专业解读/新版国标《博物馆照明设计规范》
时间:2021-09-28 15:34:39 浏览:

历时两年多,由国家文物局提出,全国文物保护标准化技术委员会(SAC/TC 289)归口,中国建筑科学研究院有限公司起草,十多家编委单位共同参与修订的新版国标《博物馆照明设计规范》通过国家标准委验收,将于今年下半年正式颁布实施。

新版标准涵盖了博物馆照明产品技术要求、博物馆照明设计工作流程、照明设计规范内容、灯具布置及展柜照明要求、节能及智能控制等几方面,它是目前全球范围内涵盖面最全的标准,对博物馆照明工作具有重大的指导意义。

作为编委单位之一,三可变焦全程参与了新版国标《博物馆照明设计规范》的修订,依据多年的研究成果和实践经验积累,提供了许多宝贵的数据和建议。在新标准即将实施之际,我们以先行者身份,将有关重要部分的认识和理解分享给大家,以期抛砖引玉,共同交流学习。

一、专业博物馆照明产品技术要求

(1)对于使用LED照明产品,其电气性能中的功率偏差和功率因素规定:额定功率小于等于5W 时,其偏差不应大于 0.5W;额定功率大于5W时,其偏差不应大于额定值的10%。

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上述博物馆照明灯具功率方面的规定与国家电器功率标准内容基本相同,其目的是避免不合格产品流入博物馆照明应用市场。

(2)灯具能效要求:LED灯具的初始光通量不应低于额定光通量的90%,且不应高于额定光通量的120%;其工作3000h的光通量维持率不应小于96%,6000h的光通量维持率不应小于92%。在满足配光和眩光限制要求的条件下,应选用效能高的照明灯具,并应符合下列规定:

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对于灯具的效能规定,旧标准并未作出具体要求。修订中对于要不要增加相关内容等问题的讨论尤其热烈。最终,为满足相关节能政策要求,达到碳中和的可持续发展目标,新标准对灯具的能效作出相应规定。

博物馆照明以重点照明为主,常使用10°以下光束角。新标准制定过程中,对于极窄角度灯具的能效进行了多次调研和论证,最终确定10°以下光束角灯具的能效标准为达到30LM/W。

其中,可调焦轨道灯具按最小光束角选取,其灯具初始能效值不低于25LM/W。编委组在调研和论证中发现10°以内极窄角度调焦灯具的能效大都小于20LM/W。90%以上的可调焦灯具都无法达到25LM/W以上的能效,其原因在于都使用了传统磨砂凸透镜的变焦技术,结果导致能效大打折扣。

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为保证产品的能效标准,提高博物馆照明质量,新标准确定可调焦灯具初始值不低于25LM/W的能效标准。作为最早引进德国准直变焦技术的品牌,三可变焦可调焦灯具在光束角10度以下时,能效最高可达到40LM/W,远超新版标准的要求,产品更节能,减少碳排放。

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(3)博物馆展柜是落地可人为触摸装置,为符和工程安全管理原则,展柜内灯具应低压输入,新标准对此作出具体要求,应符合下列规定:

a)展柜内的灯具与展柜空间之间应设置防护或隔离措施,并应便于维护;

b)未进行物理隔离的导轨灯具的输入电压宜为安全特低电压(SELV);

c)正常工作条件下,灯具表面的温度不应超过 45℃;

d)灯具应易于安装和维护。

 

展柜照明的安全是头等大事,无论是文物安全还是参观者的人身安全都得非常重视。同时,由于展柜经常开启有可能带来损害文物的风险,因此,展柜灯具要易于安装和维护。为此,三可变焦于2018年成功开发的可前后调焦并可可柜外拆卸安装及维护的专业展柜灯,在更高层面满足了便捷安装和调焦的功能要求。产品今年获得有照明行业“奥斯卡”之称的阿拉丁神灯奖优秀产品奖。

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二、博物馆照明设计工作流程规定

在肯定照明设计对于博物馆展陈所具有的重要作用的基础上,新标准对博物馆照明设计工作流程作出了严格的要求。目前,大多数的博物馆展陈建设都未经过专业的照明设计和论证,导致照明效果差强人意,影响了展陈的整体质量。新标准就此作出规定具有重要意义。

博物馆照明设计流程涵盖以下几点:

(1)空间亮度规划:应按光敏感度对展品进行分级,确定满足展品保护的照度和年曝光量限制值,符合文保的要求。根据展品的颜色、反射比、关泽度、形体等相关数据,模拟计算满足展品保护和呈现的照明所形成的展品的亮度范围。同时要求根据展陈空间亮度范围及暗适应要求,确定各空间的亮度水平。

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空间亮度规划除要求满足文保的照度要求外,还应该根据不同的展品和展陈空间,实事求是的进行灯光设计,确保博物馆展陈空间的舒适性、灯光艺术化及个性化。博物馆并非千编一律的“暗盒子”。

(2)概念设计-初步设计-扩初设计-施工图设计:完成空间规划后,应提出采光策略、人工照明设置方式以及临时性展陈光环境解决方案。同时制定灯具布置图纸、灯具选型文件、灯具安装示意图纸、照明设备造价估算文件等。

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(3)灯具招投标-施工配合与调试:可根据具体项目要求,制定和评估招标文件的技术部分,协助对投标产品进行测试。在施工过程中应协助解决相关照明问题,并完成灯具现场调试和场景设定。

博物馆照明设计应在馆方、展陈设计方、照明设计师、灯具制造商等多方通力配合下完成。并且,后期的灯光调试环节也十分重要,专业的灯光设计与调试,是做出优秀照明作品的前提。新版标准对灯光设计流程做出具体规定,是非常大一个进步。对于博物馆照明行业的从业者,也是更大的挑战和机遇。

三、博物馆照明设计规范内容之:照明数量和质量指标

新版标准对于照明数量和质量指标的设定是基于旧版规范的深化,其中保留了旧规范中的部分内容。新版标准中有关照明数量和质量的内容较多,我们重点关注以下几个方面:

(1)照度均匀度

一般照明与重点照明之比:除科学与技术类博物馆外,基本陈列厅的一般照明应按展品照度值的20%-30%选取。

陈列展览区地面照度均匀度:该区域的均匀度不应小于0.4。

平面展品:平面展品照度均匀度不应小于0.6。

相比旧版规范,新版对于均匀度要求有适当的降低。

(2)频闪限制

光源或灯具的闪变指数Pst LM 不应大于1。陈列展览区或有拍摄、电视转播要求的场所,光输出频率不应小于500Hz等。

作为公众场所,博物馆经常需要进行摄影及电视转播,如灯具频闪严重,将严重影响摄影或转播效果。目前,频闪值可以专业的频闪测试仪进行测定。

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以上图片摘自云知光商城

(3)立体感与对比度:立体造型的展品可采用定向照明和漫射照明相结合的方式表现其立体感。展品立体感指标,采用垂直照度与水平照度的比值,并通过实验方式确定。根据展品展示的需求,按照下表数值,合理确定被照物与背景亮度的对比度。

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对于立体感和对比度表现,目前的博物馆灯光设计和实施中基本凭借经验值,无量化指标。新规范列出可量化的数值以供选择,具有很好的指导性和实际操作意义。

(4)反射比与标识照明:关于反射比指标,新旧版标准基本相同。新版中增加了标识照明部分。标识照明有两个作用,一是流线引导;二是安全及应急疏散。

四、博物馆照明设计规范内容之:照明标准值

新版照明标准值相对旧版来说更加详细和深化,涵盖了历史类、艺术类、综合类等不同类型博物馆及其不同场馆不同照明区域的照明标准值,这是非常大的进步。

(1)历史类、艺术类、综合类博物馆与自然类博物馆及技术博物馆、科技馆的藏品库房区照明标准值各有具体要求,并有所不同。

(2)通用房间或场所照明标准值也详细明确了陈列展览区、教育区、服务设施、藏品库前区、业务与研究用房、行政管理区、附属用房照明标准值。

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同时新版照明标准值在展品或藏品的保护部分也作了明确的规定,对旧版作了相应的修改:

1)展品或藏品对光特别敏感展品光源色温不应超过3000K。应减少灯光中的紫外辐射,使展品表面紫外辐射相对含量小于10μW/lm。新版紫外辐射值规定相对旧版的含量小于20μW/lm更加严格。

目前,博物馆照明行业存在一个误区,认为LED光源可达到无紫外线含量。实际上LED是低紫外线含量,并不是无紫外线含量。优质LED光源的紫外线含量在0.2-0.5μW/lm范围,远低于标准要求的20倍。测试光源紫外含量可用手持测试仪器,其测试单位为μW/c㎡,在实际使用时需要通过专业的单位换算。

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2)关于藏品照度标准和曝光量规定,经过编委会的多次论证,新版标准跟旧版保持一致,照度也未做相应的提高。照度标准值和曝光量如下:

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五、灯具布置及展柜内外照明要求

(1)轨道灯具布置:当采用洗墙配光灯具对垂直面进行照明时,灯具与被照垂直面的距离、灯具间距及洗墙高度按特定的比例关系确定。这样的轨道布置可在综合洗墙效果和控制炫光舒适度两方面取得最大的协调。

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b)轨道设置:灯具的瞄准方向与竖直方向的夹角不宜大于 45°,轨道间距d不大于展品顶部至轨道的高度差a的2倍。当展品高度范围不确定时,a按照展厅高度h的1/4计算,即d不大于h/2。能在更好体现展品立体感的同时,也能避免炫光对展览的影响。

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(2)展柜内照明:可分为漫射、洗墙、均匀投光和重点投光等。照明设计时,可根据不同类型展品的需求确定照明方式。目前以洗墙均匀投光与重点照明结合的照明方式为主流,其照明效果比较理想,但照明预算较高。

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灯具设置在展柜内时,陈列立体展品的展柜,展品高度d不宜大于展柜内部空间高度L的3/4,展品最外侧与展柜内壁的最小水平距离a不宜小于展柜高度L的1/2。用于陈列垂直面展品的展柜,相对于垂直面展品的展柜深度a不宜小于被照垂直面高度L的1/3。如下图所示:

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展柜照明是展陈照明中实施难度较高的项目。展柜形式多样,照明手法则需因地制宜。考虑到这一特点,同时兼顾博物馆展柜行业标准规定,新标准中对于展柜照明增加了部份具有指导意义的共性化的规范内容。

目前,设计界对博物馆展柜设计追求高可视面,高度逐步提高,如专业的书画展柜,可视面高度可在3米以上,为此照明上也需要针对性的照明产品和方案。展柜照明设计需要我们更多的研究探讨。

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上图:摘自WAC照明

(3)展柜外照明:使用柜外灯具照射展柜展品,实际应用不算太多,多数都为柜内使用灯光。柜外照明易使展品和展柜在水平面上留下阴影。为此,灯具和展柜的相对位置、展柜和展品的尺寸关系有详细的要求(可参考标准附录E)。

主要原则为:根据展柜以及文物高度确定布灯的位置和投射角,使灯光照射在展品上,达到展品展示面无阴影,体现立体感。

同时也避免灯光照射到展柜及展品后,在水平地面上形成阴影,影响整个展厅的灯光效果。实践中,这需要现场进行计算定位,同时进行专业的调试。

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六、照明节能及智能控制

(1)照明节能要求:展厅照明应综合考虑展示空间和展品照明,设置节能控制管理模式。选用的照明光源、灯具、驱动电源的能效应不低于相关产品能效标准的节能评价值。

新标准强调:有条件的展厅,宜采用智能照明控制系统。对光敏感的展品,可设置具有监测和控制展品年曝光量功能的智能照明控制系统。要根据人员流动方便调光或开关灯。应合理利用自然光。博物馆建筑各场所一般照明功率密度限值如下表所示:

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(2)博物馆照明智能控制要求

对于博物馆照明智能控制,新标准在对历史类博物馆、艺术类博物馆、科学技术类博物馆进行分类的基础上,对各类馆的不同区域设定了相应的智能控制模式。其智能模式包含功能需求、控制方式/策略、输入输出设备等。这些规定在实际工作中具有高度的可操作性。

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新版国标《博物馆照明设计规范》成功修订具有里程碑意义,其涉及面广,内容详细,需要仔细阅览和消化。一篇解读不能面面俱到,侧重点不同可能会有不同的见解。欢迎业内有识之士各抒己见,交流融通,以共同提升理论和实务水平。