博物館—基于保護(hù)的照明設(shè)計(jì)要點(diǎn)

   對(duì)于博物館的藏品保護(hù)，最嚴(yán)重的危害來(lái)自于盜竊、地震、火災(zāi)、洪水等人禍天災(zāi)，而博物館管理者、設(shè)計(jì)師、參觀者更為關(guān)心的是由生物攻擊、相對(duì)濕度、空氣污染、光和熱帶來(lái)的破壞，但是已經(jīng)證明光學(xué)輻射與藏品的蛻變有著明晰的關(guān)系。

由光輻射引起的展品損害可以劃分為兩個(gè)主要類型——熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。破壞效應(yīng)的類型與輻射的波長(zhǎng)是密切相關(guān)的。波長(zhǎng)的單位為納米（nm），1nm=10m。通常繪畫 作品表面的面層漆（varnishfilm）厚度為10000nm。通常認(rèn)為紫外線外輻射（UV）的波長(zhǎng)下限為1nm（低于此值稱為X射線），但是任何輻射源發(fā)出的低于300nm的紫外輻射均不能穿透玻璃。紅外輻射（IP）的波長(zhǎng)不能上限為10nm（超過(guò)此值稱為無(wú)線電波）。日光的紅外輻射值可以達(dá)到22000nm。

   一、光輻射的熱效應(yīng)

   輻射熱效應(yīng)是指由于獲得入射的輻射能量而造成物體表面溫度升高，超過(guò)環(huán)境溫度。

輻射熱效應(yīng)使被照射物品的表面溫度升高，為化學(xué)作用提供動(dòng)力。同時(shí)，隨著熱環(huán)境的改變，材料發(fā)生空間上的變形。這類形發(fā)生在材料具有不同熱延展系數(shù)的位置，特別是具有高延展的收縮的循環(huán)，以及濕氣的不斷移動(dòng)。破壞特別容易發(fā)生于吸濕材料（包括所有有機(jī)材料，如木材和皮毛）或表面由多層不同材料構(gòu)成的物品（例如由多層顏料繪制的作品）。

   控制輻射熱效應(yīng)最簡(jiǎn)單的辦法：一是選擇在紅外波段輸出低的光源，二是使用紅外濾鏡。傳統(tǒng)的熱吸收玻璃被二色性玻璃濾鏡（同二色性光源相反—透過(guò)可見(jiàn)光和紫外輻射，反射紅外輻射）所替代。同二色性光源比起來(lái)，二色性濾鏡由于放置在光源前部而承受相對(duì)較低的熱壓，受使用時(shí)間的影響更小。

   二、光輻射的化學(xué)效應(yīng)

   光化學(xué)作用是使物質(zhì)分子發(fā)生化學(xué)變化的過(guò)程，變化的激活能量來(lái)自于對(duì)光子（光量子電磁能的量子，一般認(rèn)為是零質(zhì)量、無(wú)電荷和不定長(zhǎng)壽命的離散性粒子）的吸收。四個(gè)因素決定了光化學(xué)作用的級(jí)別：輻射照度（Irradiance）、輻射時(shí)間（Duration of exposure）、入射輻射的光譜能量分布（Spectral power distribution of incident radiation）及接收材料的響應(yīng)光譜（Action spectrum of receiving material）。

   1.光源的紫外線含量

  光源紫外輻射的含量有兩種表示方式：由每流明的UV微瓦數(shù)（μW/1m）表示的相對(duì)于燈具光通的UV輻射能量；用UV百分比表示的300～400nm輻射能量在300~700nm總能量中所占比例。表16-4列出了公布的光源紫外線含量。

表16-4                                        公布的光源紫外線含量數(shù)據(jù)

2.標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)量

  IESNA96規(guī)定：對(duì)于博物館，建議光源的最大紫外線含量為75μW/1m，該值參考了可以接受的鎢絲燈的紫外輻射值。

  CIE2003的技術(shù)報(bào)告建議：對(duì)于博物館，光源的最大紫外線含量為10μW/1m。

  CIE2003建議消除紫外輻射，因此輻射測(cè)量可靠性的要求勝于精確性的要求。低于10μW/1m的值很難探測(cè)到，因此需要更為實(shí)用性的控制限制。穿過(guò)了玻璃的輻射，可以認(rèn)為315nm以下的輻射（UV-C和UV-B）已過(guò)濾，可以完全依靠對(duì)于UV-A波段的測(cè)試，該波段的范圍是315～400NM。

紫外線測(cè)試儀已發(fā)展出了專門用于博物館的產(chǎn)品，提供微瓦每流明的讀數(shù)。

   3.人工光的紫外控制

   UV過(guò)濾裝置適用于所有博物館中使用的光源：由純凈丙烯酸薄片組成的不同級(jí)別的有機(jī)濾鏡；在熒光燈外圈設(shè)置的塑料管；設(shè)置于層積玻璃中的塑料隔片。硬質(zhì)玻璃上的于色性礦物質(zhì)濾鏡，能夠承受高溫更適用于射燈使用。

  對(duì)于鹵鎢燈來(lái)說(shuō)，抗熱玻璃通過(guò)其石英鍍膜，只能夠過(guò)濾波長(zhǎng)小于320nm的紫外輻射中的小部分。如果決定使用沒(méi)有UV過(guò)濾裝置的鹵鎢燈，推薦使用一層覆蓋玻璃，具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）      阻擋了短波UV輻射（盡管由鹵鎢燈光源產(chǎn)生的UV輻射非常少，但是能自由通過(guò)石英燈體，并且具有很高的潛在破壞力）；

（2）      隨著內(nèi)部壓力的升高，產(chǎn)生的大量熱量是另一個(gè)潛在的危險(xiǎn)，附加的玻璃對(duì)于工作人員和參觀者來(lái)說(shuō)是一種安全保證。

三、基于保護(hù)的照明策略

造成展品破壞的光學(xué)原因是化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)。如果紅外輻射對(duì)應(yīng)光輻射的熱效應(yīng)，紫外輻射對(duì)應(yīng)光輻射的化學(xué)效應(yīng)，展品保護(hù)問(wèn)題將變得十分簡(jiǎn)單，只要消除UV和IR即可。但是，可見(jiàn)光作為能量形式，同樣能夠激發(fā)熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。

1.基于展品保護(hù)的藏品分類

博物館的收藏可以分為兩大主要保護(hù)類別：礦物質(zhì)或無(wú)機(jī)物材料（石頭、金屬和玻璃等）。有機(jī)物材料——包括植物類有機(jī)物（紙張、紙草、木材、自然紡織品、多種顏料和染料）動(dòng)物有機(jī)物（骨、象牙、皮毛，也包括一些顏料和染料）?？傮w說(shuō)來(lái)，無(wú)機(jī)物材料對(duì)光輕度敏感，有機(jī)物材料對(duì)光中度敏感或高度敏感。表16-5描述了對(duì)于光輻射敏感度的分類。人造材料總體來(lái)講比材料更加難以劃分。

表16-5                       依照對(duì)于可見(jiàn)光敏感度的材料分類

2.控制可見(jiàn)光

（1）限制照度水平。表16-6為部分國(guó)家和國(guó)際組織推薦的照度標(biāo)準(zhǔn)，表16-7為推薦的照度限制值，表16-8為我國(guó)現(xiàn)行的展品照度推薦值。

表16-6                 部分國(guó)家和國(guó)際組織推薦的照度標(biāo)準(zhǔn)

表16-7                         依材料感光度分類的照度和年曝光量限制值

注 摘自CIE的技術(shù)報(bào)告，見(jiàn)參考文獻(xiàn)20。

表16-8                            展品照度推薦值

注 摘自JGJ66—1991《博物館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》

   對(duì)于最佳藝術(shù)鑒賞原則提出的照度要求和最佳展品保護(hù)原則提出的照度要求，不能簡(jiǎn)的應(yīng)用一條科學(xué)法則來(lái)平衡。照度水平低于標(biāo)準(zhǔn)值并不意味著對(duì)感光材料破壞的停止；照度水平上限的選擇取決于能夠容忍的最大損壞程度。對(duì)感光材料所受照度水平的限制，有助于我們選擇最具可行性的光環(huán)境以及相應(yīng)的展示技術(shù)要點(diǎn)。

 （2）限制曝光時(shí)間。減少展品的曝光時(shí)間主要是出于保護(hù)的目的。表16-7推薦的照度水平，是假定在博物館開(kāi)放時(shí)間之外，光被隔絕或控制在非常低的水平。如果假定成立，可以計(jì)算出在最大照度水平下的年曝光量。例如，如果保持在2001x的水平，博物館每周照明60h，可以得到累積的年曝光量，每件物品約600000 1x·h。

  在天空光被排除的展示中，如果假定電光源的水平保持恒定，裝置一次性安裝，累積年曝光量可容易地計(jì)算出來(lái)。在實(shí)踐中，需要確定累積輻射值沒(méi)有超過(guò)計(jì)算輻射值。保證在開(kāi)放時(shí)段外燈總是關(guān)閉的，是非常重要的。即使展示照明關(guān)閉，夏季傍晚和早晨進(jìn)入畫廊的自然光也能夠明顯地增加輻射。需要對(duì)非展示時(shí)段的照明投以同展示時(shí)段照明同等的關(guān)注，其超長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)于展品保護(hù)的影響較大。天空光必須同人工光一樣關(guān)閉，安保照明照亮交通回路，同時(shí)保證展品亮度使保安剛好能夠看到它們是否完好。

 （3）限制年曝光量。推薦的年曝光量值列于表16-7中。表16-7的目的是使照明設(shè)計(jì)師確定，當(dāng)不可見(jiàn)輻射被消除，并且照度不超過(guò)足夠提供視覺(jué)滿意度的水平，照度和參觀時(shí)間的綜合作用不會(huì)造成對(duì)藝術(shù)品的破壞。如果照度值被超過(guò)，可以相應(yīng)地縮減展示時(shí)間。

   3.基于展品保護(hù)的博物館照明設(shè)計(jì)步驟

  照明設(shè)計(jì)師的任務(wù)是利用最低的輻射實(shí)現(xiàn)令人滿意的視覺(jué)環(huán)境?？筛爬槠邆€(gè)步驟：

（1）      選擇具有恰當(dāng)相關(guān)色溫和出色顯色指數(shù)的光源；

（2）      對(duì)于不可見(jiàn)輻射——紫外線和紅外線實(shí)施嚴(yán)格限制；

（3）      對(duì)于每個(gè)光源設(shè)置過(guò)濾裝置；

（4）      保證參觀者對(duì)于嚴(yán)格限制的展示亮度的適應(yīng)，特別在高感光度材料附近；

（5）      照度等級(jí)的限定剛好保證藝術(shù)外觀的滿意度，同時(shí)不超過(guò)表16-7的推薦值；

（6）      在必要的位置限制展示時(shí)間；

（7）      保證非展示時(shí)間的照度為安保所需的最小值。

 CIE2003提供了博物館照明步驟的控制性綱要。博物館工作人員能夠使用該表作為建立工作步驟的指南，確保職責(zé)就位。鼓勵(lì)所有的博物館針對(duì)該綱要檢查其工作，并且評(píng)估其是否采取了足夠的措施以避免對(duì)藏品造成不必要的破壞。

首先，當(dāng)為一項(xiàng)新的展示設(shè)計(jì)照明的時(shí)候：

（1）      按照度16-5列出的四種類型對(duì)所有的展品進(jìn)行分類。

（2）      為所有光源安裝紫外線過(guò)濾裝置（包括側(cè)窗和天窗），使用UV測(cè)試計(jì)測(cè)試每個(gè)光源，確保UV值低于極限值（UV﹤10μW/1m）。

（3）      以確保照度不超過(guò)展示目標(biāo)所屬類型展品的規(guī)定值為目標(biāo)，并從視覺(jué)上評(píng)定其效果，核對(duì)照度值。極限照度值是在展品表面任一點(diǎn)的最大照度值。

（4）      對(duì)每一件展品檢查輻射熱效應(yīng)，特別在使用白熾聚光燈的時(shí)候。如果輻射熱效應(yīng)十分顯著，可考慮使用二色性反射燈具或IR過(guò)濾裝置。

（5）      核查用于限制展示照明時(shí)間的程序和控制系統(tǒng)，評(píng)估年曝光時(shí)間。

（6）      測(cè)量和記錄每件物品或每組物品的照度。計(jì)算年輻射值、計(jì)劃展示時(shí)間，進(jìn)行必要的限制，以確保全部展示和處于危險(xiǎn)之中的每個(gè)單獨(dú)展品滿足要求。

 其次，在展示時(shí)段之中：

（1）       定期使用UV測(cè)試計(jì)算檢查照明裝置，在必要的位置替換過(guò)濾裝置。

（2）      定期檢查輻射熱效應(yīng)，在必要的時(shí)候降低IR。

（3）      定期檢查照度，在必要的時(shí)候進(jìn)行調(diào)整。

（4）      為了限制展示時(shí)間而檢查展示過(guò)程。

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