新疆维吾尔自治区博物馆照明现状分析

关懿

摘要：新疆维吾尔自治区博物馆是新疆自治区唯一的省级综合博物馆，是全疆最大的文物收藏保护、科学研究和宣傳教育机构。博物馆照明作为博物馆学的一个重要分支，已成为专门的学科，并且是衡量一个博物馆建设好坏的重要标准，在博物馆展陈、收藏等环境照明中，光照会对文物材料产生不可逆的损伤作用，照明条件需要被严格控制，如何在不增加对文物损伤的条件下提高照明水平是展陈照明设计需要解决的关键问题。本文通过对新疆博物馆采用的照明设备及光源进行调查，利用照度计、紫外辐照计对库房、展厅及展品的照度、紫外线进行测量，综合以上数据、信息对新疆维吾尔自治博物馆的照明情况做整体了解和分析。

关键词： 照明质量;照明标准;文物保护

一、博物馆照明设计要求

一般博物馆照明的方法有三种：一是自然光;二是自然光和人工照明相结合;三是全部采用人工照明。其中自然采光的方式有四种：一是高侧窗采光;二是侧窗采光;三是高侧窗和侧窗并存;四是天窗采光。人工照明的方式有五种：一是一般照明;二是区域照明结合一般照明;三是定向区域照明;四是定向区域照明结合一般照明;五是展柜照明。

博物馆的照明质量主要包括照度、显色指数、色温与照度的搭配、均匀性、立体感、眩光、对比度等。同时，博物馆的照明设计必须从以下方面考虑，以遵循有利于观赏展品和保护展品的原则，达到安全可靠、经济适用、技术先进、节约能源、维修方便的要求。

（一）从文物保护方面考虑，由光辐射引起的展品损害可以划分为两个主要类型——辐射热效应和光化学效应，破坏效应的类型与辐射的波长是密切相关的。

辐射热效应是指由于展品获得一定的辐射通量而造成物体表面温度升高，为展品自身的物理和化学变化提供了动力;辐射热也会改变环境和展品的湿度，进而破坏展品的最佳恒定湿度，加速展品的物理和化学变化。因此，照明应力求通过将空气温度和湿度控制在规定范围之内，以使这种效应最小化。控制辐射热效应可选择在红外波段输出低的光源、可以吸收红外波段的反射灯具及使用红外滤镜。

此外，光还能够使物质分子发生化学变化，变化的激活能量来自于对光子的吸收。紫外辐射、可见辐射造成的破坏有颜色改变和弱化，以及导致物品的强度降低。光化学作用变质程度主要决定于：照到展品上光的辐射能强度（照度）的大小、辐射能的光谱特性、展品照明时间的长短和展品材料本身吸收和抗辐射能力的大小。光的波长不同，对展品损伤程度也不同，危险性最大的辐射是那些以较短波长为主的谱线，紫外线和接近紫外线的可见光短波（400nm以下）领域的影响较大，因此，为了避免它们对展品的损伤，可用滤光器将其滤掉。

《博物馆照明设计规范》中要求根据不同敏感度的展品考虑使用的光源和不同照度，对光辐射不敏感的展品照度可较高;对光辐射敏感的展品照度就要受到限制，一般不超过150lx;而对光辐射特别敏感的展品，应保持低照度照明，一般应在50lx以下，在关闭展览时应使作品处在黑暗条件下。

（二）在文物展示方面需要尽考虑，需尽可能地凸显展品的特性，同时对展区视觉环境的舒适度也是必须考虑的，这就对照度、色温、显色性等有了一定的要求。

对观众来说，要看清展品就必须有合适的照度，而从文物保护的角度来讲，又要限制照度和暴露时间。选择不同色温的光源会带来不同的“冷”或“暖”的感觉，一般将光源的光色按色温的高低分成冷色（6000K），中间色（4000K）和暖色（3000K）。国际博物馆协会要求照度值应与色温相匹配，照度较高时选用高色温光源，照度较低时宜选用低色温光源。国内尚没有对此做出标准，一般博物馆照明建议使用色温小于3300k光源，同时保持统一环境的色温整体性。

影响展品照明质量的重要因素还有光源的显色性能，不同光源对于物体表面颜色的感知效果用“显色性能”来定义，显色指数是衡量光源对物体表面色彩的还原程度。对于博物馆内展品照明来说，真实地还原展品的色彩是重要的原则。一般说来光源的显色指数越高，显色性能越好。显色指数若超过90，表明其显色性能优异。显色指数低于80的光源通常不能用于博物馆照明。对色彩表现要求很高的博物馆、美术馆应该尽量引用自然光进行展品照明。

另外眩光也是博物馆照明重要考虑的元素之一，博物馆文物一般放置于文物展陈柜中，对一些高反射材料，考虑照明的同时也应该考虑眩光的出现。眩光有直接眩光和反射眩光两大类，眩光会使参观者的视觉受到干扰，影响对展品和环境的正确判断，严重的眩光现象还会造成视觉失能。因此，消除由光源及物体反射造成的对于视觉有害的眩光非常重要，《博物馆照明设计规范》对眩光限制是有相关规定的。

（三）从能源、经济的角度考虑，尽量做到节省能源和健康环保，即所谓的“绿色照明”。

总之，博物馆照明设计中不但要为观众创造良好的视觉环境，提高展品的照度，还必须妥善地保护好这些珍贵的历史和文化财产，尽可能地使之免受光学辐射（包括可见辐射、紫外辐射和红外辐射）的损害。

二、博物馆常用采用的人工照明种类及其优缺点

目前博物馆主要采用的光源有：卤素灯、荧光灯和白光LED。

（一）卤素灯，又称卤钨灯泡、石英灯泡，是白炽灯的一个变种。白炽灯具有很多的优点：简单、成本低廉、亮度容易调整和控制、显色性好（Ra=100）等等，但同时也存在着许多致命的缺点：如使用寿命短、发光效率低（仅有12%-18%可转化为光能，而其余部分都以热能的形式散失）、色温低（2700-3100K）等。卤素灯泡则在保留上述优点的基础上大大改善了这些缺点。

而对于文物照明来说卤素灯最主要的问题就是红外辐射，可采用冷光束卤钨灯或在灯前面安装能吸收红外辐射的滤光器来避免。

（二）荧光灯是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光。荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光，荧光粉不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于产生紫外线，因此，荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高，是目前较节能的电光源。

荧光灯具有低能耗，运行费用低，发热量小，光色范围广，显色性好，寿命较长等优点，但对于文物照明来说，有一个最大的缺点就是紫外辐射，目前不少照明光源厂商都开发出了博物馆专用荧光灯，这种荧光灯附有紫外线吸收膜，可以削减有害紫外线，保证文物安全。

（三）LED（Light Emitting Diode），即发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，里面主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。

LED具有能源效率高，寿命长，价格低，基本无紫外线、红外线等优点，是文物照明的理想光源。

（四）光纤照明，目前新兴博物馆都广泛采用了光纤照明系统，光纤照明是将一定长度的光纤传光束安装在展柜中，所传光束的一端同光源耦合，将光源输出光引入展柜中，另一端则通过光纤灯头控制输出光，提供给文物合适照度和显色指数的光。光纤照明有许多优点，由于光纤束和光输出端相对较小，故可隐藏在展柜架中;而光源放置在展柜之外，减少有害的红外热效应。光纤通常是由光学性能优良的玻璃制成，只能导输可见光，紫外线不能通过，红外线也很容易被滤去，所以光纤照明系统产生的是“冷”光，且不含紫外线，能够满足文物展示的需求，实现保护性及突出整体的照明。

三、新疆博物馆照明概况

新疆维吾尔自治区博物馆于1959年正式成立，原馆初步设计是农业展览馆，为山字形平房建筑，1962年迁至现址改为博物馆并对外开放。2005年新馆建成，建筑面积17288平方米，地下一层、地上二层，主体高18.5米，科研工作以馆藏文物为重点。新疆维吾尔自治区博物馆藏品3.2万件（号），其中一级品288件（2014年10月数据）。有丝毛棉麻织物 （包括锦、绮、绫、罗、纱、缦、绢、印染、刺绣等大量汉唐丝织品，毯、毡、绦带、刺绣等古代毛织品），多种古文字 （ 佉卢文、吐火罗文、梵文、古和田文、吐蕃文、粟特文等） 书写的文书、简牍，晋唐时期木雕、泥塑俑像及纸本、绢本人物，花鸟绘画，青铜器，以及民族的服饰与工艺品。此外，还有部分古生物化石和古尸标本等。二期工程于2019年5月开工建设，本文针对是一期展馆内照明进行现状分析。

一楼有历史陈列展厅、新疆民俗陈列展厅、二楼有文明中外的新疆古代干尸标本陈列、丝绸之路纺织品丝展厅和3个临时展厅，基于文物类别，对展厅内文物照明设计要求：

主要使用场所 照度标准（Lx） 光源

对光特别敏感的展品展厅：二层古代干尸展厅，丝纺织品展厅 50 有紫外滤光层的反射型白炽灯

光纤照明

Ra≥90  Tc≤2900K

展厅对光敏感的展品：皮质文物、彩绘泥塑、壁画、纸质文书等 150 三基色荧光灯或紧凑型节能灯

（有紫外滤光层的反射型白炽灯）

Ra≥80  Tc≤3300K

展厅对光不敏感的展品：金属、石器、陶瓷器等 300 三基色荧光灯或紧凑型节能灯

（小功率金属卤化物灯）

Ra≥80  Tc≤3300K

（一）技术路线以及参考规范

（1）咨询新疆博物馆的工作人员，了解文物展陈基本需求、了解照明情况以及光源信息，馆内是否制定照度标准等等;查阅展厅陈列设计招标文件，查找灯具信息;在展厅实地了解照明情况;查找灯具的色温、显色指数等信息。

（2）利用照度计和紫外辐照计测量展厅及库房的照度和紫外线。

（3）参考规范：国家文物局发布的《博物馆照明设计规范》、国际博物馆学会及照明学会等对博物馆照明的推荐照度规范

（二）新疆博物馆展厅、库房照明用具种类及照度、紫外线调查结果

针对性的对新疆博物馆保管部、文物科技保护中心、展览大纲编写人员，以及展厅值班人员进行了咨询，了解了新疆博物馆的基本照明情况，对新疆博物馆库房、展厅及展品的照度和紫外线分别做了测量，使用的仪器是testo545照度计以及上海银燕光电仪器厂的UV-A双通道型紫外辐照计。具体调查结果如下：

（1）大厅以及展厅照明设备

新疆博物馆中央大厅采用了天窗式的自然采光（加遮光板）与人工照明相结合，天窗高29米，跨度18米，采光较为理想。其他区域全部采用人工照明，所采用的光源种类有荧光灯、卤素灯和LED，具体情况见表1。

新疆博物馆展厅在一部分对光敏要求极高的脆弱文物展览陈列区域采用了感应调光系统，是红外感应模式。主要应用的是红外人体感应，即在展区的天花或墙壁上安置若干个红外线探头，只要有人进入此区域，灯光就会开启，人一旦离开就自动关闭。展厅电源开关时间为早上九點至下午五点。文物照度见下表：

图表可见展厅所采用的文物照明方式有以下几种：LED照明、光纤照明（光源为osram金卤灯）、荧光灯照明、卤素灯照明，荧光灯加卤素灯混合照明，荧光灯加光纤（光源为osram金卤灯）混合照明。多数展柜都采用的是荧光灯与卤素灯混合照明，个别珍贵文物利用光纤或LED照明。展品照明以顶光与顶侧光为主。通过实测，各类灯具紫外线基本为0，但是各类文物照度普遍过高，特别是有机质文物，对文物保存较为为不利。

从照度均匀度来看，利用LED和光纤照明的文物均匀度普遍较低，均在0.6以下，这主要与灯具摆放位置及投射方向有关。陈列区的光线投射方式是否合理与照明效果和照明区域的要求有着密切关系，文物照明既要求准确的投射方向，又要限定光线投至展品的范围和强度，灯光照明设计必须全面兼顾。

一些展柜在荧光灯下设置了遮光格栅，不但能够隐藏光源，使灯具产生均匀光线，遮挡眩光，而且可以提高荧光灯的光源效率。另外展柜玻璃上贴敷防眩膜，起到了较好的消除眩光的作用。展厅内部一般不做单独照明，而是利用展品照明的反射光及余光，作为观众活动的照明，因此照度普遍较低（具体数值见表3）。

（2）库房、修复室照度、紫外线调查结果

测量了新疆博物馆泥塑壁画库房及书画文物修复室的照度和紫外线。库房走廊及库房内部采用的均是philips荧光灯，所有灯具紫外线基本為0，照度见下表：

书画文书保护修复室位于博物馆主体建筑北侧多层建设的第二层，长22米，款13米面积126.54㎡，层高2.8米，有四扇窗户提供自然光源，白炽灯12个灯，藏品柜有两种，一种为金属柜，玻璃柜门高2.5米;另一种是保险柜，为全密封，高2.2米。木制藏品柜内照度均在50lux以下，符合纸质文物照明标准。

四、结论

新疆博物馆主要采用人工照明，只有中央大厅采用了天窗式的自然采光（加遮光板）与人工照明相结合，所采用的光源种类有荧光灯、卤素灯和LED。展品照明方式主要有荧光灯照明、卤素灯照明、LED照明、光纤照明、荧光灯与卤素灯混合照明等等，展品照明以顶光与顶侧光为主。部分灯具下置遮光格栅，并在展柜玻璃上贴敷了防眩膜，起到了较好的消除眩光的作用。展厅不做单独照明，而是利用展品照明的反射光及余光。根据实测值，新博使用的各类光源紫外线基本为0，符合文物保护的原则。但展厅内纸质文物、纺织品、彩绘泥塑等对光特别敏感的文物照度超出50lux的标准，对文物保存较为不利。字画文书修复室符合标准。泥塑壁画库房照度偏低，且不均匀，是因为部分灯具被藏品柜遮挡，虽不影响工作人员操作，但无法达到照明要求，建议调整藏品柜位置，使灯具能够更好地发挥照明效果。

参考文献：

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[5] 《博物馆照明设计规范》GB/T23863——2009.

作者单位：新疆维吾尔自治区博物馆