高 帥， 楊秀杰

(1.北京清華同衡規(guī)劃設計研究院有限公司，北京 100086; 2.北京清控人居光電研究院有限公司，北京 100086；3.北京清城同衡照明設計院有限公司，北京 100086)

引言

2018年文化部行業(yè)標準研究項目“美術館照明質量評估方法與體系的研究”課題中(以下稱“2018年課題”)，對14款美術館中常用燈具進行了指標測試與研究，為評價體系中指標的確定提供了重要依據(jù)[1-6]。

2020年開展的指標測試研究為《美術館光環(huán)境評價方法》標準編制工作的重要組成部分。為保障兩次測試的數(shù)據(jù)具有可比較意義，本次測試沿用模擬實驗的測試方法及2018年課題的測試模型，以評價體系中的指標為測試指標，征集10個品牌的18款產品，開展測試工作及數(shù)據(jù)分析研究，以了解市面上LED產品(針對典型美術館照明應用的)隨技術迭代在指標上的變化，并為評價體系中指標數(shù)值的更新提供參考。

1 模擬實驗

1.1 測試模型

模擬實驗選取美術館中典型的洗墻照明應用，如圖1所示，空間高為4 m，燈具距墻2 m，1.2 m×1.2 m的被測面，按中心布點法設置網(wǎng)格，便于布點測試。本次測試共征集燈具樣品18款，部分燈具圖片如圖2所示，樣品參數(shù)如表1所示。

1.2 測試指標

測試指標與2018年課題的指標保持一致，根據(jù)評價體系中可量化的指標項進行測試，保障數(shù)據(jù)的可比性。含三個方面的參數(shù)：1)用光安全方面，主要測試紫外輻射含量指標；2)燈具性能方面，包含顯色參數(shù)(Ra/R9/Rf)、頻閃、色容差的測試；3)光的分布方面，主要評估照度均勻度。

圖1 測試模型及測試布點展示

圖2 部分燈具樣品圖片

表1 樣品參數(shù)

1.3 測試過程

測試由國家CNAS、CMA認可資質的專業(yè)實驗室采用有效標定的專業(yè)儀器，針對提供樣品的各項指標進行測試。對每款燈具進行現(xiàn)場測量和數(shù)據(jù)記錄，如表2、圖3、圖4所示。

表2 數(shù)據(jù)記錄

圖3 現(xiàn)場測試圖片

圖4 測試數(shù)據(jù)記錄

2 數(shù)據(jù)對比分析

測試完成后，對2020年標準研究的測試數(shù)據(jù)(以下稱“2020數(shù)據(jù)”)進行統(tǒng)計整理分析，并與2018年課題研究的數(shù)據(jù)(以下稱“2018數(shù)據(jù)”)進行對比分析。

2.1 紫外線含量數(shù)據(jù)統(tǒng)計與對比分析

2020數(shù)據(jù)對315～400 nm的紫外線含量進行測試，圖5數(shù)據(jù)顯示紫外線含量均在0.9 μW/lm以下，其中13款燈具數(shù)據(jù)集中于0.4～0.6 μW/lm數(shù)值區(qū)間，最優(yōu)值均可達到0.3 μW/lm。

圖5 紫外線含量數(shù)據(jù)統(tǒng)計

如圖6所示，2018數(shù)據(jù)中多數(shù)紫外線含量在0.5～0.7 μW/lm的數(shù)值區(qū)間，2020數(shù)據(jù)的數(shù)值區(qū)間較2018數(shù)據(jù)低0.1 μW/lm左右，兩年的最優(yōu)數(shù)據(jù)均在0.3 μW/lm，雖有四個數(shù)據(jù)有下降情況，但總體趨勢上，2020數(shù)據(jù)具有一定提升。說明隨著技術發(fā)展，LED產品紫外線含量的控制方面，對展品的保護更有利。

2.2 顯色指數(shù)Ra數(shù)據(jù)統(tǒng)計及對比分析

2020測試數(shù)據(jù)中(見圖7)，顯色指數(shù)Ra均在91以上，最高數(shù)據(jù)為98，多數(shù)(12款)數(shù)據(jù)集中于95～98之間；從數(shù)據(jù)看，多數(shù) LED產品顯色指數(shù)滿足標準中不小于95的要求，具備達到較高顯色性的能力。

綜合兩年的測試數(shù)據(jù)(見圖8)，顯色指數(shù)在95以上的數(shù)據(jù)占比中，2018數(shù)據(jù)僅為21%，而2020數(shù)據(jù)達到67%；顯色指數(shù)在90以上，2020數(shù)據(jù)占比為100%，2018數(shù)據(jù)為86%；顯色指數(shù)2020數(shù)據(jù)較2018數(shù)據(jù)總體有較大提升。

圖6 兩年的紫外線含量數(shù)據(jù)對比

圖8 兩年的顯色指數(shù)數(shù)據(jù)對比

2.3 R9數(shù)據(jù)統(tǒng)計及對比分析

如圖9所示的測試數(shù)據(jù)中，R9指數(shù)具有一定差異，近一半的燈具(8款)數(shù)據(jù)在到92以上，13款燈具數(shù)據(jù)在85以上，2款低于75，最低數(shù)據(jù)為59；從數(shù)據(jù)看，部分R9值偏低，但72%能夠達到85以上的標準要求。

圖9 R9數(shù)據(jù)統(tǒng)計

綜合兩年的測試數(shù)據(jù)(見圖10)，2020數(shù)據(jù)整體高于2018數(shù)據(jù)；2018數(shù)據(jù)中95為具有絕對優(yōu)勢的數(shù)據(jù)，而在2020數(shù)據(jù)中，有25%數(shù)據(jù)已接近95；2018數(shù)據(jù)相對集中，但集中于60左右的低值，與評價標準要求差距較大，在指標擇優(yōu)取向下的產品選擇空間不大；雖2020數(shù)據(jù)離散程度相對較高，但處于高值的產品數(shù)量較多，同時說明現(xiàn)階段產品在R9的表現(xiàn)上已拉開一定差距，在產品選型時應予以甄別，根據(jù)實際應用進行產品的選擇，以保障展品色彩的真實性。

圖10 兩年的R9數(shù)據(jù)對比

2.4 色彩保真度Rf數(shù)據(jù)統(tǒng)計及對比分析

2020數(shù)據(jù)顯示(見圖11)，色彩保真度數(shù)據(jù)均在90以上，全部高于原評價體系中86(優(yōu)秀)的要求。從兩年的測試數(shù)據(jù)分析(見圖12)，2018測試數(shù)據(jù)中僅約一半高于90，所有數(shù)據(jù)未達到95以上；2020數(shù)據(jù)整體水平高于2018數(shù)據(jù)，LED產品在色彩保真度方面2020數(shù)據(jù)具有明顯的提升。

圖11 色彩保真度數(shù)據(jù)統(tǒng)計

圖12 兩年的色彩保真度數(shù)據(jù)對比

2.5 色容差數(shù)據(jù)統(tǒng)計及對比分析

測試數(shù)據(jù)顯示(見圖13)，6款燈具色容差在3 SDCM以下，13款燈具的色容差在5 SDCM以下，占72%，多數(shù)滿足標準要求。但有3款在5～7 SDCM之間，2款燈具數(shù)據(jù)大于7 SDCM，已超出國家標準要求，不符合產品選型的最低標準。

圖13 色容差數(shù)據(jù)統(tǒng)計

由圖14可知，2020數(shù)據(jù)在中位數(shù)數(shù)據(jù)優(yōu)于2018數(shù)據(jù)，雖最高值(1.2 SDCM)不如2018數(shù)據(jù)(1 SDCM)，但差距可忽略；在3 SDCM以下的數(shù)據(jù)，2020數(shù)據(jù)相比較多，色彩一致性控制較好的燈具占比大；但2020數(shù)據(jù)離散程度較高，最低值達到10.1 SDCM，在產品選型時，給色彩一致性的把控帶來難度。而2018數(shù)據(jù)分布相對集中，僅2款在5～6 SDCM之間，整體分布于較好的梯級。因此，隨著技術升級，各項指標提升的同時，對色彩一致性指標還應更加重視。

圖14 兩年的色容差數(shù)據(jù)對比

2.6 照度均勻度數(shù)據(jù)對比分析

本次燈具的測試數(shù)據(jù)(見圖15)均在0.4～0.9之間，其中有6款燈具數(shù)據(jù)在0.4～0.5區(qū)間，6款數(shù)據(jù)均為0.6，6款燈具集中在0.7～0.9之間。如圖16所示，2020數(shù)據(jù)均值與2018數(shù)據(jù)相同(0.6)，但2018數(shù)據(jù)均低于0.7，2020數(shù)據(jù)有6個在0.7以上，最高達到0.9，有較大提升。均勻度的選擇與觀展評價和體驗相關。在目前平面展品一般追求更加均勻的價值取向下，均勻度數(shù)值的提升為良好的觀展效果帶來可能。

圖15 照度均勻度數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2.7 頻閃數(shù)據(jù)對比分析

在2018數(shù)據(jù)中，有四款產品產生了頻閃，可能是由于調光后導致。因此，本次測試在100%及50%輸出兩個條件下均進行測試，以驗證產品在調光情況下的頻閃控制水平。測試數(shù)據(jù)可知，僅同一品牌的2款產品明顯存在，其他產品均無頻閃現(xiàn)象，可見目前LED產品基本在調光下也具備控制頻閃的能力, 見表3。

圖16 兩年的照度均勻度數(shù)據(jù)對比

表3 2020年燈具頻閃評價

續(xù)表3

3 總結

通過對兩次模擬實驗數(shù)據(jù)的分析，多數(shù)指標的整體水平在這兩年的技術迭代中有顯著提升。LED在紫外線含量控制方面具有優(yōu)勢，指標略有提升。顯色參數(shù)(Ra/Rf)的提升較明顯；而2020數(shù)據(jù)中R9、色容差指標呈兩極分化，多數(shù)燈具的R9指標有提升，且表現(xiàn)較好，但仍有個別燈具的指標數(shù)值相當于2018數(shù)據(jù)的一般水平(58～75之間)，未達到一般的應用要求；色容差指標在3 SDCM以下的數(shù)據(jù)量有顯著提升，但仍有個別數(shù)據(jù)呈下降趨勢，并遠低于國家標準要求，因此各方在產品選擇時，對色彩一致性及R9指標的評估上，應更加謹慎；針對美術館中較多的調光應用，數(shù)據(jù)顯示，燈具在調光后已具備較好的頻閃控制能力。光的分布方面，照度均勻度指標也有一定提升，但均勻度指標的選擇與觀展視覺、心理感受相關，建議結合主觀評價進行標準值確定。

結合廣泛的美術館調研得出的測試數(shù)據(jù)和本次產品指標測試數(shù)據(jù)，課題組對評價方法中的指標值進行了合理修正，按照數(shù)據(jù)的分布比例，優(yōu)化了評分指標設定?？梢钥闯觯ㄟ^模擬實驗測試的方法讓我們了解了產品的真實技術水平差異，輔助技術判斷和指標制定，將來還可作為《美術館光環(huán)境評價方法》標準實施評測的有效輔助手段之一。

根據(jù)征燈情況，有6個品牌在兩次測試中均提供樣品，數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，6個品牌的2020數(shù)據(jù)在多個指標方面較2018數(shù)據(jù)有顯著提升?？梢钥闯觯ㄟ^2018年“美術館照明質量評估方法與體系的研究”課題的研究，有力推動了產品技術水平的提升?！睹佬g館光環(huán)境評價方法》標準的頒布，將為美術館光環(huán)境品質提升、產品技術進步起到積極的推動作用。