照明与展柜一体化设计 ——解析“古代中国”展览照明改造案例 图1 “四羊方尊” 旧展柜光环境 图3 “青铜鼎”旧展柜光环境 图4 “王子午青铜鼎”旧展柜光环境 因此，施工我们只能采取就地改造，以替换原展柜电器和光源为主，工作范围局限于现场来完成任务。但仅更换旧有照明设备，很多新光源与旧设备的光源色彩匹配一致性较差，技术工人现场操作施工难度大，在现场施工出于安全考虑，也只能在确保文物展品万无一失的前提下推进工作。另外，部分展品造型丰富，纹饰也精美，原有展柜底部结构没有照明设计，要提升展柜的照明品质更存在难度，需要对展品底部进行有效补光，否则很难解决柜内光环境的问题。因此，我们在这些苛刻要求下，重新考虑照明方案，趋利避害，如新添附加件，增加一些可灵活可操作元素，重新设计照明与展柜一体化结构件来解决难题。但新设计改造结构件需要保证与原展柜材质和色彩一致，大小比例结构要与柜内展品尺度和谐，尤其新结构件的样式与设计高度要与原展柜文物底托形状和高度协调，改造后的结构件要与原展柜无缝衔接搭配合理，要让观众视觉舒适性和审美提高，又能与空间周围展示环境完美契合，才能显得不突兀（图5～图7）。 图5 新龛柜照明与展柜一体化结构件 图6 新改造后实际照明效果 图7 展柜与照明一体化结构 该展览金属展柜使用较多，不同展品照明要求也不同，需要根据展品类型和文物形状来设计，初始状态下，展柜照明效果能满足馆方正常使用需求。但随着展出时间的增长，展柜内部照明灯具的衰减要先于展柜的淘汰速度，当展柜达不到报废年限，而灯具衰减不能实现正常使用，导致光环境效果已影响观众正常观赏的情况下，馆方需要对其进行改造。传统展柜的照明改造方法有两种：一是直接更换新展柜，此方案成本较高，实施周期也较长；二是更换照明设备或光源，但新光源与旧照明设备有可能匹配性较差，这两种解决方案均是不理想的。尤其淘汰旧有展柜会造成资金浪费，而且也不低碳环保。本次改造提升任务本着节约成本、以小见大、先局部后整体，带有先期实验和学术探讨双向目标来推进工作。例如展厅中很多旧展柜照明设计不理想，尤其展柜顶部大面积泛光，会吸引观众视线到展柜顶部，直接影响观众对展品的观赏。改造中，我们需要解决展柜顶部的发光问题，以减轻它们对观众视线的干扰；另外，通过减少不必要的光源，也可以节省能源和资金问题。在设计新改造方案中，我们尽可能关闭展柜顶部照明设备，将新替换的光源光束能集中到展品上，角度可以灵活调节，以消除不必要杂光。再譬如，大部分重点照明展柜采用光纤照明，该光源光色一致性较好、没有紫外线和红外线等有害光的辐射、对文物保护有利，以往国内很多博物馆和美术馆经常使用，但该光源的缺点是造价成本昂贵。随着LED新光源普及利用，以及技术性和功能性日益提高，在改造中我们为进一步节约成本，对部分展柜保留原有的光纤设备，仅将配件发光器中的传统光源替换为LED光源，并对原有光纤灯导线和灯头进行清洁和维护，以延长该照明设备的使用寿命，这样既可以提升旧展柜的光环境品质，还可以节约成本。此外，针对部分原有展柜由于原灯具安装设计位置不合理，其展柜底部根本无法补光，我们必须新增加结构件，以解决展柜中展品底部昏暗和照明品质低劣等问题，只有充分考虑原展柜照明的利弊，才能设计好展柜与照明一体化新方案，实现预期光环境提升的效果（图8～图9）。 在改造进程中，我们除了采取替换旧设备为新高品质照明产品以外，还要进行新的照明设计，以解决原有照明条件不佳等难题。在施工中，我们除了参照《博物馆照明设计规范》（GB/T 23863-2009）和《文物展柜基本技术要求及检测标准》(GB/T 36111-2018)等标准以外，在改造工作中，我们主要应用了最新的《美术馆光环境评价方法》（WH/T94-2021）标准来选择光源，并严格按照此标准对光环境进行优化设计，以确保展品的真实色彩还原，又能清晰辨识展品的纹饰，还能提升展览的整体光环境品质。这里我们做了一次投入小、见效快的改造方案，主要针对基本陈列等长期展览，在原有旧展柜基础上，增加新结构件，置入展柜与照明一体化设计新元素，保证展柜整体效果不变的情况下，巧妙安装新结构件和配置新光源，在“见光不见灯”设计理念的指引下，迅速提升光环境的改造计划。 我们主要做了三项照明与展柜一体化设计方案，方案一：在保障常设展览或专题展的正常展出，不移动展品的情况下改造，以四面中心柜为主的设计，解决了四面柜内部光效的衰减与照明设备损坏问题，在原有照明设备无法实现理性效果的前提下，保留原旧展柜初始结构，置入新的展柜与照明一体化设计结构件，同时，根据展柜外观尺寸与柜内展台样式来构思设计，采用碳钢板焊接技术，折弯成型，外观呈凹槽包裹状造型，将迷你轨道射灯进行隐藏安装，并采用磁吸式轨道进行灵活地布置灯光，在根据现场的需要，来增减或更换灯具设备来解决现场问题，此结构件可以直接放置到展柜中，可以对展品自下而上整体均匀补光，还可以利用灯具的位置，任意调节灯具的角度等方式，来满足对柜内展品照明改造的提升需求，实现见光不见灯的光环境展示效果（图10）。 改造后展馆照明效果得到明显提升，原有四面展柜照明突出问题得到有效解决。如展馆中国宝级文物 “四羊方尊” 展品为观众所熟知，但原展柜光源的光衰较严重，展品纹饰很难被看清楚，细节已无法辨认。尽管它摆放在过廊的中心展示位置，由于展柜内的光环境衰减问题，使整个文物的色调显得沉闷昏暗，直接影响观众对展品的观赏。展柜照明设计效果欠缺还包括：展柜照明结构件底部安装位置不合理、灯具角度和光圈调节不灵活、顶部光源的频闪严重，已不能满足展品细节的展示需求，而“四羊方尊”这件展品器物造型呈上宽下窄形态，加上原展柜底部和顶部光源安装位置不合理，仅替换原有光源很难实现理想的光环境效果。因此，我们对此件展品进行多次实验性改造，具体方法分三步：一是添加展柜与照明设计一体化结构件，覆盖原有照明结构，通过结构件的造型与底板尺寸设计，让新结构件与旧展柜内部展台的形式达到完美结合；二是调整光源与结构件的高矮尺度，以实现对底部展品纹饰的完美呈现；三是选择合理光色的光源，尽可能展示文物展品的真实色泽和艺术美感，实现360°无死角观赏效果（图11）。由于该展品的特殊与珍贵，在改造过程中，我们还对展品进行了数据采集工作，我们运用了《美术馆光环境评价方法》（WH/T94-2021）标准的采集数据方法与评价光环境方式，做了原旧展柜与新改造后展柜光环境数据比对工作。表1和图12为“四羊方尊”改造前旧展柜光环境采集指标信息，表2和图13为“四羊方尊”改造后新展柜光环境采集指标信息。 图11 “四羊方尊”的改造过程与光环境效果 表1 “四羊方尊”改造前旧展柜光环境采集指标信息 参数 测量点 1身 测量点顶 测量点低 测量点 N 测量分组标记* [自定义，如G1] G1 - Gn 测量位置 √水平面 □垂直面 □水平面 √垂直面 √水平面 □垂直面 □水平面 □垂直面 照度/lx 14.7 84.5 30.6 - 显色指数 Ra 96.7 95 96 - R₉ 78 76 78 - Rf 94 92 93 - 频闪控制 F（频率） 100 100 100 - FPF 闪烁百分比 91.57 91.57 21.59 - 色容差SDCM 5 - - - 色温/K 2867 2939 2849 - 图12 现场光学数据与频闪指标图（旧展柜参观模式数据） 参数 测量点 1身 测量点顶 测量点低 测量点 N 测量分组标记* [自定义，如G1] G1 - Gn 测量位置 √水平面 □垂直面 □水平面 √垂直面 √水平面 □垂直面 □水平面 □垂直面 照度/lx 236 321 245 - 显色指数 Ra 98.8 98.7 98.8 - R9 94 94 94 - Rf 92 91 92 - 频闪控制 F（频率） 4975 4975 4975 - FPF 闪烁百分比 17.82 17.82 17.82 - 色容差SDCM 3 - - - 色温/K 3120 3164 3209 - 图13 现场光学数据与频闪指标图（新展柜参观模式数据） 通过对比两组新旧展柜的改造数据，我们可以看出该展品各项照明指标均明显提升。青铜器展品的色温提高，有助于展品材质感的体现；频闪得到了有效控制，能让观众随时可以拍摄到称心如意的展品照片留念，再不用担心发生模糊虚晃影像了。其它指标提高如显色指数和色容差，可以使展品色彩还原效果接近真实；另外，展品照度的提高，可以使展品细节观赏起来更加清晰，在展厅中散发迷人光彩。 以沿墙三面柜为主进行设计，解决三面柜内因光效衰减、色彩不一致或照明设备损坏等问题，同样可以满足在不移动展品和正常展出情况下，进行光环境改造与提升计划。设计方案中，我们首先拆除了原旧展柜点光源的照明设备，关闭旧展柜顶部荧光灯的泛光光源，在不改变旧展柜整体结构的前提下，新结构件利用原旧展柜的点光源凹槽结构开孔进行安装，即方法灵活，还保留了原旧展柜的结构，重新置入展柜与照明一体化新结构件，再结合展柜的比例，采用经过焊接后折弯成型的碳钢板，嵌入泛光洗墙灯与重点照明轨道射灯，通过配光方式的综合运用，让面光和重点照明能组合在一起，另外，还设计了遮挡形式，消除观众视线之外的杂光，实现三面柜整体光环境俱佳效果。在新结构件中，还可以任意调节射灯的角度和位置，可根据展品实际来增减导轨射灯数量，随时为柜内展品进行立体补光，外观形式与原旧展柜完美融合，不仅可以满足对三面柜展品的灵活布展，还可以实现对光环境品质提升的设计需求（图14～图16）。 图16 三面柜展柜与照明一体化结构安装示意图 展厅中数量最多的展柜是沿墙三面柜，我们在改造中仅选了两个临近的展柜进行试验性改造，因旧展柜是机械化大生产的产物，照明设计形式较为单一传统，展柜内部灯具调节的程度有限，只有顶部配光，对于柜内摆放大件展品或造型结构复杂的展品适用性不高，要实现理想光环境展示效果有一定难度。以“妇好”青铜三联甗展品为例，原柜内展品光色不均匀，展品器物纹饰也很难看清晰，顶部光源泛光是利用荧光灯管和LED灯混合进行照射，对文物色彩还原效果较差，青铜器上的绿锈也无法辨别（图17）。通过改造使展柜内光环境效果得到很大程度提升（图18）。 图17 “妇好”青铜三联甗旧展柜光环境 图18 新改造“妇好”青铜三联甗光环境 图19 新改造“妇好”青铜偶方彝光环境 此方案主要针对嵌入式大尺度龛柜，尤其是龛柜内平面尺幅大的展品照度不均匀的问题，同时解决光色不一致和照明设备老化现象，保障展览可以在正常展出和不移动展品情况下，对大尺度龛柜进行照明效果升级，实施改造计划的任务。设计方案中，首先我们保留了原有部分照明的顶部点光源，有选择性地改造泛光光源，回避了展柜顶部杂光，利用顶部重点照明点光源结合新改造的泛光源一同对展品进行补光。新结构件设计可以灵活拆装，根据龛柜外观尺寸来设计，采用碳钢板经过焊接后折弯成画框形式的包裹状，泛光光源直接安装在新结构件内侧，利用内凹造型巧妙将灯具隐藏，布光位置也根据展品尺幅可以量身定制，从两侧向中心展品方向进行均匀洗墙式补光，结合原展柜顶部重点照明，调整用光角度和位置配合补光，满足大尺度龛柜对平面展品照明提升展示的需求，实现柜内光环境照度均匀度的提高与展示艺术的最佳效果（图20、图21）。
步骤1
步骤2
步骤3
作者：艾晶
发表：《照明工程学报》2022年第33卷，第3期
改造实施单位：北京华源彤达科技有限公司
内容整理：博物馆头条
