博物馆需要什么样的光？
随着文化事业的发展，博物馆越来越多，博物馆光环境也越来越重要。一直以来，我们对于博物馆光环境的研究是零星的、碎片的。 今天，我们来探讨一下。
要了解博物馆的光环境，首先我们要了解博物馆几个的基本功能：
文物征集、收藏、陈列、保管：这是博物馆最基本的功能，是自然和人类文化遗产的实物征集、收藏、陈列、保管的场所。
藏品的科学研究：主要是针对文物或藏品的修复，养护以及考证分析。
教育、文化传播：通过展示文物藏品，让人们了解历史、文化，接受文化熏陶，提高艺术修养。
针对上面几个基本功能，我们再来讨论博物馆的光环境，就会比较明了。
首先是文物保管保护，光对文物是有伤害的。博物馆的光环境，应先考虑光伤害的问题。
这里有一个矛盾，文物要展示就会有伤害．如果要完全没有伤害，只能再埋到土里去，这样就没什么价值了。
我们一方面需要将展品充分展示，另一方面需要最大限度地避免对它的伤害。
如何避免光环境的伤害呢？
文物展示需要见光，但是普通的光除了可见光之外，还包括紫外光，红外光。只有可见光是我们需要的,其它的不需要，所以，在博物馆光环境中，我们应该去掉有害的紫外，红外光。
红外光是什么?
1800年英国天文学家 Frederick William Herschel 用温度计测试经过三棱镜分光后各色光的温度，他发现温度由紫到红逐渐增加。可能，当温度计放到红光以外的部分，温度仍持续上升。
由此，他发现了一种不可见但能带来热量的光，这就是红外光。
可见，红外光能使被照射物升温。长期照射人体会产生灼伤，而对于文物，其伤害主要表现为局部发热，会导致像木料，动物皮等收缩，变形或开裂。
紫外光又是什么?
1801年德国化学家 Johann Wilhelm Ritter 发现一种能够产生氧化的，肉眼无法感知的辐射，他把涂有氯化银的纸张放到各种光下，它的颜色会变深，但移到紫光以外的区域时，肉眼已经看不到光了，但这种变深非但没有消失，反而更严重了！
由此，他发现了能使被照物产生曝光及化学作用的紫外光，它能使文物发生光化反应，展品会因此老化变脆、颜料褪色、白纸发黄甚至开裂等。
人工光与自然光绝大多数都含有紫外，红外光，不同光源紫外，红外光含量如下：
表3-1 各种光源的辐射成分比较
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光源种类 | 功率(W) | 光成分(%) | ||
紫外光 | 可见光 | 红外光 | ||
金卤灯 | 150 500 | 3.5 8.8 | 33 24 | 10 30.2 |
高压钠灯 | 500 | 0.2 | 32 | 25 |
卤钨灯 | 150 | - | 8 | 65 |
白光LED | 144 | - | 100 | - |
资料来源：李昭君《紫外线对古建筑油饰画影响研究》天津大学 2007
可见，金卤灯与高压气体放电灯，紫外与红外光的含量都比较高．
卤素灯红外光含量最高，紫外光基本没有。
LED灯则基本不含红外，紫外光。
因此，在应用于博物馆空间时，金卤灯应同时做红外紫外光过滤，卤素灯只需要红外过滤，而led不需要过滤。
那么,除了红外与紫外光,可见光有没有伤害呢?
《博物馆照明设计规范 GB/T23863-2009》与《建筑照明设计标准 GB50034-2013》中与博物馆的相关部分,都规定了可见光的照度标准：
类别 | 参考平面 及其高度 | 照明标准值（lx） | 年曝光量 （lx•h/a） |
对光特别敏感的展品：织绣品，绘画，纸质物品，彩绘陶（石）器，染色皮革，动物标本等 | 展品面 | ≤50 | ≤50000 |
对光敏感的展品：油画，蛋清画，不染色皮革，银制品，牙骨角器，象牙制品，宝玉制品，竹木制品和漆器等 | 展品面 | ≤150 | ≤360000 |
对光不敏感的展品：其它金属制品，石质器物，陶瓷器，岩矿标本，玻璃制品，搪瓷制品，珐琅等 | 展品面 | ≤300 | 不限制 |
假如可见光对于文物真没有伤害，标准为什么规定照度上限呢?
可见也是有伤害的。光对于文物损害可归结为化学反应，该过程为吸收能量或释放分子内蕴藏潜能的过程。这些都需要一定的能量来促使分子跃迁，而光辐射能提供分子跃迁的“活化能＂！
光子还有一种有趣的现象：波长越短，能量越高!
假设某个被照物对于各种波长的光吸收是一样的，那么在相同剂量的情况下，紫外光伤害最大，可见光次之，红外光伤害最小。
而且，对于白光我们也要注意：由于它是由不同颜色的光组成的,色温越高意味着蓝紫光成分越多，光的能量越高，可能造成的伤害也就越大。
《博物馆照明设计规范 GB/T23863-2009》中规定:一般陈列室直接照明光源的色温应小于5300K.文物陈列室的直接照明光源的色温应小于3300K。
陈列室与文物库房，色温应该低一些,这样光辐射能量低,伤害小。
综上所述，从文物保护的角度来看，我们需要这样的光：
投射到文物表面照度不超标；
经过滤除红外，紫外光的；（或者几乎不含这些光的LED）
偏暖的光。（蓝紫光成份少）
接下来针对博物馆科学研究方面的功能，我们探讨一下光环境的要求。
博物馆的展品用于研究或观摩,什么样的光是合适的呢?
首先是色彩还原方面（显色性）的要求,博物馆光环境照度低,要清晰辨别与观察展品，需要高显色指数的光，以保证展品的逼真表现。
自然光色彩还原度最高，卤素灯也非常优秀，显色指数接近100!
节能灯、金卤灯、LED差一点，博物馆照明相关标准要求: 在陈列绘画、彩色织物、多色展品等对辨色要求高的场所，应采用一般显色指数（Ra）不低于90的光源.所以在博物馆照明应用时，需要考虑显色指数能否达标。
其次是色温的一致性，对于不同色温的光环境，观众的眼睛需要适应.若同一空间出现不同色温的光，容易眼花。
但是，不同种类的光源可能存在色温差。譬如博物馆展柜，常在顶部用灯带或灯管做面光，用卤素灯或LED做重点照明, 这些光源之间的色温就会存在差别。
而且对于LED，同一品牌的产品也可能出现色温差，有的偏白有的偏黄。
这时我们应该严格控制色容差，一般要求色容差在三步以内，低于这个数值光色一致性就非常好了，长时间观察也不会出现眼花。
最后是照度，在符合标准的情况下，我们尽量取高值，这样展品会清晰一些。
如果把均匀度做好，就更容易看清，眼睛也不易疲劳。
许多大型展览，由于严格控制照度，均匀性不足，就会影响展览效果，观众的反映太暗，看不清......
因此，从科学研究的角度来看，博物馆需要：
高还原度；（显色指数高）
色温一致；
照度偏高却在标准控制内；
均匀柔和的光。
最后我们分析一下博物馆教育观赏之功能，对于光环境的要求
人们到博物馆参观浏览,是为了解历史，接受文化熏陶的。所以这个空间的光环境,应该营造相应的氛围，应该如何做呢？
首先得让人们安静下来!
如何让观众安静下来?
降低照度,精准用光，控制眩光！
先说说降低照度，环境照度越高，人越兴奋，极高的照度伴随眩光，足以使人亢奋。
可是一旦照度降下来，人的情绪也会转向安静， 趋于冷静。人只要能静下来了，便能够集中注意力，专注某项事情，这是接受教育，艺术熏陶的绝佳时机。
所以，博物馆光环境都是偏暗的，仔细观察它的室内设计有明显的特征：
1. 材料以暗色或黑色为主，如天花地面，主要用于吸光，以暗衬亮。
2. 灯具路轨线管也是暗色的，如喷成黑色。
3. 将发光体隐藏在建筑，或者提高灯具的防眩角，尽量做到见光不见灯。
整体偏暗以后，我们需要突出文物，通过以暗衬亮来表现，这时需要＂精准用光＂。
只给文物或艺术品打光，严格控制主光斑大小（光斑比文物投影稍大或基本一致），就能凸显文物。
光斑如果太大，文物不突出，也没有立体感！
除主光斑外，还要控制杂散光，消除副光斑和灯具漏光．这些会在展品周围造成干扰，影响观赏。
最后是眩光，它包括直接眩光，过度爆光的亮面等，这些也是干扰！
直接眩光主要来自光源，如灯具眩光，需要通过灯具防眩角来控制，《博物馆照明设计规范》(GB/T 23863-2009)规定了灯具光源表面亮度与防眩角的关系，根据这个要求，一般的灯具的防眩角要在30度以上。
另一方面是环境眩光，如室外光(窗户，天窗等)未经处理的自然光打到展品上，是严重的眩光源，还有照得过亮过爆的亮面等,这些是反射眩光，都需要克服。
眩光控制好了，观众在这个空间才会感到舒适！
照度、杂散光、眩光都控制好了，就能营造出一个安静且柔和的博物馆光环境。
所以，从博物馆教育与文化传播的功能来评价光环境，我们希望：
降低平均照度,营造安静的环境空间；
精准用光，通过以暗衬亮，突出展品；
控制眩光，排除干扰。
人们安静下来了，就能在这个空间接受文化熏陶．博物馆已经成为越来越多的家庭休闲的去处，许多人在博物馆一呆就是半天，甚至一整天！
长时间的观展，也难免产生疲倦，吸引人们长时间参观是一个重要的工作，光环境在这方面也能起到一些作用：
不同的陈列空间都会有其主题，通过光环境来实现营造氛围，实现空间过渡，这样能吸引参观，因为光也是感性的，它能传递情感。
它就是人们常说的光色，光色也是光的色温，它能传递情感．色温从低到高，给人最直观的感受是由暖到冷。
同一色温，在不同的照度下，产生的感受又有差别。
上图是一份研究资料，得出的色温、照度与情感的关系。
我们举例说明一下：
比如高色温，也就是冷色．在低照度空间如果用冷色，如黑暗中一束白光，如果打在人脸上，会让人感觉是恐惧，害怕......
如果照度提高了，环境变亮了，感觉就会变得清爽，整洁。
很多教室，医院用偏高的色温与合适的照度，就是为了营造这种感觉。
继续提高照度，环境更亮，给人的感觉是自然、阳光。
那么，低色温（暖色）的光呢？
在照度低时，它给人的感觉是温暖，舒适。
如果照度提高，环境变亮，我们就会感到热情，亢奋。
照度持续变高，我们的感觉就会变得炽烈，闷热......
光的这些特质，在不同的场景加以应用，便能营造不同的氛围，调动观众的情绪，为展览铺垫．譬如下图是一个艺术品展厅：
整个空间只有简洁素白的墙面，简洁的画作。暖色系柔和光投射在画作上，与木色地板呼应。
高显色的光逼真展现展品质感，天花引入的天然光让空间更加自然
通过纯净柔和、高显色的光，让空间素雅的感觉呼之欲出。
下图鲁迅纪念馆的一个场景则利用了不同的光环境。
这是一处介绍先生的生平展墙，当时的社会动荡，环境凄凉，为营造这种感觉，整体采用偏暗的光环境，通过偏冷的光营造渗淡的效果，同时强化了展品与背景的亮度比。照明显色故意做低，使部分画面色彩失真，更加偏于黑白，给整个空间染上惨淡肃穆的氛围。
因此，通过色温与照度能营造氛围，调动情绪，让观众沉浸于当时的语境中。
最后，我们谈谈让人感到最舒服的自然光。
自然光在很多空间都得到了广泛运用,但是博物馆空间我们比较少看到。
在博物馆光环境处理时，我们常常会面对这样一种现实：
如果经费足够，我们会考虑自然光;如果经费不足，我们只考虑人工光！
原因很多，主要有以下几个方面:
1. 自然光的辐射成分比较复杂，它包含了红外、紫外等多种光谱，含量很高，譬如紫外光，在中午太阳光直射时最强烈，其辐射量达到400微瓦每流明，是标准控制的20倍！这些对展品伤害很大！
2. 照度控制,太阳光照度波动太大，中午达到了十万勒克斯，而到了黄昏可能低到几十勒克斯， 这么大波动，对于展品展示及保护都很麻烦。
采用了自然光，人工照明设备同样不能省下来，因为自然光的波动，需要在它不足时补光，这样照明初始投入费用并不能省．而要利用自然光,必然要增加很多投入：
1.光辐射过滤装置,将有害的光(红外光，紫外光)过滤；
2.光照度弱化装置,将自然光弱化,降到标准要求；
3.光感应控制装置及灯光补偿系统，当环境光变暗时，启动灯光进行补偿。
如此复杂的装置,为的就是那些让人感到舒服自然的太阳光！
但是越来越多的公共空间开始应用自然光，如大英博物馆，他们在大厅运用弱化与柔化装置，用于环境照明。
而陈列空间也在尝试，如意大利圣母百花大教堂博物馆。
相对而言，艺术类博物馆或空间用得比较多，如美国大都会艺术博物馆。
中国丝绸博物馆，主馆中厅设计也是采用自然光。
相信在博物馆空间，会见到越来越多的自然光。
综上所述，我们就能发现，博物馆需要:
安全、安静的光；
逼真、柔和、均匀的光；
无干扰、营造氛围、调动情绪的光。
而博物馆空间,也就自然有了她的个性: 安静地承载历史与记忆，兼容并蓄艺术与个性，成为人们精神休憩的家园。
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