博物馆陈列场景的照明管理研究

张琛驰

摘 要：博物馆照明是博物馆展陈设计的重要组成部分，文物展示的还原度和場景效果的真实性都直接影响陈列展品的展示效果以及观众参观的直观体验，同时灯光安全对于文物的收藏保护也有至关重要的影响。文章通过研究中国农业博物馆“中华农业文明”基本陈列古代史部分的照明现状，结合该陈列场景的照明改造，对博物馆照明管理开展研究，提出了下一步照明改造方向。

关键词：博物馆;陈列场景照明;文物收藏保护

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2022.03.020

照明是博物馆展陈设计的重要组成部分，是观众探索文物背后深层内容、绽放文物光彩的基础工作。文物展示的还原度和场景效果的真实性会直接影响陈列效果和参观体验，科学合理的照明才能让文物真正“活”起来。同时，照明光线中存在的红外线与紫外线会对文物造成不同程度的隐性损伤，在注重文物展示的同时，更要坚决避免光污染对文物保护的影响。因此，将文物保护与观众体验相结合，让博物馆照明满足视觉舒适、展品感知、环境清晰的要求，确保文物展出既安全又经济可持续，这些都已成为博物馆照明管理研究的重要方向。

全国农业展览馆兴建于1959年，是为庆贺新中国成立10周年而建设的首都十大建筑之一，60余年来始终坚持宣传“三农”、服务社会的办馆宗旨，推出了一大批宣传党的农业农村政策、展示新中国农业农村发展成就和展现中华农耕文明灿烂辉煌的优秀展览。1983年，在全国农业展览馆基础上，组建了中国农业博物馆，一个机构、两项事业，成为全国爱国主义教育基地和青少年科普教育基地。2005年实施中国农业博物馆改扩建工程后在原2号馆和4号馆基础上组建“中华农业文明”基本陈列，在7、8、9号馆基础上组建了“中国传统农具”“中国土壤标本”“彩陶中的远古农业”等专题陈列。因为中国农业博物馆的历史特殊性，博物馆设备设施均是在展览馆基础上建设的，展陈形式受到先天制约，硬件优势不足，场景照明与陈列照明缺乏科学设计，博物馆照明管理没有得到足够重视。

本文就中国农业博物馆2号馆“中华农业文明”基本陈列古代史部分（以下简称2号馆陈列）的照明管理与改造开展探讨。

1 “中华农业文明”基本陈列古代史部分照明管理的基本现状

博物馆照明主要有自然采光和人工照明两种手段。自然采光的光线柔和，显色性好，但是其中的紫外线对文物寿命存在威胁。人工照明的舒适度与自然采光比相对不足，但是能根据文物保护需要调节照度，避免文物损伤。2号馆陈列分为序厅与五个专题陈列，包括“农业文明的演进”“农具的发明与传承”“水利工程与水力利用”“养殖业的起源与发展”“纺织技术的起源与传播”。序厅以上古时期人文始祖生平事迹彩陶壁画为背景，以五色土和二十四节气示意图为地面，陈放名为“大地曙光”的五位人文始祖石膏像作为中华农业文明历史介绍的开端，需要较好地展示还原壁画与人文始祖像的特征，因此采用自然光和30组筒灯加9组射灯组合的模式对序厅进行照明，在满足序厅讲解照度的要求下拥有了室外向室内场景转换的合理过渡。在展区中，五个专题陈列全部采用人工照明，主要有以下特点。

1.1 传统光源为主

光源的发展主要经历了几个主要阶段更迭。第一代光源为1879年发明的白炽灯，利用钨丝做发光体进行照明。第二代光源卤素灯在白炽灯的基础上进行了改进，在灯泡中加入惰性气体延长灯具寿命。1961年，第三代光源金卤灯问世，灯泡中金属卤化物升华成为蒸汽直接发出可见光，光效较高。进入21世纪，第四代光源LED灯逐渐开始应用，并且由于造价降低和显色性、稳定性不断提升，开始在各行各业投入使用。①

2号馆陈列照明由场景照明、展柜照明和道路照明三个部分组成，以传统光源为主。场景照明多使用金卤灯，60%的展柜照明使用金卤灯，30%的展柜照明在柜外使用卤素射灯，10%的展柜照明在柜内使用LED灯带。道路照明主要使用金卤灯和LED日光灯。传统光源尤其是金卤灯和卤素灯的灯具外壳温度高达130℃，具有消防安全隐患。同时，传统光源光线中包含的红外热辐射和紫外线非常高，不利于文物的收藏保护。

1.2 传统照明理念

以展览建筑为基础建设的博物馆在空间规划上存在一定劣势，采用的照明理念也相对较传统，主要体现在以下几个方面：一是展品的还原度不足。传统光源使用寿命较短，不及时维修光衰严重，陈列和场景的还原度不断下降，多处场景昏暗，细节难以辨识，无法深度探究展品背后的真实细节和面貌。二是对《博物馆照明设计规范》（GB/T 23836-2009）的执行不足。2号馆陈列通过场景还原和文物展示，对中国古代农业历史进行了详细的介绍，文物陈列主要包括纺织绣品、纸质物品、陶（石）器、木制品等，这些文物对于光敏感程度各有不同，对应的照明展示方法也各有差异，应根据设计规范要求对照度进行合理调校。现阶段存在部分光敏感展品照度高达300lx以上，无法有效防范光化学效应对文物的隐性损伤。三是消除眩光的措施不足。由于空间照度不足，为了实现路线导览和空间照明，在屋顶安装吸顶灯和射灯作为道路照明，部分展柜和场景射灯的布置存在偏差，对观众产生了直接或间接的眩光刺激，影响观展体验，无法满足观众舒适欣赏展品的要求。

2 “中华农业文明”基本陈列古代史部分的照明改造实现路径

博物馆照明的重要性在博物馆服务性质的变化中不断提升，安全、舒适、还原的照明管理理念已经逐渐成为博物馆展陈体验的重要组成部分。

2.1 文物保护安全

博物馆展品的照明安全包括机械安全、电气安全、灯光安全，其中灯光安全非常重要又最容易被忽略。照明光源中的光辐射作为一种能量，会通过光化学反应和光的热效应加速文物的老化损坏。紫外线波长较短，能量较大，穿透能力相对较弱，一般很容易被文物吸收转化成内能，引起文物光氧化反应，长时间影响下会使文物出现褪色、色变、龟裂等损坏，造成不可逆的可见或隐性损害，无法通过文物保护手段修复。红外线波长一般较长，能量较低，对文物的主要损坏体现在热效应上，会引起文物展示环境相对湿度的变化，增加材料干燥程度，使之易脆，使文物表面发生翘曲和龟裂现象。②所以在2号馆陈列场景照明改造过程中，选择合适的人工光源和照度对文物安全尤为重要，应尽可能减少光辐射对文物的损害。gzslib202204051553

为此，根据《博物馆照明设计规范》（GB /T 23863-2009）及《建筑照明设计标准》（GB 50034-2013）对2号馆陈列照明进行改造，按照博物馆建筑陈列展品照明标准值进行准确调校，照明标准值如表1所示。

依据《博物馆照明设计规范》中对照度的要求，以及其中“陈列绘画、彩色丝织物等对辨色要求高的场所，光源显色指数（Ra）不应低于90，对辨色要求不高的场所显色指数（Ra）不应低于80”的要求严格调校每一处场景和文物场景照明：将“纺织技术的起源与传播”专题陈列中的龙袍展品（图1）照度从3300K色温、400lx照度降为2900K色温、48lx照度，显色指数（Ra）达到98。紫外辐射是波长比可见辐射波长短的光学辐射，通常为100～400nm，从改造后实测的光谱图（图2）可以看到，龙袍展柜的紫外线相对强度接近为0，根本程度上避免了紫外辐射的影响。与龙袍柜相类似，凤袍组合柜根据柜内展品布置，将部分柜内展品照度由20lx提高至91lx，将凤袍部分的照度降为49lx;农机具柜用10支LED射灯和1支LED洗墙灯将照度由60～90lx提升至250～290lx;“农业文明的演进”专题陈列的协田耦耕场景（图3）运用6支（照射角度分别为7°、7°、7°、12°、20°、可调焦9～60°）的射灯和19支洗墙灯，将平均照度由30lx提高至145lx，场景和人物还原度大幅提高，显色指数（Ra）为98（图4）。

通过以上调校，消除馆内展品的灯光安全隐患，确保重点文物的安全保护。

2.2 观众参观舒适

博物馆已逐渐进入人们的文化生活，博物馆在提供丰富多彩展览的同时，也需要给观众创造一个舒适的视觉光环境，把对观众瞳孔的刺激降到最低，主要从以下两个角度加以考虑。

2.2.1 照度均匀

为了防止展品表面出现明暗的光斑，根据《博物馆照明设计规范》的规定，对于平面展品，照度均匀度应≥0.8，对于高度大于1.4m 的平面展品，照度均匀度应≥0.4③。考虑到2号馆场景和陈列多为立体实物，直接沿用平面展品的照度均匀度，采用定向照明和漫射照明相结合的方式体现立体感。

2.2.2 眩光控制

眩光是博物馆照明中需要重点考虑的内容，总体而言，陈列眩光主要包括来自光源的直接眩光、由光滑的展品表面或展柜玻璃面反射造成的一次眩光及由被照亮展品的虚像产生的二次眩光④。由于2号馆陈列展品多为直接布置于展厅，二次眩光问题较容易解决，而直接眩光和一次眩光则是2号馆陈列照明中最大的负面影响因素。

为了有效消除不当眩光，降低观众的视觉疲劳，使观众、文物与灯光互不干扰，照明改造主要采取以下手段：一是将光源色温全部选择为2900～3000K的暖光源。从序厅至展厅，所有主要光源均逐渐调整为暖光源，使光源色温与照度水平相适应，实现整体空间的光色一致。二是采用灯具暗藏手法。在光源布置时尽可能将光源隐藏，以“见光不见灯”的灯具暗藏手法实现场景照明效果的烘托和文物陈列的效果展示，消除展墙、展品上不必要的光影，消除一、二次眩光对于观众视觉的刺激和干扰。三是关闭道路照明，通过场景照明和柜内照明形成视觉导览效果。研究显示，博物馆展厅内部照明需要确保背景灯光反射到观众眼中的亮度小于展品本身的亮度，提高视觉效率，减少视觉干扰。在一个理想的视觉环境中，展品的亮度和展品周围亮度之比应不大于6∶1，也不能小于3∶1⑤。因此2号馆陈列可彻底关闭道路照明，以场景照明和柜内照明的反射光照亮道路，形成视觉导览，将观众、文物、场景融为一体。

2.3 场景还原度高

“中华农业文明”陈列古代史部分以各个时期的农业历史场景为主线，辅以特定时期的文物陈列，将农业劳作的重点场景、纺织畜牧的重要展品有序呈现，令参观者能够很好地沉浸在中国古代农业历史的辉煌成就中。这样的设置对于场景色彩、展品工艺细节和纹理都有较高还原度的要求。

2.3.1 使用现代照明技术

考虑消除红外线和紫外线后的实际效果，尽量选择显色指数高的光源。因为人造光源的显色性各有差异，会导致文物外观与其历史面貌大为失真。LED灯具作为一种紫外辐射可以忽略和红外辐射极低的光源，极大地避免了文物遭光化学反应和热效应的损害，也大大增加了电缆、电线、配套电器的安全性与寿命，还原度和显色性都得到了大幅提升。因此，在新建和改扩建的博物馆中，LED灯具已经成为主流照明设备，很多传统的金卤、卤素光源在博物馆中正不断被淘汰（表2）。2号馆陈列场景照明改造可逐渐将已损坏的传统光源全部更换为LED光源，同时采用高显色性光源，真实还原文物的原貌、纹理与色彩。例如，纺织丝绸文物则选择显色指数（Ra）高于90的光源照明，对于普通人造场景则采用显色指数80以上的光源照明即可。准确的色相和高饱和度均利于文物展品的鉴赏，反之，低显色性造成的色相缺失会大大影响文物展品信息的解读。

2.3.2 采取多角度照射

以多角度照明相结合的方式呈现陈列，注意灯具的安装位置。改造中将广角洗墙灯与LED光束灯结合，以洗墙漫射照明的方法将场景充分还原，布置多组LED射灯对重点场景进行定向照明，利用拉伸镜片拉长射灯的照射角度，保证场景具有足够的空间感，塑造陈列场景造型的立体感和画面感，烘托陈列气氛。根据光源高度与文物展出位置关系的相關研究，设置合理光源位置，针对正面、侧面、顶部、背面、45°侧面不同的投光角度组合使用不同的灯具。合理采用合适出光角度的灯具能够很好地控制文物展品上光影的大小，如在6～7m高度，以15°、24W点光源窄光束照射，4～5m采用30°、12W泛光源照射，2～3m高度则可采用85°、6W大泛光进行漫射⑥。

3 下一步照明改造的方向

3.1 建立照明管理制度

照明管理制度包括预算管理制度和日常管理制度。照明预算是针对光敏感文物而言的，超过照度时间展品会受到隐形损害，不便持续展出。根据光相互作用原理，光线对于文物的损害一是源于照度，二是源于曝光在灯光下时长的组合作用。文物在50lx照度下持续10h的照射与500lx持续照射一小时的损害一样⑦。因此照明管理不但需要加强对于照度的调校，更要加强累积时间的衡量，通过照明预算管理制度，控制各种类文物的年曝光量。gzslib202204051553

照明日常管理制度则是将文物管理科学化和制度化的关键举措，针对每一件文物做好照明管理分类，定期开展文物照度检测与管理，定期进行照明研究和维护，对照明预算管理制度进行核验和修正，实现文物保护与陈列的科学结合。

3.2 进一步提升博物馆照明水平

一是使用智能照明系统，继续提高精准配光水平。博物馆照明应具备极窄光束、窄光束、泛光、大泛光、椭圆形泛光、洗墙等多角度光型⑧，2号馆陈列照明现阶段的改造已配备了洗墙和多角度光型的光源，但是对于大多数展品还缺乏有效的光影调校。为了实现馆内展品与博物馆照明在各种光型之间的自由切换，使不同展品能够依据特定需求设置不同角度的灯光，达到最好的展示效果，可应用智能照明系统，通过光源分组、单灯控制、亮度调节和场景设置等功能，采用照度感应设备实时监测环境照度信息，监测光源安全与能耗状态，依靠自动化管理技术实现博物馆照明安全、照度精准、曝光可控。

二是注重展柜照明管理。相较于场景照明，由柜内照明和柜外照明组成的展柜照明是博物馆照明管理的重中之重，是馆藏珍贵文物陈列展示的关键环节。展柜内部空间狭小，需要更精心的灯光布置与设计，突出重点，主要包括墙体通柜、四面柜、平面柜等类型。现阶段2号馆陈列已对墙体通柜进行了洗墙照明和射灯重点照明的改造，使文物呈现多层次照明效果。四面独立柜的柜内照明有LED灯带，平面柜为柜外射灯照射和柜内LED灯具照射两种类型。下阶段可逐渐调整四面柜和平面柜柜内灯具色温与馆内环境色温不一致的问题，统一使用3000K的暖光源使博物馆整体氛围保持协调，更换平面柜柜外射灯解决柜外射灯使用时间长、还原性差的问题。

三是实现照明区域分级。在展区设置中，除根据时代特点、品种差异进行展区划分外，可将文物的光敏感特点纳入划分的考量范围，设置“黑盒”空间。将光敏感文物集中至整体照明环境低于50lx的“黑盒”空间进行展示，实现展区功能的合理区分，便于文物的集中管理和重点呈现，通过亮度层级协助建立视觉的导览定向，以阴影序列描绘空间形态赋予馆内观赏的空间层次感。

四是考虑摄影摄像的拍摄效果。由于相机帧频和光源的闪烁频率不一致，室内拍摄时易产生屏闪的问题，屏闪产生的波纹将严重影响拍摄的效果。因此在灯具选择时可选择带有滤波装置的光源，或提高灯具交流工频，也可直接采用直流低压供电的LED光源，有效消除光源的频闪效应，提升博物馆通过观众影像资料传播的效果和影响力。

4 结语

博物馆灯光安全非常重要却最容易被忽略。本文以中国农业博物馆2号馆“中华农业文明”基本陈列古代史部分为例开展研究，对各种不同类型的照明光源进行比较，对照明改造的思路和做法进行了介绍，对照明管理中需要考量的问题进行了探究，并提出了未来照明管理的路径方向。希望通过本次研究加强对于照明管理的重视，为博物馆改扩建项目积累经验。

注释

①胡毅.照明光源的发展[J].建筑与设备，2011（4）：77-78.

②陈小康.博物馆LED照明灯具光学系统设计及其应用分析[D].深圳：深圳大学，2019.

③中国建筑工业出版社.建筑照明设计标准（GB 50034-2013）[S].北京：中国建筑工业出版社，2014;容浩，杨春丽，李树庭，等.中国人民革命军事博物馆照明设计创意及实现[J].智能建筑電气技术，2019（5）：23-30.

④容浩，杨春丽，李树庭，等.中国人民革命军事博物馆照明设计创意及实现[J].智能建筑电气技术，2019（5）：23-30.

⑤罗丹.博物馆陈列空间的光照环境设计研究[J].博物馆研究，2019（1）：39-45.

⑥沈迎九.用光导览博物馆[J].灯与照明，2020（2）：27-31.