博物馆展陈设计中智能照明系统的应用探究

任睿

（江苏苏豪爱涛文化有限公司，南京 211106）

1 引言

智能照明系统通常是指可以智能管理、控制灯光的系统，具有分区管理、灯光软启和一键切换场景等多项功能，强调以嵌入式系统为基础，在通信技术、计算机的辅助下，使照明线路既有光源成为一个整体，由此达到统一控制的目的。国内博物馆多采取人工照明+自然照明的照明方式，受多方面因素影响，社会各界对博物馆展陈、照明效果所提出要求变得更加严格，引入智能照明系统势在必行。本文以智能照明系统为研究对象，围绕该系统在展陈设计中的应用展开讨论，以供参考。

2 智能照明系统介绍

智能照明系统可以简单理解为依托嵌入系统、网络通信和计算机技术，经由网络对光源进行连接并加以控制的平台[1]。对博物馆而言，照明系统应具备以下功能：一是为参观者提供符合其心理预期的环境；二是为展出文物的照度提供保证；三是对文物所遭受辐射损伤加以控制。

3 智能照明系统对博物馆的意义

3.1 突出效果

调查发现，近几年，参观者对博物馆展陈质量所提出要求较以往变得更加严格，要想充分满足参观者需求，关键是要对展陈设计的侧重点加以调整。新时期，展陈设计应重点关注以下内容：其一，根据单元序列科学排列展出文物；其二，结合文物特点塑造相关场景；其三，使博物馆内环境更加舒适。要想达到上述要求，设计人员既要保证参观动线科学，还要保证环境色彩合理，将智能灯光系统作为落脚点，科学管理灯具光源，从而获得与参观者需求相符的视觉环境。

现阶段，出于凸显展陈效果、确保参观者能够对文物具有更加立体且直观了解的考虑，设计人员通常会在博物馆内设置与展出文物相符的动态场景，如何以展区主题、场景为依据，对良好光环境进行营造，便成为困扰设计人员的主要难题。引入智能照明系统，可以使该问题迎刃而解，真正做到以展出主题、时间和氛围为依据，智能设置或切换灯光场景[2]。在此基础上，借助控制面板和软件等工具，对场景照明进行细化，确保只需按下对应按键，照明系统便能够按照预设方案，对照明效果、灯光氛围加以调整，灵活切换场景，将光环境与展出文物充分结合，给参观者以身临其境之感，由此凸显文物的价值。

3.2 保护展品

众所周知，博物馆既负责保护文物，又负责研究文物，还负责展出文物。展陈设计工作始终将展出文物作为主体，要求设计人员从两个方面出发完成设计工作，一是保护文物安全，二是全方位展示文物，确保文物和参观者之间能够形成良性互动。照明的热量和光辐射均会影响文物，因此，要想保护文物安全，关键是要引入智能照明系统，严格控制灯具曝光量、光辐射，避免文物受到影响。

实际工作中，设计人员通常能够做到以下几点：首先，严格管控灯具的光溢出量、出光角大小；其次，酌情引入感应开关、智能调光等功能，保证所设计照明系统智能且便于操作，并通过精确控制光量的方式，使展出效果达到预期；再次，优化控制面板及其他操作界面，保证灯具光源可控；最后，在恰当位置安装传感器，根据参观者和文物之间的距离，判断是否需要开启灯具，确保参观者能够从不同角度参观文物，参观者远离文物后，照明系统自行调暗光源，在降低光源给文物所带来影响的前提下，避免能源被大量浪费，达到降本增效的目的[3]。

3.3 节约能源

经过数十年的发展，智能照明系统趋于完善，现有系统已经具备依托电子感应、电磁调压相关技术，实时跟踪灯具供电情况，酌情调节电路电流、电压的功能，可以有效解决负荷不平衡给照明电流带来的影响，将电流损耗量降至最低。日常工作中，管理人员可以利用计算机对照明灯具进行科学且智能的管理，以展区对光能的需求为依据，调节灯具亮度，在保证照明效果的前提下，节约资源并延长灯具寿命，确保灯具所具有经济性、实用性能够达到预期水平。

4 如何将智能照明系统用于博物馆展陈设计

爱涛文化产业公司以自身所积累实践经验为依据，结合理论研究成果及行业发展趋势，创造性地提出了将控制系统与展陈灯光相结合的观点，在此基础上，分析展区灯光因素，以既有磁吸式系统为落脚点，确定了一体化设计的方案和具体策略，使展陈照明效率得到大幅提高。目前，该成果已在扬州中国大运河博物馆得到应用，现将应用原则及要点归纳如下。

4.1 应用原则

4.1.1 舒适性原则

设计智能照明系统时，既要保证照明光源强度、亮度和色调科学，还要保证光源饱和度适宜，只有这样才能为参观者营造出舒适、理想的光环境，使参观者获得良好的视觉体验以及参观体验。鉴于此，在选择照明灯具时，设计人员应当重点考虑以下几方面内容：一是优先选择功能完善且风格简单的灯具；二是明确作为灯具在文物展出过程中起到的重要作用，灯具既要为文物照明，还负责渲染展区的格调，在凸显展区主题的同时，保证各展区均能够和博物馆融为一体。例如，展出青铜器的展区，可以酌情调暗照明光源的亮度，为参观者营造出古朴且神秘的环境，使参观者对文物意境具有更加深入的了解。

4.1.2 艺术性原则

照明系统的显色指数同样是设计人员需要考虑的因素。在博物馆内安装显色指数较高的灯具，可以使文物色彩、貌相得到最大限度还原。鉴于此，设计人员应当根据博物馆布局、展出文物的特点，对照明灯具进行选择，在展出彩色编制作品、绘画作品还有多色文物的区域，酌情安装光源显色指数在90 以上的灯具，保证上述文物对照明辨色所提出要求能够得到充分满足[4]。另外，考虑到文物质地往往有所不同，可以细分为柔软/ 坚硬、光滑/ 粗糙、透明/ 半透明几大类，因此，在设计照明系统时，设计人员应保证照明灯光能够凸显文物质地，使文物更具有真实感。若博物馆展品是有布纹席纹的文物、有绳纹骨的陶器或是其他具有相似特点的文物，为保证文物质感得到充分展示，设计人员可以酌情引入侧光照明，由此达到凸显文物立体感、明暗交错的质感的目的，如图1 所示。

图1 侧光照明

如果博物馆展品以金银器、瓷器还有漆器为主，则应考虑到上述文物表面均具有单向反射这一特点，用普通光源照射极易使文物表面出现亮斑，改用具有漫射特点的柔和光源，能够有效解决上述问题，因此，在条件允许的情况下，设计人员应当将光源调整为散射光，避免文物表面出现亮斑，影响展出效果，如图2 所示。

图2 散射光效果

综上所述，在设计博物馆照明系统时，设计人员应在艺术性原则的指导下，结合不同类型文物所具有的需求，对照明光源加以设计，在保证展出效果的前提下，使光源得到充分利用，通过多角度配光的方式，使文物所具有的细节得到还原。

4.1.3 保护性原则

由于博物馆的性质较为特殊，因此，在设计照明系统时，应重点考虑如何保证文物安全，严格控制照明时长，以免长时间暴露在灯光下，文物质地、材料或色彩受到影响。鉴于此，设计照明系统的人员应坚持保护性原则，通过以下措施保护文物安全：首先，是对曝光量加以控制。其次，是对照明光线的波长加以控制。研究发现，文物极易被紫外、红外辐射所影响，进而出现老化的问题，正常情况下，可见光的波长均处于400～700 nm，紫外线波长在400 nm 以下，具有能量大、易吸收的特点，极易造成文物的变质，红外线波长在700 nm 以上，能量小且不易吸收，通常不会文物受到严重影响。最后，是对照明系统照度加以控制，若博物馆展品是字画等对光较为敏感的文物，应确保照度不超过50 lx，如果温度对光并不敏感，则可以酌情强照度调整到300 lx，由此达到保护文物安全的目的，如图3 所示。

图3 低照度效果

4.2 应用要点

4.2.1 软件部分

博物馆机房配有计算机，计算机内装有专业的编程、监控软件，工作人员可以根据自身级别单击选定值班员、管理员或其他选项，输入正确的ID 和密码后，方可进行相应的操作，例如，查看管内照明灯具的情况、更改照明光源等。计算机具备存储历史数据的能力，可以准确记录照明系统各项参数，为工作人员提供便利。编程软件首选ETS3.0，运用该软件编程能够保证各模块均有唯一的物理地址对应，各回路均有组地址对应，并通过整合回路地址、模块地址的方式，使各模块得到有效控制。

4.2.2 硬件部分

系统硬件包括驱动器、中控器、传感器和耦合器，其中，驱动器可以细分为调光器、开关驱动器，前者搭载6197/11-102-500 模块，既具备单独调光的功能，又可以联合光线感应器，通过自动调光的方式，确保博物馆内照度始终处于相对恒定的状态。开关驱动器优选SA/S8.16.5s，该驱动器单回路电流最大能够达到16 A，搭载有自延时的模块，可以控制灯具开启瞬间所产生电流冲击的大小。另外，该驱动器还能够合断控制独立存在的各负载回路，与博物馆需求高度契合。

5 结语

近几年，随着经济的发展和思想水平的提高，越来越多人选择前往博物馆参观，这一趋势所带来影响已经波及博物馆的展陈设计。在对博物馆进行展陈设计时，设计人员应坚持以参观者针对艺术性、安全性所提出需求为落脚点，根据博物馆特点，确定相应的智能照明系统，综合利用多种照明灯具及光源，提高展陈设计整体水平，并保证文物展出效果能够达到理想状态。未来，从事相关工作的人员仍然应当将目光聚焦于智能照明系统，不断调整设计方案和细节，在为文物安全提供保护的前提下，使参观者获得良好的参观体验，使博物馆所具有价值得到最大化的实现。