防止了眩光的產(chǎn)生；采用在天窗上設(shè)置格柵，可有效防止直射陽光，避免眩光。還可針對天然光照度不穩(wěn)定的特點，通過智能照明控制系統(tǒng)自動補充人工光，以便為觀眾營造視覺舒適的光環(huán)境參觀氛圍。此外，一些新建博物館建筑為了更好地實現(xiàn)建筑立面效果，同時便于建筑采光，采用了大面積玻璃幕墻，極易造成陽光直射，產(chǎn)生反射眩光，嚴(yán)重影響了觀眾參觀的視覺感受。為此，玻璃幕墻可使用中空玻璃或夾層玻璃的構(gòu)造形式，并在中空玻璃中或夾層玻璃內(nèi)側(cè)鍍上一層銀膜或錫膜，即可保證玻璃具有良好的透光性能，又可有效阻止直射陽光，避免反射眩光的產(chǎn)生。

有些新建博物館由于建筑形態(tài)或內(nèi)部空間布局的限制，致使部分人員長時間工作、停留的用房或場所布置于地下室或無采光條件的部位，則可運用導(dǎo)光管技術(shù)將天然光導(dǎo)入建筑內(nèi)，以實現(xiàn)這些區(qū)域采光的目的。如2015年建成并正式對外開放的上海自然博物館便運用了導(dǎo)光管技術(shù)，將天然光引入至采光條件不理想的建筑西側(cè)三層辦公區(qū)域，實現(xiàn)了較好的應(yīng)用效果。這種裝置是通過室外的采光罩采集天然光，由導(dǎo)管傳輸至室內(nèi)，通過底部的漫射器將天然光均勻高效的分配到室內(nèi)有采光需求的部位，并可利用調(diào)光器對導(dǎo)入的天然光照度進行調(diào)節(jié)。而且導(dǎo)光管還可將天然光中的紫外線和紅外線進行過濾，使導(dǎo)入室內(nèi)的天然光柔和、均勻，且不會產(chǎn)生眩光，可適用于室內(nèi)的一般照明，既能夠有效提升博物館建筑空間的光環(huán)境質(zhì)量，利于人員身心健康和視力保護，又可達(dá)到降低建筑人工照明能耗的目的。

展陳空間光環(huán)境是新建博物館建筑內(nèi)部空間整體光環(huán)境的核心部分。良好的采光設(shè)計不僅可以增強展品的展示效果，還可以提升展陳空間的光環(huán)境品質(zhì)，為觀眾營造舒適的觀賞視覺體驗。因為天然光具有比人工光更為理想的視覺功效，從而更有利于保護視力和展品的色彩還原。所以，展廳應(yīng)根據(jù)展品對光的敏感程度和展陳實際要求，優(yōu)先運用天然光。但天然光的成分較為復(fù)雜，其不僅紫外線含量大，還含有紅外線、可見光，都會使展品受到損害。并且天然光的照度會受到天氣、時間等因素的影響致使波動幅度較大，難以控制。此外，直射陽光不但會使室內(nèi)溫度升高，致使室內(nèi)空氣的溫濕度出現(xiàn)波動，對展品保存極為不利，而且還會產(chǎn)生光斑和直接眩光，嚴(yán)重影響了觀眾觀展的視覺感受。所以，展陳空間應(yīng)根據(jù)所處位置、展品特性以及展陳設(shè)計要求，合理確定采光方式和采光口的位置，并采取相應(yīng)的防護措施，在確保展品不會遭受自然損害的前提下，科學(xué)、高效地運用天然光，以提升展陳空間的光環(huán)境質(zhì)量，為觀眾營造一個舒適愉悅的觀展體驗氛圍。尤其是石刻等對光不敏感的展品展廳，可在客觀條件允許的情況下采用天然光。目前，博物館建筑內(nèi)展陳空間的采光方式普遍以側(cè)窗、高側(cè)窗和天窗采光三種方式為主。其中，側(cè)窗采光形式較為簡單，光線也最為充足，觀眾還可通過窗口觀賞室外景觀，但這種采光方式必須在展廳墻壁上設(shè)置窗戶，會占用部分墻面，對展陳布置的靈活性和多樣性造成了一定影響。并且側(cè)窗采光會使室內(nèi)進深較大部位的采光量大幅下降，導(dǎo)致室內(nèi)采光的照度分布不均勻，還易產(chǎn)生眩光，不利于觀眾觀展的視覺舒適性。高側(cè)窗采光則可以使光線進入室內(nèi)進深較大的部位，在照度的均勻度方面要優(yōu)于側(cè)窗采光，但也會產(chǎn)生一定眩光。天窗采光較之其他兩種采光方式具有一定優(yōu)勢，既不需占用墻面，又可有效減少眩光的產(chǎn)生，特別是頂層展廳經(jīng)常采取這種方式采光。但無論采用何種采光方式，均應(yīng)在采光口設(shè)置相應(yīng)的防護措施，以達(dá)到降低紫外和紅外輻射、限制天然光照度、減少眩光的目的。例如，可配合天窗采光設(shè)置格柵，以有效防止陽光直射，限制眩光的產(chǎn)生；采用北向側(cè)窗方式采光，也可有效避免陽光直射；采用防紫外線涂層玻璃，不但可起到過濾紫外線的作用，而且還具有一定的隔熱性能；采用電動調(diào)節(jié)百葉窗，不僅可以根據(jù)天然光的變化調(diào)節(jié)室內(nèi)光照度，以利于展陳空間光環(huán)境的營造，還可以達(dá)到降低紫外線輻射，減少展品曝光時間的效果。此外，展陳空間采光設(shè)計還應(yīng)與人工照明相結(jié)合。當(dāng)室內(nèi)天然光照度受到天氣、時間的變化而發(fā)生波動時，可通過智能照明控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)人工光照度，確保室內(nèi)整體光照度的穩(wěn)定性和均勻性，以便為觀眾營造理想的光環(huán)境觀展氛圍。

二、新建博物館建筑照明設(shè)計要點分析

照明設(shè)計是新建博物館建筑光環(huán)境設(shè)計的重要組成部分，其設(shè)計不但是影響展品展示效果和觀眾參觀視覺舒適度的重要因素，而且還是避免展品遭受光學(xué)輻射損害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以，展陳空間的照明設(shè)計無疑是新建博物館建筑空間整體照明設(shè)計的核心部分。

（一）展陳空間照明設(shè)計分析

博物館展陳空間照明設(shè)計應(yīng)按照利于觀眾觀賞展品和保護展品的原則，故展品照明設(shè)計則是關(guān)鍵所在。其設(shè)計不僅要保證展品的色彩還原性，以便更好地向觀眾呈現(xiàn)展品的歷史原貌，而且更為重要的是應(yīng)根據(jù)展品類別合理確定使用光源的照度、色溫、顯色指數(shù)以及展品的年曝光量等各項參數(shù)指標(biāo)，確保展品免受光學(xué)輻射造成的損害。其中，展品的照度值應(yīng)與色溫相匹配。特別是織繡品、紙質(zhì)、染色皮革、彩繪陶器、動植物標(biāo)本等對光特別敏感的展品照度值不應(yīng)高于50lx，色溫也不應(yīng)超過2900K。油畫、竹木制品、漆器、銀器等對光敏感的展品照度值應(yīng)控制在150lx以內(nèi)，色溫也不應(yīng)高于3300K。這主要是因為在可見光區(qū)中的紫光和藍(lán)光波長較短，色溫越高，紫光和藍(lán)光的成分也就越大。尤其是織繡品、紙質(zhì)展品，長期在紫光和藍(lán)光的輻射下，會加快自身的老化程度[2]。光對展品的損害程度還會受到展品的曝光量影響。曝光量是指展品的光照度與時間的乘積，曝光量越大，展品的受損程度也就越大。按照《博物館建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ66-2015）[3]的規(guī)定，對光敏感的展品的年曝光量要求限制在360000lx·h/年以內(nèi)，對光特別敏感的展品的年曝光量則限制在50000lx·h/年以內(nèi)。所以，應(yīng)采取合理有效措施將展品曝光量控制在限定范圍內(nèi)。比如，通過設(shè)置智能照明控制系統(tǒng)，利用人體感應(yīng)傳感裝置對展臺燈光進行自動開關(guān)，不但可有效減少展品暴露在燈光下的時間，而且還可達(dá)到節(jié)約照明能耗，降低運營成本的目的。對繪畫、彩色織物等辨色要求較高的展品，應(yīng)采用顯色指數(shù)高的照明光源。因為只有顯色性能良好的光源才能更好的還原物體的真實色彩，所以顯色指數(shù)是衡量光源對物體色彩還原性能的評價指標(biāo)。其值越大則代表光源的顯色性能越強，越有利于物體色彩的還原。顯色指數(shù)最高的光源則是天然光，其顯色指數(shù)被定義為100，對物體的色彩還原效果無疑是最佳的。因此，對辨色要求較高的展品應(yīng)選用一般顯色指數(shù)不低于90的照明光源，以便更為真實的還原展品的歷史原貌，使觀眾獲得良好的觀賞效果。此外，展品照明設(shè)計還應(yīng)避免光學(xué)輻射對展品造成的損害。因為，按照光的波長范圍可主要劃分為紫外光區(qū)、可見光區(qū)、紅外光區(qū)。其中，波長在100納米～400納米范圍之內(nèi)的為紫外光區(qū)，其波長最短，產(chǎn)生的輻射會造成展品變色和褪色；波長在380納米～780納米之間的是可見光區(qū)，這個光區(qū)中的紫光和藍(lán)光波長最短，產(chǎn)生的輻射易導(dǎo)致展品老化；波長在780納米～1毫米范圍之內(nèi)的是紅外光區(qū)，其產(chǎn)生的熱輻射會造成展品表面溫度上升，易使展品出現(xiàn)干化、裂紋等現(xiàn)象。所以，在展品照明設(shè)計中應(yīng)根據(jù)展品對光的敏感類別，合理選用照明光源，以有效降低光學(xué)輻射對展品的危害。尤其是織繡品、紙質(zhì)、彩繪陶器等對光特別敏感以及油畫、象牙制品、漆器等對光敏感的展品所使用的照明光源紫外線相對含量要低于20μW/lm。在博物館展陳照明光源中，LED光源基本不含有紫外線和紅外線，在保護展品方面比其他光源具有明顯優(yōu)勢。如果采用鹵素?zé)?、熒光燈等其他照明光源時，則必須在照明燈具上安裝濾鏡，對紫外線和紅外線進行過濾，以最大限度降低光學(xué)輻射對展品的損害。

為了給觀眾營造一個視覺舒適的光環(huán)境觀展氛圍，使觀眾可以清晰地觀賞展品的細(xì)節(jié)，博物館展陳空間照明設(shè)計通常采用一般照明與局部照明相結(jié)合的方式。其中，運用一般照明可保證展陳空間整體照明的均勻性，其照度值應(yīng)根據(jù)展品照度值確定，一般可取展品照度值的20%～30%。而且一般照明還應(yīng)按照展廳內(nèi)地面最低照度與平均照度不低于0.7的比例設(shè)定。但僅采用一般照明并不能起到突出展品的作用，故還應(yīng)增加局部照明并將展品與其背景亮度之比設(shè)定在3：1左右，不僅可以更好地將觀眾的注意力引向展品，還能增強展品的展示效果并可有效減少反射眩光的產(chǎn)生。對雕塑、青銅像等立體造型的展品，還要通過定向照明結(jié)合漫射照明的方式來表現(xiàn)其形狀、色調(diào)、質(zhì)感等，以便更好地勾勒出展品的細(xì)節(jié)，體現(xiàn)其立體感?？刹捎枚ㄏ蚓酃鉄糇鳛檎蛊返闹攸c照明，并將定向聚光燈安裝在展品側(cè)前上方40°～60°的部位，照度值為一般照明的2倍～5倍，再運用大面積的漫射照明，既可以使展品獲得較佳的立體感，又可增強其展示的藝術(shù)效果。如果立體式展品的色彩較暗，其照度值可按照一般照明的5倍～10倍設(shè)定，以便通過亮度的明暗搭配，來更好地突出展品的立體感。此外，展廳內(nèi)部空間由于照度普遍較低，光線偏暗，展廳外往往光線較亮，內(nèi)、外部空間亮度反差較大，如果沒有一個較好的視覺過渡設(shè)計，極易使觀眾產(chǎn)生視覺疲勞。因此，要結(jié)合展廳內(nèi)部空間的照度，在展廳的出入口處設(shè)置視覺適應(yīng)過渡區(qū)域，使觀眾的視覺可以得到良好的適應(yīng)，避免產(chǎn)生疲勞感。

由于臨時展廳經(jīng)常需要根據(jù)不同的展覽類型為觀眾營造契合展覽主題的光環(huán)境氛圍，這就需要運用智能照明控制系統(tǒng)按照不同的展覽主題、不同的場景氛圍實現(xiàn)照明場景的自動切換，以便更好地將燈光效果與展覽主題相融合，為觀眾營造一個更為理想的觀展視覺體驗環(huán)境。此外，還可通過智能照明控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)布展、撤展、展覽等多種照明控制模式，以滿足不同的實際使用需求。

（二）其他區(qū)域照明設(shè)計分析

博物館建筑內(nèi)其他區(qū)域應(yīng)根據(jù)實際使用功能，對照明設(shè)計的照度標(biāo)準(zhǔn)值進行合理設(shè)定，可參考表1中的照度值作為照明設(shè)計的基本參數(shù)指標(biāo)之一。

藏品庫房是博物館建筑內(nèi)藏品保存的重要功能用房，照明光源的選用要重點考慮藏品的安全性，避免光學(xué)輻射對藏品造成的損害。所以，藏品庫房室內(nèi)照明應(yīng)采用LED等無紫外線的光源，并將照度值設(shè)定在50lx～100lx范圍之內(nèi)，從而最大限度降低光照對藏品的危害。博物館建筑內(nèi)的多功能廳、報告廳等功能用房由于經(jīng)常會舉辦不同類型、不同主題的學(xué)術(shù)報告和文化活動，需要通過智能照明控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)多種場景，并根據(jù)實際使用需求對照明場景進行智能切換，以便營造出符合主題氛圍的良好光環(huán)境。此外，綜合大廳、走廊等公眾區(qū)域也應(yīng)采用智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)不同時間和使用需求對燈光自動開啟和關(guān)閉，并對照度進行自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)照明場景的智能調(diào)控。

新建博物館建筑的照明設(shè)計還應(yīng)根據(jù)各區(qū)域的實際使用功能合理確定照明光源的色表和色溫，以便更好地營造一個和諧舒適的光環(huán)境氛圍。在《博物館建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ66-2015）中規(guī)定了博物館建筑室內(nèi)照明光源色表按其相關(guān)色溫分為三組，并明確了各適用場所（表2）[4]，可作為照明設(shè)計的相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。

隨著照明技術(shù)的不斷發(fā)展，已有越來越多的公共建筑在照明設(shè)計中選用以LED為代表的新型照明光源，博物館建筑亦是如此。LED照明光源具有高效、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長以及調(diào)光靈活等特點，且其基本不含紫外線和紅外線，在文物保護方面與其他傳統(tǒng)照明光源相比具有明顯優(yōu)勢，可應(yīng)用于博物館建筑內(nèi)多個場所。但LED照明光源的藍(lán)光強度會隨著其色溫的升高而增強，當(dāng)色溫過高時，會對人體健康造成一定危害，故在博物館建筑內(nèi)的公眾區(qū)域、辦公區(qū)域等人員長時間停留的場所，如果采用LED照明光源，其色溫不應(yīng)超過4000K。

三、結(jié)語

隨著我國新一輪博物館建設(shè)浪潮的來臨，博物館建設(shè)水準(zhǔn)也在不斷提升。作為博物館建筑空間環(huán)境重要組成部分的光環(huán)境已成為新時代衡量博物館建設(shè)水平和質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。其設(shè)計應(yīng)貫穿于博物館建設(shè)全過程之中，以更好地實現(xiàn)天然采光與人工照明的合理運用，并在確保文物不受損害的基礎(chǔ)上，為觀眾營造一個舒適優(yōu)質(zhì)的光環(huán)境參觀氛圍。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S]：北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]任巍.淺談天然采光與人工照明在博物館光環(huán)境設(shè)計中的應(yīng)用[J].首都博物館論叢，2020（00）：371-378.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.博物館建筑設(shè)計規(guī)范[S]：北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[4]同[3].

作者簡介：任?。?977-），男，北京，助理館員，研究方向為博物館建筑。