历时一年半的文化部科技创新项目,由中国国家博物馆牵头的“LED在博物馆，美术馆的应用现状与前景研究”课题终于通过文化部的验收，并圆满结束。在这里感谢国家博物馆课题组成员们的辛勤付出，本次课题调研成果将给中国未来的博物馆照明指明了方向。同时这次创新课题的成果将由文物出版社出版，刊名“光之变革-博物馆美术馆LED应用调查报告”，并向社会大众公开销售。
三可变焦作为本次博物馆照明创新课题的成员单位，配合课题组调研了西安碑林博物馆，河南博物院，西安博物院，陕西历史博物馆，西安半坡博物馆，孙中山故居纪念馆等国家一级博物馆。其中调研的精选报告“西安碑林博物馆调研报告（综述）”将在“光之变革”刊物进行发布。经课题组及西安碑林博物馆方确认授权，三可变焦将精选调研报告提前发布，以飨读者。
西安碑林博物馆调研报告（综述）
一、 概况：
1、博物馆建筑概况：
西安碑林博物馆是陕西创建最早的博物馆，它以收藏、陈列和研究历代碑刻、墓志及石刻为主，成为在中国独树一帜的艺术博物馆。现有馆藏文物11000余件，其中国宝级文物19个号134件，一级文物535件。著名的'昭陵六骏'就有四骏藏于本馆。基本陈列由西安碑林第一至第七展室、石刻艺术馆和石刻艺术室三部分组成。加上另外三个临时展厅，陈列面积达到4900平米。
石刻艺术馆以'长安佛韵'为展陈主题，共展出约150件关中地区北魏至宋代的石刻造像，代表了史上长安佛教艺术的最高水平。陈列分为造像碑区、小型单体造像区和大型单体造像区三个单元，全方位阐释了长安模式下佛教造像的典型样式和艺术风格。2011年，石刻艺术馆'长安佛韵'展荣获全国博物馆十大陈列展览精品，石刻艺术馆荣获'中国建筑工程鲁班奖'。
2、照明概况：
西安碑林共的七个展室，主要陈列着不同年代的石刻文物，展室的采光多采用普通照明和自然光相结合的方式，绝大部分使用荧光节能灯，满足基础照明。目前只有石刻艺术馆和石刻艺术室经过专业的照明设计，并配备了专业的照明设备。其中石刻艺术馆是本次调研的重点。
石刻艺术馆在2008年开始设计建造，由于建设设计时间较早，目前整馆都是使用传统的金卤灯为主，同时也小部分使用LED灯具来替换金卤灯。展厅照明主要展示照明和展柜照明两部分，展示照明85%的部分使用金卤灯，还有10%左右的荧光灯，5%左右的LED灯具。同时展柜照明部分也基本上全部采用金卤灯和荧光灯，未发现使用LED的情况。石刻艺术馆为本次调研的重点，石刻艺术馆整体光环境非常不错，除了炫光控制有些瑕疵外，光色一致性，整体照明的均匀度都非常高。由于整体环境较好，从大厅进入展厅或者从展厅走出到大厅，因没有巨大地照度差异而引起不适，不需要较长的时间进行调整和适应，给观赏者带来赏心悦目的观赏体验。
二、具体调研数据剖析：
1、石刻艺术馆展厅照明情况概述以及分析：
A）灯具以及光源使用情况：展厅展示部分灯具主要是导轨射灯，老款的飞利浦金卤灯，少部分的ERCO品牌金卤灯。老款的金卤灯功率在30-50瓦之间，同时也使用部分荧光洗墙灯。展柜照明也使用导轨灯，主要为金卤灯光源。整体使用光源类型比较统一，不存在光色不一致的情况，石刻艺术馆整体照明处于老光源使用阶段。
B）环境照明情况：展厅内没有做基础照明，环境照明都由展示照明和展柜照明部分反射而来，展厅地面照度10-50Lux，能满足基本的观赏使用。
C)展品重点照明情况：展柜文内物的照度200-300Lux，文物展示重点突出，文物的曝光也得到了有效控制，起到了很好的保护。但是主要展品（石碑佛像）大部分照度在100-200LUX之间，存在展品重点照明部分照度稍偏低的情况，这和光源的老化有关。
D）灯具控制情况：展厅灯具采用分回路单独控制方式，灯具也不支持单灯调光，同时整个照明也没有系统控制。
E）存在的照明问题：由于历史博物馆建馆时间较长，观赏人流较大，展厅的灯具使用时间较长，大部分传统光源已经老化，馆方对于已经老化的灯具更换新的灯具，同时也是使用同型号传统光源。这就造成了新老灯具的寿命和光通量不一致，同一场景存在使用同款灯具而照度不一致的情况，这种情况客观上也是难以避免的。
F）照明情况的整体评价及建议：石刻艺术馆的照明情况比较良好，除了灯具老化不可避免的客观因素外，整体照明在均匀度，光色一致性，显色指数，炫光控制等方面都处理得非常好，属于传统光源使用的经典案例。同时馆方也表示在未来改造展厅时会使用LED光源，在使用寿命上，管理维护的难度上要比传统光源要简单方便，期待馆方未来也能在使用LED光源陈列照明时，照明效果更上一层楼。
三：石刻艺术展厅各个不同照明部分实地调研数据分析
（1）展厅前言板：以下是抽取的展厅前言板的取点和分析数据：
前言展板照明采用荧光洗墙灯直接照明的方式进行照明，经测试分析，平均照度69LUX，照度稍偏低，这和灯具的老化有关。均匀度达到0.81，均匀度非常高，整体观赏舒适性非常高。色温在2800-2900K之间，色温一致性较好。前言板部分的显色指数情况较好，可达80.1，这和使用传统的荧光灯有关，但也能满足观赏和阅读需求。
（2）连续展板：以下抽取连续展板测试取点以及测试数据：
连续展板照明采用导轨金卤灯直接照明的方式，经测试分析，平均照度87LUX，均匀度0.77，整体照度处于较低水平，原因是使用的金卤灯已经老化，但是均匀大于0.7，处于比较高的水平，对于观赏的舒适性与展现的真实性不言而喻。色温在2600-2750K范围，色温一致性比较好，没有出现色飘的现象，同时显色指接近完美，处于99.1的水平，虽然照度偏低，但是整体画面的真实性还是非常好。
（3）展柜部分：展柜为博物馆必不可少的部分，因此选取了独立柜和展厅内三面柜（长柜）作为测试对象。
以下为独立柜的测试取点和测试分析数据：
经测量分析，四面柜主要使用外置金卤导轨灯直接照射的方式进行照明。经测试计算四面柜的垂直面平均照度分别是照度191LUX，均匀度0.54，照度处于较为合理水平。取测试点1.3.5平均照度241LUX，取测试点2.4.6平均照度142LUX。两边取点测试照度相差较大，原因是虽然两边使用同款的导轨金卤灯，但是由于两款导轨金卤灯的新旧程度不一样，光通量输出不一样，导致了同款灯而照度不一样的情况发生，这也是跟传统金卤灯的寿命短有关，造成了馆方在维护管理上难度较高。但是显色指数较好，达到96.7，色温一致性也较高，均在2800K-2900K之间。
此外，我们还选取了三面柜作为展柜取点测试。以下为展厅内三面柜（长柜）：以下是抽取三面柜的照片和数据：
三面柜内使用嵌入式金卤灯再加漫反射进行斜打的方式进行照明，在三面柜外垂直面测得数据平均照度49LUX，均匀度0.87，均匀度处于非常高的水平色温在2600-2700K之间，色温一致性也较好。柜外照度是由柜内直接投射照明反射而来，从柜外测算数据看，柜内反射柜外的照度水平比较合理，这也同样意味着柜内的照度也处于合理水平，减少文物的曝光度，更好的保护文物。显色指数处于较高的水平，处于98.4的水平。
（4）展厅内重点照明部分：石刻艺术馆的重点展示物为佛像和石碑，因此重点照明部分选取了汉白玉佛像和石碑作为重点照明对象进行测试和统计：
以下为重点照明汉白玉佛像部分的测试和统计分析数据：
汉白玉佛像采用导轨灯直接照明的方式，经测量，平均照度为62LUX，均匀度高达0.91，照度处于较低的水平，但是均匀度非常高。虽然照度远低于重点照明的要求只有62LUX，但是在汉白玉晶莹剔透的材质反射下，显得光彩夺目，栩栩如生，再加上非常高的照明均与度，营造出舒适饱满的观赏环境。同时汉白玉佛像重点照明部分采用LED产品，这也是石刻艺术馆为数不多的LED产品。经测试显色指数在79.6的水平，处于中偏低的水平，经馆方确认，该LED产品为前几年替换金卤灯的时候采用，时间也比较长久，因此显色指数较低，也是当时LED技术水平所限。
此外，重点照明我们还选取了石碑作为重点测试，以下为石碑部分的测试和统计分析数据：
经现场测试和观察，石碑正背面使用三个导轨金卤灯直接投射的方式，正面使用两个导轨灯，背面使用一个导轨灯。背面的导轨灯在兼顾石碑的投射外，还在背墙上打出了半洗墙的照明效果，这就使得观赏起来背面不至于出现阴影。同时石碑正面的照度较高，有层次的向背面递减，把石碑的立体层次感，栩栩如生表现得淋漓尽致。经测试正面石碑的平均照度116LUX，均匀度0.65，同样存在照度偏低的情况。侧面石碑平均照度86LUX，均匀度0.70，显色指数达98.1。无论在正面或者侧面均匀度都比较高，同时不同垂直面的照度的不同，使得石碑立体感更强。
（5）展厅内照明部分：展厅内没有布置基础照明灯具，都是由展示重点照明，展柜照明部分的光反射来满足基础照明。以下选取了石碑重点展厅和展柜照明部分取点来测试展厅内的照明情况。
以下为石碑重点展厅的取点和测试数据分析：
经测试，石碑重点展厅地面平均照度25.8LUX，均匀度0.5。照度处于较低水平，但是都能满足基础照明和观赏者活动的照明需求。均匀度不高，是因为石碑重点展厅两旁布灯的数量不同造成的。同时都是使用金卤灯，显色指数也处于较高水平，达到95.7，同时色温也是在2700K范围。
同时，我们也选取了展柜部分反射区域作为测试展厅照明的另外取点测试，以下为测试取点和测试数据分析：
经统计分析，展柜部分反射区域地面平均照度16.3LUX，均匀度0.61，均匀度和照度都处于较低水平，但是也基本能满足基础照明的要求。同时显色指数也能达到89.8，处于合理水平。
四、调研综述：
1、西安碑林博物馆是国内重点的博物馆，馆藏文物具有巨大的历史研究价值，同时西安碑林博物馆也获得过博物馆陈列精品奖。从西安碑林博物馆的照明上看，馆方绝大部分使用传统的光源，极少数的使用LED光源。碑林博物馆属于国内使用金卤灯传统光源打造的极少数的经典博物馆照明案例。从调研数据看，碑林博物馆展厅的重点文物展柜内灯光部分比较合理，对文物的保护非常好，同时照度也达到了照明规范的水平。但是大多数展示部分由于灯具老化的缘故，大部分展示区域的照度和低于博物馆照明规范的要求水平，这也是传统光源所遇到的必然客观问题。
2、LED光源使用的优势：
在这一次调研中，有极少部分灯具采用LED，绝大部分使用传统光源。经调研得知，馆方明确表示目前使用的传统光源由于寿命短，维护难度，更换频率高，还存在不同寿命和光衰水平的传统光源在一起混搭使用，使得原来合理的照明环境很难维持，会出现使用同款而寿命不同灯具在同一场景使用，而照度均匀度水平参差不齐的情况，这也就可能违背了当初博物馆照明设计的美好初衷。
虽然从调研的照明数据看，未能更好的揭示LED在历史博物应用的巨大优势。但是LED灯具的性能比较好，色温的一致性和光衰也较低，使用寿命存在很大的优势。在节能方面，也比传统光源有着巨大的优势，在使用维护上也较为便利和简单。同时LED的长寿命，低光衰，对长时间维持整个博物馆的照度和均匀度非常有利，能给观赏者营造良好的照明环境。
LED目前在博物馆上使用，存在一定争议的是LED的显色性不够，卤素灯的显色性更高，还原性更高。从碑林博物馆使用的极少数LED灯具测试数据，确实存在显色性不高的情况，但这也是前几年LED技术水平所限的客观原因导致的。近两年LED在照明性能提升较快，在显色性方面基本达到博物馆照明的要求，LED灯具的显色性能比金卤灯略差，但是基本接近金卤灯灯，在显色性能上具备替代金卤灯的特性。
除此之外，LED的控光相对比传统光源要灵活，使得精准配光，减少光污染等成为可能，这也是传统灯具所不具有的。最后，LED由于紫外线和红外线较低，卤素灯红外比较严重，一般均要求增加红外滤光片，对照度的牺牲较大。而LED在二次配光可有效去除各种有害的紫外线和红外线，还可以保持较高的照度要求，这也是传统卤素灯无法比拟地方。
总结：西安碑林博物馆在传统光源使用上取得了非常好的效果，虽然目前未能大量的使用LED照明灯具，相信有着使用传统光源的成功经验，在未来使用LED在展陈方面的改造同样也会取得非常好的效果。期待碑林博物馆未来打造出一个LED照明在博物馆应用的经典案例。
鸣谢：
感谢本次调研的联系老师：艾晶，王彬（大唐西市副馆长）；感谢调研单位：西安碑林博物馆；特别感谢西安碑林博物馆张蒙芝主任，宋老师的大力支持！
调研使用工具：
（1） 远方光电SPIC-200测试仪
（2） 台湾泰仕数字照度仪- TES1332A
（3） 迈测激光测距仪-S2
注意：以上调研报告版权归三可变焦，项目课题组及西安碑林博物馆所有，转载请注明出处。
联系客服
