黨 睿 魏智慧 張明宇

(1.天津大學(xué)天津市建筑物理環(huán)境與生態(tài)技術(shù)重點實驗室，天津 300072;2.天津理工大學(xué)，天津 300072)

1 引言

美術(shù)館是現(xiàn)代城市建筑文化中重要的組成部分，是一種珍藏和展示人類文化財富的建筑類型［1］，其中作為保存和展示作品的展廳是美術(shù)館建筑的核心。展廳光環(huán)境的塑造在美術(shù)館設(shè)計中起著關(guān)鍵作用，其不僅對整體環(huán)境氛圍具有重要影響，更決定著視看清晰度和視覺舒適度，同時光學(xué)輻射還會對展品產(chǎn)生損傷。因此，美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計是一項科學(xué)性、藝術(shù)性、系統(tǒng)性的復(fù)雜過程，也是在室內(nèi)照明領(lǐng)域研究的重點和熱點類型。本文通過對四座國內(nèi)著名美術(shù)館的主要展廳光環(huán)境進行現(xiàn)場調(diào)研，總結(jié)規(guī)律特點并提出存在問題，為本領(lǐng)域的相關(guān)研究提供參考。

2 光環(huán)境調(diào)研對象

2.1 美術(shù)館選擇

選取能夠體現(xiàn)我國美術(shù)館光環(huán)境水平的中國美術(shù)館、天津美術(shù)館、中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館、今日美術(shù)館等四座著名美術(shù)館進行深入調(diào)研，見圖1。

2.2 調(diào)研指標與方法

選取室內(nèi)表面 (屋頂、墻面、地面特性)、照明方式 (天然采光和人工照明)、照明光源 (光源類型和光源色溫)、照度水平 (環(huán)境照度、最高照度、平均照度、照度均勻度)四項作為調(diào)研指標。

采用數(shù)據(jù)指標檢測、結(jié)果計算分析、現(xiàn)場特征觀察相結(jié)合的調(diào)研方法:室內(nèi)表面特性、照明方式、光源類型采用現(xiàn)場特征觀察方法確定;光源色溫使用SM光環(huán)境測試系統(tǒng)進行測量;環(huán)境照度、最高照度、平均照度使用照度計進行測量，照度均勻度通過計算得到。

3 光環(huán)境調(diào)研數(shù)據(jù)

3.1 中國美術(shù)館

(1)室內(nèi)表面特性:頂部為中灰色質(zhì)感較粗糙涂料，墻面與地面均為淺黃色光滑大理石，整體光環(huán)境見圖2。

圖2 中國美術(shù)館整體光環(huán)境Fig.2 Total light environment

(2)照明方式:無天然采光，有環(huán)境照明和展示照明。環(huán)境照明使用普通熒光燈，展示照明采用高反射式熒光燈和軌道式投光燈相結(jié)合的方法，展示性照明燈具沿四周展墻布置，根據(jù)展品尺寸用一組或多組燈具向展品進行投光。展示照明方式見圖3，照明效果見圖4。

(3)照明光源:采用色溫為4500K的T8型熒光燈提供環(huán)境照明，采用3300K的T5型熒光燈提供展示性一般照明，采用3000K的金屬鹵化物燈提供展示性重點照明。

圖3 展示照明方式Fig.3 Mode of display lighting

圖4 展示照明效果Fig.4 Effect of display lighting

(4)照度水平:環(huán)境照度58lx，展品表面最高照度330lx，表面平均照度232lx，照度均勻度0.48。

3.2 天津美術(shù)館

(1)室內(nèi)表面特性:頂部為淺灰色吊頂，墻面為白色涂料，地面為黑色大理石鋪裝，展廳整體光環(huán)境見圖5。

圖5 天津美術(shù)館整體光環(huán)境Fig.5 Total light environment

(2)照明方式:無天然采光，也未采用環(huán)境照明，光環(huán)境全部由展示照明提供。四周固定展墻采用外露軌道式投光燈 (見圖6)，中間活動展墻采用在頂部凹槽內(nèi)設(shè)置軌道式投光燈的方法 (見圖7)。

圖6 外露軌道式投光燈Fig.6 Exposed gauntlettrack floodlight

圖7 內(nèi)嵌軌道式投光燈Fig.7 Embed gauntlettrack floodlight

(3)照明光源:采用色溫為3700K的金屬鹵化物燈提供展示重點照明。

(4)照度水平:環(huán)境照度70lx，展品表面最高照度253lx，展品表面平均照度195lx，照度均勻度0.49。

3.3 中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館

(1)室內(nèi)表面特性:該美術(shù)館圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面形式較為多樣，首層為輔助空間，未設(shè)展廳;二層“李叔同紀念展廳”頂部為淺黃色木條吊頂，淺綠色涂料墻面，中灰色塑膠地面 (見圖8);三層中央展廳頂部為大面積天窗，墻面為白色粉刷，地面為中灰色塑膠 (見圖9);四層校史展廳頂部為白色粉刷，墻面為紅褐色涂料，地面為中灰色塑膠 (見圖10)。

圖8 二層紀念館Fig.8 Memorial hall at level 2

圖9 三層中央大廳Fig.9 Central hall at level 3

圖10 四層校史展廳Fig.10 Display hall at level 4

(2)照明方式:三層中央展廳有大面積采光天窗，整體環(huán)境光由天然光提供，同時在屋頂設(shè)置大功率金鹵燈進行展示性照明;其他展廳無天然采光和環(huán)境照明設(shè)施，展示照明采用反射式熒光燈和軌道式投光燈照明方式。

(3)照明光源:采用三種不同功率，且色溫均為3300K金屬鹵化物燈提供展示性重點照明，采用4500K緊湊型熒光燈提供展示性一般照明。

(4)照度水平:二層展廳環(huán)境照度14lx，展品表面最高照度480lx，展品表面平均照度279lx，照度均勻度0.37;三層展廳環(huán)境照度890lx，展品表面最高照度1300lx，展品表面平均照度279lx，照度均勻度0.44;頂層展廳環(huán)境照度5lx，展品表面最高照度190lx，展品表面平均照度96lx，照度均勻度0.33。

3.4 今日美術(shù)館

(1)室內(nèi)表面特性:首層白色粉刷屋頂，深藍色涂料墻壁，黑色大理石地面;二層和三層為淺灰色粉刷屋頂，深藍色涂料墻壁，中灰色塑膠地面。

(2)照明方式:各展廳均無天然采光，也未設(shè)置空間照明。展示照明方式如下:首層采用軌道式和支架式投光燈;二層采用軌道式投光燈和精確配光射燈;三層采用軌道式投光燈和背光式燈箱。

(3)照明光源:使用2900K金鹵燈、3500K白光LED、4200K緊湊型熒光燈、2700K射燈、4500K T5型熒光燈等類型光源。

(4)照度水平:一層展廳環(huán)境照度15x，展品表面最高照度136lx，展品表面平均照度81lx，照度均勻度0.53;二層展廳環(huán)境照度25lx，展品表面最高照度180lx，展品表面平均照度103lx，照度均勻度0.47;三層展廳環(huán)境照度8.5lx，展品表面最高照度265lx，展品表面平均照度148lx，照度均勻度0.36。

此外，該美術(shù)館使用了多種照明新技術(shù)。首先，運用動態(tài)投影技術(shù)使光影圖案布滿整個展廳，具有強烈的視覺沖擊力 (圖11);其次，將投光照明與動態(tài)投影技術(shù)結(jié)合，在投光燈照亮作品本身的同時，動態(tài)投影同步展示作品創(chuàng)作過程 (圖12);第三，使用13盞精確配光燈具，對長度為10m的作品進行連續(xù)照明，取得類似自發(fā)光的照明效果 (圖13);第四，使用了低色溫高顯色性白光LED照明技術(shù)(圖14)。

圖11 動態(tài)投影技術(shù)Fig.11 Dynamic projection

圖12 動態(tài)同步展示Fig.12 Dynamic synchronous display

圖13 精確配光技術(shù)Fig.13 Exact distribute light

圖14 白光LED技術(shù)Fig.14 WLED

4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

4.1 室內(nèi)表面特性

展廳室內(nèi)表面的顏色、材質(zhì)、粗糙程度由于其反光特性不同，對美術(shù)館室內(nèi)整體光環(huán)境有較大影響:

(1)屋頂:屋頂對室內(nèi)光環(huán)境影響最大，多使用淺色調(diào)的粗糙質(zhì)感材料以增加光線的漫反射，使整體光環(huán)境更加均勻。

(2)墻壁:墻壁的顏色及材質(zhì)類型較為多樣，以白、淺黃、淺綠等淺色調(diào)為主，也有少量使用深藍和紅褐等深色調(diào)情況。淺色材質(zhì)更利于減小因展品與背景的亮度對比而產(chǎn)生的眩光，同時增強反射提高室內(nèi)環(huán)境亮度，深色墻面更有利于突出作品和減小反射以降低室內(nèi)環(huán)境亮度。此外，除中國美術(shù)館使用了光滑材質(zhì)外，其他美術(shù)館均采用了更利于避免或減小反射眩光的粗糙材質(zhì)。

(3)地面:由于地面對整體光環(huán)境影響相對較小，而淺色光滑的高反射材質(zhì)會造成反射眩光問題，因此調(diào)研中發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)美術(shù)館的地面均使用深色粗糙質(zhì)感材料。

室內(nèi)表面特性情況見表1。

表1 美術(shù)館室內(nèi)表面特性統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of surface behavio ur of art gallery

4.2 照明方式

(1)天然光利用:除中央美術(shù)學(xué)院美術(shù)館的三層中央大廳外，其他均無天然采光措施，同時中央美院美術(shù)館的三層中央大廳的展品類型主要為現(xiàn)代藝術(shù)品，對光照保護的要求不高。從美術(shù)館天然光利用現(xiàn)狀可知，目前在美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計中還主要參考《博物館照明設(shè)計規(guī)范》(GB/T 23863—2009)(以下簡稱《規(guī)范》)［2］，基于展品的光照保護進行設(shè)計，盡量減少天然光的引入。

(2)環(huán)境照明:除中國美術(shù)館外均未采用專門環(huán)境照明設(shè)施，而是利用展示照明的反射光和溢散光提供環(huán)境照明。這種方法能夠節(jié)約照明能耗，同時由于環(huán)境照度較低可減少由展柜玻璃造成的反射眩光現(xiàn)象。但整體光環(huán)境的均勻度較差，某些區(qū)域照度值偏低，在一定程度上影響交通和安全等使用功能。

(3)展示性照明:為達到理想照度水平并使展品照度均勻，大型展品使用多個點狀投光燈同時照明，或采用反射式線型熒光燈投光照明。投光燈根據(jù)展墻位置進行布置，點狀投光燈多采用軌道式，線型投光燈多采用內(nèi)嵌或懸掛于吊頂?shù)姆绞?。此外，本次調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)多種新型照明方式。

照明方式情況見表2。

表2 美術(shù)館照明方式統(tǒng)計表Table 2 Statistical table of lighting pattern of art gallery

4.3 照明光源

(1)光源類型:熒光燈基于光線柔和方向性不強等特點，通常用作環(huán)境照明光源;金鹵燈基于較高的光效、較好的光線可控性及顯色性，是目前展示照明最常用的光源類型;在今日美術(shù)館中發(fā)現(xiàn)有白光LED的使用，這是此新型光源在室內(nèi)展示照明中進行應(yīng)用的嘗試;調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)T5型熒光燈和緊湊型熒光燈與定向投光燈具配合使用，進行展示照明的案例。

(2)光源色溫:由于美術(shù)館展廳的照度值較低，因此根據(jù)視覺舒適度曲線，只有使用較低色溫的光源才能達到較好的視覺舒適度［3］，因此《規(guī)范》中對一般陳列室直接照明光源的色溫要求為小于3300K。本次調(diào)研結(jié)果表明，美術(shù)館展示照明光源色溫的控制主要根據(jù)《規(guī)范》進行。

照明光源情況見表3。

表3 美術(shù)館照明光源統(tǒng)計表Table 3 Statistical table of light source of art gallery

4.4 照度水平

(1)環(huán)境照度:由于各美術(shù)館的環(huán)境照明方式不同，因此環(huán)境照度值也存在較大差異。中國美術(shù)館三層中央展廳由于采用了大面積天然采光設(shè)施，環(huán)境照度達到了890lx，整體光環(huán)境非常通透明亮，對展品的色彩還原能力很強，但由于天然光的不穩(wěn)定性，展廳內(nèi)照度值波動較大。而今日美術(shù)館的三層展廳由于沒有環(huán)境照明且展示照明數(shù)量較少，其環(huán)境照度只有8.5lx。

(2)最高照度與平均照度:作用于展品的最高照度與平均照度是展陳照明中最為重要的兩項控制指標，它直接反映展品面的被照射程度。本次調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，各美術(shù)館在該項指標中差異很大，且照度值普遍較高。基于展品的光照保護，《規(guī)范》中規(guī)定中國傳統(tǒng)書畫屬于對光特別敏感類展品，其照度值應(yīng)小于等于50lx，油畫屬于對光敏感類展品，照度值應(yīng)小于等于150lx。雖然美術(shù)館光環(huán)境不必完全按照文物照明要求進行設(shè)計，照度標準可適當放寬，但也應(yīng)考慮光照保護問題。調(diào)研結(jié)果表明展品面最高照度普遍高于200lx，最高已達1300lx，這將會對展品造成光學(xué)輻射損傷。

(3)照度均勻度:作為反映照明質(zhì)量的重要指標之一，照度均勻度直接決定作品的展示效果?！兑?guī)范》規(guī)定“對于平面展品照度均勻度不應(yīng)小于0.8;對于高度大于1.4米的平面展品，照度均勻度不應(yīng)小于0.4”。本次調(diào)研對于平面展品主要以大型展品為主，從調(diào)研結(jié)果分析，大多數(shù)美術(shù)館的照度均勻度控制較好，介于0.4～0.5之間，但少量展廳照度均勻度小于0.4，最低為0.33。與照明方式相結(jié)合進行分析可見，一般照明與重點照明相結(jié)合的照明方式其照度均勻度最好，使用多個點光源同時對展品進行重點照明的方式其次，僅使用一個光源單獨進行重點照明的方式均勻度較差。

照度指標情況見表4。

表4 美術(shù)館照度指標統(tǒng)計表Table 4 Statistical table of illuminance index of art gallery

5 小結(jié)

通過對我國四座著名美術(shù)館展廳光環(huán)境的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，人工照明作為目前室內(nèi)光環(huán)境塑造的最主要手段，對展廳整體環(huán)境及作品展示效果起著至關(guān)重要的作用。所調(diào)研美術(shù)館在室內(nèi)表面材料布置、照明方式設(shè)計、光源和燈具選擇、照明指標控制等方面均具有較高水平，也取得了較好的展陳效果。特別是精確配光射燈、高顯色性白光LED、動態(tài)投影等技術(shù)的運用，為美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計提供了新的手段。

但同時在美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計中存在的一個最主要問題是，目前我國尚無美術(shù)館照明設(shè)計規(guī)范，在設(shè)計中多遵循《規(guī)范》相關(guān)條款。然而美術(shù)館和博物館在功能、性質(zhì)、環(huán)境要求等方面存在明顯差異［4］。美術(shù)館是以真實表現(xiàn)藝術(shù)作品為主，而博物館則更加側(cè)重對文物展品的保護，因此《規(guī)范》中對照度、年曝光量、光學(xué)輻射等指標有著嚴格要求。雖然中國書畫或油畫等美術(shù)作品也需要考慮光照保護問題，但不應(yīng)完全按照《規(guī)范》的限定指標進行設(shè)計，否則將會造成以下四個問題:

(1)天然光相比人工照明在諸多方面具有優(yōu)勢，但為降低展廳環(huán)境照度，大多數(shù)美術(shù)館排除了天然光的使用，這將不利于展品表現(xiàn)、視覺健康和照明節(jié)能，同時也很難塑造富于光影變化的空間形象。

(2)基于照度指標限制，很多美術(shù)館并無環(huán)境照明，僅采用小功率光源進行重點照明，導(dǎo)致展廳環(huán)境照度很低，不僅影響安全，而且使得整體空間環(huán)境昏暗，參觀者心理感受較為壓抑。

(3)大量低色溫光源的使用，使得展廳光環(huán)境色彩單一，整體氛圍較為沉悶單調(diào)，同時由于缺乏光色變化不利于激發(fā)觀眾的參觀熱情。

(4)博物館所使用的專業(yè)照明光源在顯色性、色溫、限制不可見光和發(fā)熱量等方面均具有很高要求，價格昂貴，在美術(shù)館中使用此類光源將大大提高建設(shè)成本。

因此，當前我國應(yīng)盡快制定美術(shù)館照明設(shè)計規(guī)范，為照明設(shè)計提供科學(xué)指導(dǎo)。

［1］鄒衛(wèi)．美術(shù)館設(shè)計在城市規(guī)劃發(fā)展中的形式［J］．北方美術(shù)，2012(2):71～72．

［2］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局．GB/T23863—2009博物館照明設(shè)計規(guī)范 ［S］．北京:中國標準出版社．

［3］黨睿，張明宇，劉剛，于娟，侯丹．基于文物保護的博物館展陳照明調(diào)查研究 ［J］．照明工程學(xué)報，2013(3)．

［4］嚴永紅．武漢美術(shù)館展廳室內(nèi)照明設(shè)計 ［J］．南方建筑，2008(6):51～53．