美術(shù)館展廳光環(huán)境調(diào)查研究

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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(cái)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(jì)中起著關(guān)鍵作用，其不僅對(duì)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(shí)光學(xué)輻射還會(huì)對(duì)展品產(chǎn)生損傷。因此，美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計(jì)是一項(xiàng)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(diǎn)和熱點(diǎn)類型。本文通過對(duì)四座國(guó)內(nèi)著名美術(shù)館的主要展廳光環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，總結(jié)規(guī)律特點(diǎn)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(duì)象

2.1 美術(shù)館選擇

選取能夠體現(xiàn)我國(guó)美術(shù)館光環(huán)境水平的中國(guó)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(jìn)行深入調(diào)研，見圖1。

2.2 調(diào)研指標(biāo)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(xiàng)作為調(diào)研指標(biāo)。

采用數(shù)據(jù)指標(biāo)檢測(cè)、結(jié)果計(jì)算分析、現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)特征觀察方法確定;光源色溫使用SM光環(huán)境測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量;環(huán)境照度、最高照度、平均照度使用照度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，照度均勻度通過計(jì)算得到。

3 光環(huán)境調(diào)研數(shù)據(jù)

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

(2)照明方式:無(wú)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(jìn)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(diǎn)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(wú)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(dòng)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(diǎn)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(hù)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(jì)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(jì)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(shí)在屋頂設(shè)置大功率金鹵燈進(jìn)行展示性照明;其他展廳無(wú)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(diǎn)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(lán)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(lán)色涂料墻壁，中灰色塑膠地面。

(2)照明方式:各展廳均無(wú)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(yùn)用動(dòng)態(tài)投影技術(shù)使光影圖案布滿整個(gè)展廳，具有強(qiáng)烈的視覺沖擊力 (圖11);其次，將投光照明與動(dòng)態(tài)投影技術(shù)結(jié)合，在投光燈照亮作品本身的同時(shí)，動(dòng)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(duì)長(zhǎng)度為10m的作品進(jìn)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(dòng)態(tài)投影技術(shù)Fig.11 Dynamic projection

圖12 動(dòng)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(jì)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(duì)美術(shù)館室內(nèi)整體光環(huán)境有較大影響:

(1)屋頂:屋頂對(duì)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(lán)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(duì)比而產(chǎn)生的眩光，同時(shí)增強(qiáng)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(guó)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(duì)整體光環(huán)境影響相對(duì)較小，而淺色光滑的高反射材質(zhì)會(huì)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(jì)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(wú)天然采光措施，同時(shí)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(duì)光照保護(hù)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(jì)中還主要參考《博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T 23863—2009)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)［2］，基于展品的光照保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量減少天然光的引入。

(2)環(huán)境照明:除中國(guó)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(shí)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(dá)到理想照度水平并使展品照度均勻，大型展品使用多個(gè)點(diǎn)狀投光燈同時(shí)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(jìn)行布置，點(diǎn)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)姆绞健４送猓敬握{(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(jì)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(qiáng)等特點(diǎn)，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(jìn)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(jìn)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(dá)到較好的視覺舒適度［3］，因此《規(guī)范》中對(duì)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(jìn)行。

照明光源情況見表3。

表3 美術(shù)館照明光源統(tǒng)計(jì)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(guó)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(dá)到了890lx，整體光環(huán)境非常通透明亮，對(duì)展品的色彩還原能力很強(qiáng)，但由于天然光的不穩(wěn)定性，展廳內(nèi)照度值波動(dòng)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(xiàng)控制指標(biāo)，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(xiàng)指標(biāo)中差異很大，且照度值普遍較高。基于展品的光照保護(hù)，《規(guī)范》中規(guī)定中國(guó)傳統(tǒng)書畫屬于對(duì)光特別敏感類展品，其照度值應(yīng)小于等于50lx，油畫屬于對(duì)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(jìn)行設(shè)計(jì)，照度標(biāo)準(zhǔn)可適當(dāng)放寬，但也應(yīng)考慮光照保護(hù)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(dá)1300lx，這將會(huì)對(duì)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(biāo)之一，照度均勻度直接決定作品的展示效果。《規(guī)范》規(guī)定“對(duì)于平面展品照度均勻度不應(yīng)小于0.8;對(duì)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(duì)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(jìn)行分析可見，一般照明與重點(diǎn)照明相結(jié)合的照明方式其照度均勻度最好，使用多個(gè)點(diǎn)光源同時(shí)對(duì)展品進(jìn)行重點(diǎn)照明的方式其次，僅使用一個(gè)光源單獨(dú)進(jìn)行重點(diǎn)照明的方式均勻度較差。

照度指標(biāo)情況見表4。

表4 美術(shù)館照度指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表Table 4 Statistical table of illuminance index of art gallery

5 小結(jié)

通過對(duì)我國(guó)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(duì)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(jì)、光源和燈具選擇、照明指標(biāo)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(dòng)態(tài)投影等技術(shù)的運(yùn)用，為美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計(jì)提供了新的手段。

但同時(shí)在美術(shù)館光環(huán)境設(shè)計(jì)中存在的一個(gè)最主要問題是，目前我國(guó)尚無(wú)美術(shù)館照明設(shè)計(jì)規(guī)范，在設(shè)計(jì)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(shí)表現(xiàn)藝術(shù)作品為主，而博物館則更加側(cè)重對(duì)文物展品的保護(hù)，因此《規(guī)范》中對(duì)照度、年曝光量、光學(xué)輻射等指標(biāo)有著嚴(yán)格要求。雖然中國(guó)書畫或油畫等美術(shù)作品也需要考慮光照保護(hù)問題，但不應(yīng)完全按照《規(guī)范》的限定指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則將會(huì)造成以下四個(gè)問題:

(1)天然光相比人工照明在諸多方面具有優(yōu)勢(shì)，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(shí)也很難塑造富于光影變化的空間形象。

(2)基于照度指標(biāo)限制，很多美術(shù)館并無(wú)環(huán)境照明，僅采用小功率光源進(jìn)行重點(diǎn)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(shí)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(jià)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(dāng)前我國(guó)應(yīng)盡快制定美術(shù)館照明設(shè)計(jì)規(guī)范，為照明設(shè)計(jì)提供科學(xué)指導(dǎo)。

［1］鄒衛(wèi)．美術(shù)館設(shè)計(jì)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(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局．GB/T23863—2009博物館照明設(shè)計(jì)規(guī)范 ［S］．北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社．

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

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