博物館展陳設計中智能照明系統的應用探究

任睿

（江蘇蘇豪愛濤文化有限公司，南京 211106）

1 引言

智能照明系統通常是指可以智能管理、控制燈光的系統，具有分區管理、燈光軟啟和一鍵切換場景等多項功能，強調以嵌入式系統為基礎，在通信技術、計算機的輔助下，使照明線路既有光源成為一個整體，由此達到統一控制的目的。國內博物館多采取人工照明+自然照明的照明方式，受多方面因素影響，社會各界對博物館展陳、照明效果所提出要求變得更加嚴格，引入智能照明系統勢在必行。本文以智能照明系統為研究對象，圍繞該系統在展陳設計中的應用展開討論，以供參考。

2 智能照明系統介紹

智能照明系統可以簡單理解為依托嵌入系統、網絡通信和計算機技術，經由網絡對光源進行連接并加以控制的平臺[1]。對博物館而言，照明系統應具備以下功能：一是為參觀者提供符合其心理預期的環境；二是為展出文物的照度提供保證；三是對文物所遭受輻射損傷加以控制。

3 智能照明系統對博物館的意義

3.1 突出效果

調查發現，近幾年，參觀者對博物館展陳質量所提出要求較以往變得更加嚴格，要想充分滿足參觀者需求，關鍵是要對展陳設計的側重點加以調整。新時期，展陳設計應重點關注以下內容：其一，根據單元序列科學排列展出文物；其二，結合文物特點塑造相關場景；其三，使博物館內環境更加舒適。要想達到上述要求，設計人員既要保證參觀動線科學，還要保證環境色彩合理，將智能燈光系統作為落腳點，科學管理燈具光源，從而獲得與參觀者需求相符的視覺環境。

現階段，出于凸顯展陳效果、確保參觀者能夠對文物具有更加立體且直觀了解的考慮，設計人員通常會在博物館內設置與展出文物相符的動態場景，如何以展區主題、場景為依據，對良好光環境進行營造，便成為困擾設計人員的主要難題。引入智能照明系統，可以使該問題迎刃而解，真正做到以展出主題、時間和氛圍為依據，智能設置或切換燈光場景[2]。在此基礎上，借助控制面板和軟件等工具，對場景照明進行細化，確保只需按下對應按鍵，照明系統便能夠按照預設方案，對照明效果、燈光氛圍加以調整，靈活切換場景，將光環境與展出文物充分結合，給參觀者以身臨其境之感，由此凸顯文物的價值。

3.2 保護展品

眾所周知，博物館既負責保護文物，又負責研究文物，還負責展出文物。展陳設計工作始終將展出文物作為主體，要求設計人員從兩個方面出發完成設計工作，一是保護文物安全，二是全方位展示文物，確保文物和參觀者之間能夠形成良性互動。照明的熱量和光輻射均會影響文物，因此，要想保護文物安全，關鍵是要引入智能照明系統，嚴格控制燈具曝光量、光輻射，避免文物受到影響。

實際工作中，設計人員通常能夠做到以下幾點：首先，嚴格管控燈具的光溢出量、出光角大小；其次，酌情引入感應開關、智能調光等功能，保證所設計照明系統智能且便于操作，并通過精確控制光量的方式，使展出效果達到預期；再次，優化控制面板及其他操作界面，保證燈具光源可控；最后，在恰當位置安裝傳感器，根據參觀者和文物之間的距離，判斷是否需要開啟燈具，確保參觀者能夠從不同角度參觀文物，參觀者遠離文物后，照明系統自行調暗光源，在降低光源給文物所帶來影響的前提下，避免能源被大量浪費，達到降本增效的目的[3]。

3.3 節約能源

經過數十年的發展，智能照明系統趨于完善，現有系統已經具備依托電子感應、電磁調壓相關技術，實時跟蹤燈具供電情況，酌情調節電路電流、電壓的功能，可以有效解決負荷不平衡給照明電流帶來的影響，將電流損耗量降至最低。日常工作中，管理人員可以利用計算機對照明燈具進行科學且智能的管理，以展區對光能的需求為依據，調節燈具亮度，在保證照明效果的前提下，節約資源并延長燈具壽命，確保燈具所具有經濟性、實用性能夠達到預期水平。

4 如何將智能照明系統用于博物館展陳設計

愛濤文化產業公司以自身所積累實踐經驗為依據，結合理論研究成果及行業發展趨勢，創造性地提出了將控制系統與展陳燈光相結合的觀點，在此基礎上，分析展區燈光因素，以既有磁吸式系統為落腳點，確定了一體化設計的方案和具體策略，使展陳照明效率得到大幅提高。目前，該成果已在揚州中國大運河博物館得到應用，現將應用原則及要點歸納如下。

4.1 應用原則

4.1.1 舒適性原則

設計智能照明系統時，既要保證照明光源強度、亮度和色調科學，還要保證光源飽和度適宜，只有這樣才能為參觀者營造出舒適、理想的光環境，使參觀者獲得良好的視覺體驗以及參觀體驗。鑒于此，在選擇照明燈具時，設計人員應當重點考慮以下幾方面內容：一是優先選擇功能完善且風格簡單的燈具；二是明確作為燈具在文物展出過程中起到的重要作用，燈具既要為文物照明，還負責渲染展區的格調，在凸顯展區主題的同時，保證各展區均能夠和博物館融為一體。例如，展出青銅器的展區，可以酌情調暗照明光源的亮度，為參觀者營造出古樸且神秘的環境，使參觀者對文物意境具有更加深入的了解。

4.1.2 藝術性原則

照明系統的顯色指數同樣是設計人員需要考慮的因素。在博物館內安裝顯色指數較高的燈具，可以使文物色彩、貌相得到最大限度還原。鑒于此，設計人員應當根據博物館布局、展出文物的特點，對照明燈具進行選擇，在展出彩色編制作品、繪畫作品還有多色文物的區域，酌情安裝光源顯色指數在90 以上的燈具，保證上述文物對照明辨色所提出要求能夠得到充分滿足[4]。另外，考慮到文物質地往往有所不同，可以細分為柔軟/ 堅硬、光滑/ 粗糙、透明/ 半透明幾大類，因此，在設計照明系統時，設計人員應保證照明燈光能夠凸顯文物質地，使文物更具有真實感。若博物館展品是有布紋席紋的文物、有繩紋骨的陶器或是其他具有相似特點的文物，為保證文物質感得到充分展示，設計人員可以酌情引入側光照明，由此達到凸顯文物立體感、明暗交錯的質感的目的，如圖1 所示。

圖1 側光照明

如果博物館展品以金銀器、瓷器還有漆器為主，則應考慮到上述文物表面均具有單向反射這一特點，用普通光源照射極易使文物表面出現亮斑，改用具有漫射特點的柔和光源，能夠有效解決上述問題，因此，在條件允許的情況下，設計人員應當將光源調整為散射光，避免文物表面出現亮斑，影響展出效果，如圖2 所示。

圖2 散射光效果

綜上所述，在設計博物館照明系統時，設計人員應在藝術性原則的指導下，結合不同類型文物所具有的需求，對照明光源加以設計，在保證展出效果的前提下，使光源得到充分利用，通過多角度配光的方式，使文物所具有的細節得到還原。

4.1.3 保護性原則

由于博物館的性質較為特殊，因此，在設計照明系統時，應重點考慮如何保證文物安全，嚴格控制照明時長，以免長時間暴露在燈光下，文物質地、材料或色彩受到影響。鑒于此，設計照明系統的人員應堅持保護性原則，通過以下措施保護文物安全：首先，是對曝光量加以控制。其次，是對照明光線的波長加以控制。研究發現，文物極易被紫外、紅外輻射所影響，進而出現老化的問題，正常情況下，可見光的波長均處于400～700 nm，紫外線波長在400 nm 以下，具有能量大、易吸收的特點，極易造成文物的變質，紅外線波長在700 nm 以上，能量小且不易吸收，通常不會文物受到嚴重影響。最后，是對照明系統照度加以控制，若博物館展品是字畫等對光較為敏感的文物，應確保照度不超過50 lx，如果溫度對光并不敏感，則可以酌情強照度調整到300 lx，由此達到保護文物安全的目的，如圖3 所示。

圖3 低照度效果

4.2 應用要點

4.2.1 軟件部分

博物館機房配有計算機，計算機內裝有專業的編程、監控軟件，工作人員可以根據自身級別單擊選定值班員、管理員或其他選項，輸入正確的ID 和密碼后，方可進行相應的操作，例如，查看管內照明燈具的情況、更改照明光源等。計算機具備存儲歷史數據的能力，可以準確記錄照明系統各項參數，為工作人員提供便利。編程軟件首選ETS3.0，運用該軟件編程能夠保證各模塊均有唯一的物理地址對應，各回路均有組地址對應，并通過整合回路地址、模塊地址的方式，使各模塊得到有效控制。

4.2.2 硬件部分

系統硬件包括驅動器、中控器、傳感器和耦合器，其中，驅動器可以細分為調光器、開關驅動器，前者搭載6197/11-102-500 模塊，既具備單獨調光的功能，又可以聯合光線感應器，通過自動調光的方式，確保博物館內照度始終處于相對恒定的狀態。開關驅動器優選SA/S8.16.5s，該驅動器單回路電流最大能夠達到16 A，搭載有自延時的模塊，可以控制燈具開啟瞬間所產生電流沖擊的大小。另外，該驅動器還能夠合斷控制獨立存在的各負載回路，與博物館需求高度契合。

5 結語

近幾年，隨著經濟的發展和思想水平的提高，越來越多人選擇前往博物館參觀，這一趨勢所帶來影響已經波及博物館的展陳設計。在對博物館進行展陳設計時，設計人員應堅持以參觀者針對藝術性、安全性所提出需求為落腳點，根據博物館特點，確定相應的智能照明系統，綜合利用多種照明燈具及光源，提高展陳設計整體水平，并保證文物展出效果能夠達到理想狀態。未來，從事相關工作的人員仍然應當將目光聚焦于智能照明系統，不斷調整設計方案和細節，在為文物安全提供保護的前提下，使參觀者獲得良好的參觀體驗，使博物館所具有價值得到最大化的實現。