美术馆展厅光环境调查研究

党 睿 魏智慧 张明宇

(1.天津大学天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室，天津 300072;2.天津理工大学，天津 300072)

1 引言

美术馆是现代城市建筑文化中重要的组成部分，是一种珍藏和展示人类文化财富的建筑类型［1］，其中作为保存和展示作品的展厅是美术馆建筑的核心。展厅光环境的塑造在美术馆设计中起着关键作用，其不仅对整体环境氛围具有重要影响，更决定着视看清晰度和视觉舒适度，同时光学辐射还会对展品产生损伤。因此，美术馆光环境设计是一项科学性、艺术性、系统性的复杂过程，也是在室内照明领域研究的重点和热点类型。本文通过对四座国内著名美术馆的主要展厅光环境进行现场调研，总结规律特点并提出存在问题，为本领域的相关研究提供参考。

2 光环境调研对象

2.1 美术馆选择

选取能够体现我国美术馆光环境水平的中国美术馆、天津美术馆、中央美术学院美术馆、今日美术馆等四座著名美术馆进行深入调研，见图1。

2.2 调研指标与方法

选取室内表面 (屋顶、墙面、地面特性)、照明方式 (天然采光和人工照明)、照明光源 (光源类型和光源色温)、照度水平 (环境照度、最高照度、平均照度、照度均匀度)四项作为调研指标。

采用数据指标检测、结果计算分析、现场特征观察相结合的调研方法:室内表面特性、照明方式、光源类型采用现场特征观察方法确定;光源色温使用SM光环境测试系统进行测量;环境照度、最高照度、平均照度使用照度计进行测量，照度均匀度通过计算得到。

3 光环境调研数据

3.1 中国美术馆

(1)室内表面特性:顶部为中灰色质感较粗糙涂料，墙面与地面均为浅黄色光滑大理石，整体光环境见图2。

图2 中国美术馆整体光环境Fig.2 Total light environment

(2)照明方式:无天然采光，有环境照明和展示照明。环境照明使用普通荧光灯，展示照明采用高反射式荧光灯和轨道式投光灯相结合的方法，展示性照明灯具沿四周展墙布置，根据展品尺寸用一组或多组灯具向展品进行投光。展示照明方式见图3，照明效果见图4。

(3)照明光源:采用色温为4500K的T8型荧光灯提供环境照明，采用3300K的T5型荧光灯提供展示性一般照明，采用3000K的金属卤化物灯提供展示性重点照明。

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

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

(4)照度水平:环境照度58lx，展品表面最高照度330lx，表面平均照度232lx，照度均匀度0.48。

3.2 天津美术馆

(1)室内表面特性:顶部为浅灰色吊顶，墙面为白色涂料，地面为黑色大理石铺装，展厅整体光环境见图5。

图5 天津美术馆整体光环境Fig.5 Total light environment

(2)照明方式:无天然采光，也未采用环境照明，光环境全部由展示照明提供。四周固定展墙采用外露轨道式投光灯 (见图6)，中间活动展墙采用在顶部凹槽内设置轨道式投光灯的方法 (见图7)。

图6 外露轨道式投光灯Fig.6 Exposed gauntlettrack floodlight

图7 内嵌轨道式投光灯Fig.7 Embed gauntlettrack floodlight

(3)照明光源:采用色温为3700K的金属卤化物灯提供展示重点照明。

(4)照度水平:环境照度70lx，展品表面最高照度253lx，展品表面平均照度195lx，照度均匀度0.49。

3.3 中央美术学院美术馆

(1)室内表面特性:该美术馆围护结构内表面形式较为多样，首层为辅助空间，未设展厅;二层“李叔同纪念展厅”顶部为浅黄色木条吊顶，浅绿色涂料墙面，中灰色塑胶地面 (见图8);三层中央展厅顶部为大面积天窗，墙面为白色粉刷，地面为中灰色塑胶 (见图9);四层校史展厅顶部为白色粉刷，墙面为红褐色涂料，地面为中灰色塑胶 (见图10)。

图8 二层纪念馆Fig.8 Memorial hall at level 2

图9 三层中央大厅Fig.9 Central hall at level 3

图10 四层校史展厅Fig.10 Display hall at level 4

(2)照明方式:三层中央展厅有大面积采光天窗，整体环境光由天然光提供，同时在屋顶设置大功率金卤灯进行展示性照明;其他展厅无天然采光和环境照明设施，展示照明采用反射式荧光灯和轨道式投光灯照明方式。

(3)照明光源:采用三种不同功率，且色温均为3300K金属卤化物灯提供展示性重点照明，采用4500K紧凑型荧光灯提供展示性一般照明。

(4)照度水平:二层展厅环境照度14lx，展品表面最高照度480lx，展品表面平均照度279lx，照度均匀度0.37;三层展厅环境照度890lx，展品表面最高照度1300lx，展品表面平均照度279lx，照度均匀度0.44;顶层展厅环境照度5lx，展品表面最高照度190lx，展品表面平均照度96lx，照度均匀度0.33。

3.4 今日美术馆

(1)室内表面特性:首层白色粉刷屋顶，深蓝色涂料墙壁，黑色大理石地面;二层和三层为浅灰色粉刷屋顶，深蓝色涂料墙壁，中灰色塑胶地面。

(2)照明方式:各展厅均无天然采光，也未设置空间照明。展示照明方式如下:首层采用轨道式和支架式投光灯;二层采用轨道式投光灯和精确配光射灯;三层采用轨道式投光灯和背光式灯箱。

(3)照明光源:使用2900K金卤灯、3500K白光LED、4200K紧凑型荧光灯、2700K射灯、4500K T5型荧光灯等类型光源。

(4)照度水平:一层展厅环境照度15x，展品表面最高照度136lx，展品表面平均照度81lx，照度均匀度0.53;二层展厅环境照度25lx，展品表面最高照度180lx，展品表面平均照度103lx，照度均匀度0.47;三层展厅环境照度8.5lx，展品表面最高照度265lx，展品表面平均照度148lx，照度均匀度0.36。

此外，该美术馆使用了多种照明新技术。首先，运用动态投影技术使光影图案布满整个展厅，具有强烈的视觉冲击力 (图11);其次，将投光照明与动态投影技术结合，在投光灯照亮作品本身的同时，动态投影同步展示作品创作过程 (图12);第三，使用13盏精确配光灯具，对长度为10m的作品进行连续照明，取得类似自发光的照明效果 (图13);第四，使用了低色温高显色性白光LED照明技术(图14)。

图11 动态投影技术Fig.11 Dynamic projection

图12 动态同步展示Fig.12 Dynamic synchronous display

图13 精确配光技术Fig.13 Exact distribute light

图14 白光LED技术Fig.14 WLED

4 数据统计分析

4.1 室内表面特性

展厅室内表面的颜色、材质、粗糙程度由于其反光特性不同，对美术馆室内整体光环境有较大影响:

(1)屋顶:屋顶对室内光环境影响最大，多使用浅色调的粗糙质感材料以增加光线的漫反射，使整体光环境更加均匀。

(2)墙壁:墙壁的颜色及材质类型较为多样，以白、浅黄、浅绿等浅色调为主，也有少量使用深蓝和红褐等深色调情况。浅色材质更利于减小因展品与背景的亮度对比而产生的眩光，同时增强反射提高室内环境亮度，深色墙面更有利于突出作品和减小反射以降低室内环境亮度。此外，除中国美术馆使用了光滑材质外，其他美术馆均采用了更利于避免或减小反射眩光的粗糙材质。

(3)地面:由于地面对整体光环境影响相对较小，而浅色光滑的高反射材质会造成反射眩光问题，因此调研中发现绝大多数美术馆的地面均使用深色粗糙质感材料。

室内表面特性情况见表1。

表1 美术馆室内表面特性统计表Table 1 Statistical table of surface behavio ur of art gallery

4.2 照明方式

(1)天然光利用:除中央美术学院美术馆的三层中央大厅外，其他均无天然采光措施，同时中央美院美术馆的三层中央大厅的展品类型主要为现代艺术品，对光照保护的要求不高。从美术馆天然光利用现状可知，目前在美术馆光环境设计中还主要参考《博物馆照明设计规范》(GB/T 23863—2009)(以下简称《规范》)［2］，基于展品的光照保护进行设计，尽量减少天然光的引入。

(2)环境照明:除中国美术馆外均未采用专门环境照明设施，而是利用展示照明的反射光和溢散光提供环境照明。这种方法能够节约照明能耗，同时由于环境照度较低可减少由展柜玻璃造成的反射眩光现象。但整体光环境的均匀度较差，某些区域照度值偏低，在一定程度上影响交通和安全等使用功能。

(3)展示性照明:为达到理想照度水平并使展品照度均匀，大型展品使用多个点状投光灯同时照明，或采用反射式线型荧光灯投光照明。投光灯根据展墙位置进行布置，点状投光灯多采用轨道式，线型投光灯多采用内嵌或悬挂于吊顶的方式。此外，本次调研中还发现多种新型照明方式。

照明方式情况见表2。

表2 美术馆照明方式统计表Table 2 Statistical table of lighting pattern of art gallery

4.3 照明光源

(1)光源类型:荧光灯基于光线柔和方向性不强等特点，通常用作环境照明光源;金卤灯基于较高的光效、较好的光线可控性及显色性，是目前展示照明最常用的光源类型;在今日美术馆中发现有白光LED的使用，这是此新型光源在室内展示照明中进行应用的尝试;调研中还发现T5型荧光灯和紧凑型荧光灯与定向投光灯具配合使用，进行展示照明的案例。

(2)光源色温:由于美术馆展厅的照度值较低，因此根据视觉舒适度曲线，只有使用较低色温的光源才能达到较好的视觉舒适度［3］，因此《规范》中对一般陈列室直接照明光源的色温要求为小于3300K。本次调研结果表明，美术馆展示照明光源色温的控制主要根据《规范》进行。

照明光源情况见表3。

表3 美术馆照明光源统计表Table 3 Statistical table of light source of art gallery

4.4 照度水平

(1)环境照度:由于各美术馆的环境照明方式不同，因此环境照度值也存在较大差异。中国美术馆三层中央展厅由于采用了大面积天然采光设施，环境照度达到了890lx，整体光环境非常通透明亮，对展品的色彩还原能力很强，但由于天然光的不稳定性，展厅内照度值波动较大。而今日美术馆的三层展厅由于没有环境照明且展示照明数量较少，其环境照度只有8.5lx。

(2)最高照度与平均照度:作用于展品的最高照度与平均照度是展陈照明中最为重要的两项控制指标，它直接反映展品面的被照射程度。本次调研中发现，各美术馆在该项指标中差异很大，且照度值普遍较高。基于展品的光照保护，《规范》中规定中国传统书画属于对光特别敏感类展品，其照度值应小于等于50lx，油画属于对光敏感类展品，照度值应小于等于150lx。虽然美术馆光环境不必完全按照文物照明要求进行设计，照度标准可适当放宽，但也应考虑光照保护问题。调研结果表明展品面最高照度普遍高于200lx，最高已达1300lx，这将会对展品造成光学辐射损伤。

(3)照度均匀度:作为反映照明质量的重要指标之一，照度均匀度直接决定作品的展示效果。《规范》规定“对于平面展品照度均匀度不应小于0.8;对于高度大于1.4米的平面展品，照度均匀度不应小于0.4”。本次调研对于平面展品主要以大型展品为主，从调研结果分析，大多数美术馆的照度均匀度控制较好，介于0.4～0.5之间，但少量展厅照度均匀度小于0.4，最低为0.33。与照明方式相结合进行分析可见，一般照明与重点照明相结合的照明方式其照度均匀度最好，使用多个点光源同时对展品进行重点照明的方式其次，仅使用一个光源单独进行重点照明的方式均匀度较差。

照度指标情况见表4。

表4 美术馆照度指标统计表Table 4 Statistical table of illuminance index of art gallery

5 小结

通过对我国四座著名美术馆展厅光环境的调研发现，人工照明作为目前室内光环境塑造的最主要手段，对展厅整体环境及作品展示效果起着至关重要的作用。所调研美术馆在室内表面材料布置、照明方式设计、光源和灯具选择、照明指标控制等方面均具有较高水平，也取得了较好的展陈效果。特别是精确配光射灯、高显色性白光LED、动态投影等技术的运用，为美术馆光环境设计提供了新的手段。

但同时在美术馆光环境设计中存在的一个最主要问题是，目前我国尚无美术馆照明设计规范，在设计中多遵循《规范》相关条款。然而美术馆和博物馆在功能、性质、环境要求等方面存在明显差异［4］。美术馆是以真实表现艺术作品为主，而博物馆则更加侧重对文物展品的保护，因此《规范》中对照度、年曝光量、光学辐射等指标有着严格要求。虽然中国书画或油画等美术作品也需要考虑光照保护问题，但不应完全按照《规范》的限定指标进行设计，否则将会造成以下四个问题:

(1)天然光相比人工照明在诸多方面具有优势，但为降低展厅环境照度，大多数美术馆排除了天然光的使用，这将不利于展品表现、视觉健康和照明节能，同时也很难塑造富于光影变化的空间形象。

(2)基于照度指标限制，很多美术馆并无环境照明，仅采用小功率光源进行重点照明，导致展厅环境照度很低，不仅影响安全，而且使得整体空间环境昏暗，参观者心理感受较为压抑。

(3)大量低色温光源的使用，使得展厅光环境色彩单一，整体氛围较为沉闷单调，同时由于缺乏光色变化不利于激发观众的参观热情。

(4)博物馆所使用的专业照明光源在显色性、色温、限制不可见光和发热量等方面均具有很高要求，价格昂贵，在美术馆中使用此类光源将大大提高建设成本。

因此，当前我国应尽快制定美术馆照明设计规范，为照明设计提供科学指导。

［1］邹卫．美术馆设计在城市规划发展中的形式［J］．北方美术，2012(2):71～72．

［2］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．GB/T23863—2009博物馆照明设计规范 ［S］．北京:中国标准出版社．

［3］党睿，张明宇，刘刚，于娟，侯丹．基于文物保护的博物馆展陈照明调查研究 ［J］．照明工程学报，2013(3)．

［4］严永红．武汉美术馆展厅室内照明设计 ［J］．南方建筑，2008(6):51～53．