LED照明在博物馆的应用分析

李岗

摘要：博物馆是照明应用中要求较高的场所，LED不仅节能，其寿命长的性能在博物馆环境中也格外有优势。本文通过在博物馆内分别进行照明项目的论证研究，研究结果有力地支持了LED在该场合应用下具备良好的替代效果。

关键词：博物馆 LED照明 降低能耗 无褪色风险 取代白炽灯照明

博物馆是照明应用中要求较高的场所。展品应力求在最好的灯光下进行展示，不仅要真切，还要富有象征意义，为参观者带来最好的视觉效果。也就是说，展品不仅要清楚可见、容易释、易于理解并给人带来享受，还要延伸至最细微处展现艺术家和创造者意欲表达的涵义。长期照射下，灯光会对艺术作品产生破坏，但是由于展品形状、大小、颜色和结构千差万别，这种影响较为复杂。半导体照明仍然是新兴的技术，虽然已经具备很好的节能效果，但是在应用于博物馆环境下时其显色性、色温、光强以及光分布等性能上任有不足。

但是，即便半导体照明行业仍然处于初中級阶段，断言半导体照明仅适用于如仓库、停车场等普通场合应用是错误的，当前市场上LED产品的性能差异较大，但是我们已经发现在高端应用领域出现了传统照明有力的竞争对手，它们甚至超越传统的同类产品。

通过在博物馆内分别进行照明项目的论证研究，研究结果有力地支持了LED在该场合应用下具备良好的替代效果。当然，产品首先要经过耐心、尽责、严格的筛选。最后的投资回报显示，LED不仅节能，其寿命长的性能在博物馆环境中也格外有优势，因为博物馆内的照明维修工作不仅昂贵，而且具有破坏性。并且，LED能减轻空气系统的负担。因为LED比白炽灯散热少，对周围环境的温度影响较小，而且，常规来讲，照明用电每节约1W，就能减少1/3W的空调负担。在博物馆这样需要严格控制温度的环境下，LED具备很大的优势。 一、LED具有降低照明能耗的能力和潜质

第一个测试范项目在博物馆书画展厅进行：改造的目的完全是为了节能，之前的照明几乎完全是白炽灯，其中卤素灯占大多数。原有白炽灯对艺术品的展示效果无可挑剔，能耗大是其唯一缺点。

在选择替代产品时，白炽灯首先被排除，经过对荧光灯和金属卤化物灯的考察，发现这两种灯的性能也达不到博物馆照明要求。在对LED灯进行分析时，按照项目的要求，从12个生产商的产品中选择了几十个LED灯进行测试。基于对这些产品的显色性、颜色一致性、光强和光分布性能的认真考察，市场上LED产品的性能差异很大，所选的测试产品性能从低劣、中等至上乘不等。不过，那些高质量LED灯所具备的灯光质量和他所熟悉的白炽灯照明效果相仿。

选用的LED照明产品包括市场上常见的雷士，三雄，欧司朗等。合理布局LED灯是面临的最大挑战，尤其是那些宽光束（35～50deg）和窄光束（4～6deg）的LED灯。但是，经过市场调查后，他发现LED产品光束范围是从4deg～54deg。Rosenfeld表示，许多博物馆照明设计师并没有意识到LED灯光束范围的这一变化，而这一性能和其他参数对博物馆灯光布设非常有用。用LED产品替代白炽灯并不是为了以全新的照明体验来取悦参观者，而是在不被人注意到的前提下实现节能。通过使用LED照明，把早期现代艺术画廊的照明功率密度从3.9W/ft2减小到1W/ft2，总体而言，期望通过在这两个画廊里使用LED照明，将能耗降低约75%。

二、LED造成的艺术品褪色风险没有卤素灯大

对放射性加速老化测试来对比两种不同的LED灯和其他卤素灯，将大量的高敏感着色剂暴露于灯光中并定期更新测试样本。这种方法有可能真实地评估LED灯的潜在破坏性。由于半导体照明是一种新技术，其光谱能量分布因光源而异，其褪色风险有待测定，所以确定那些最成功的LED灯的风险，并对这些LED灯的测试重新校正。

该工作初级阶段，仅进行100万流明-小时的曝光量的测定，就发现：无论用何种光源测试，染料褪色的速度相同，毫无疑问，这是因为光源光谱能量分布相似的缘故。其实际褪色在LED条件下比卤素灯慢（见表2）。虽然这些测试还没有完全结束，目前的结果已令人欣慰并且表明，LED造成的艺术品褪色风险没有卤素灯大。

LED和卤素灯褪色率相同情况下，白色产品可能是主要影响因素。弱长波段区可能对少数褪色更慢的染料有影响，这将消除多数博物馆对已采用LED光源的顾虑，因为截至目前，其对物体的效果大部分还不得而知。

测试的结果表明：没有任何褪色并且LED引起的损伤不是影响展览寿命的因素。在这方面，LED灯堪称比得上卤素灯。

尽管艺术保护是项目的关注焦点，其潜在的动机是希望半导体照明在照明质量堪比卤素灯的同时，节约能源和维修成本。就照明质量而言，截至目前没有发现两种技术的差异，并且工作人员对LED灯的性能非常满意。评估颜色质量这类事可能带有主观性，因此可能不会有一种LED产品或品牌为所有博物馆共同喜爱的情况，博物馆会更易于选择适合其品位和要求的产品。

三、LED在美学及实际应用中的优势

选用的LED灯和卤素灯（25deg）光束极为相同，找到和卤素产品有相同照明质量又比其更节能的技术，同时该技术要符合显色性和色温及适当的光强和光束发散等方面的要求。LED产品在所有这些方面都可以胜任。

另外，在较小的画廊，沿着卤素灯布设了3个LED泛光灯（产品分别来自不同的制造商），每个泛光灯照明三个物体：一张彩色油画、一张黑白照片和一张彩色图纸。四个灯除简单标注“A”、“B”、“C”、“D”外，无法识别品牌名称或类型，让参观者根据灯的质量表明他们更喜欢哪个。尽管卤素产品尤其在灯光分布的合理性方面赢利了大量选票，大多数博物馆工作人员和参评公众还是更青其中标注为B的LED灯，见表3。

四、结论：

LED照明而非卤素灯，经计算节能75%以上，并且还有其它优势。例如，就期望寿命而言，LED灯维修比卤素灯更便宜，卤素灯要求经常更换，而更换那些安装在25英尺高的画廊天花板上的灯泡则需要用专用的梯子。

节能的照明技术也同样有疵。荧光照明也有缺点，比如无法充分控制光束、在显色性方面有待改进、并且放射的紫外光（对艺术品尤其有损伤性）也比白炽灯多。用LED产品取代白炽灯照明是可行的。