光学基本参数 让你直观了解博物馆照明

光学基本参数

一、光的物理参数

通过对光的原理研究，我们了解了其基本组成，然后，我们通过几个物理参数，了解其特质：光通量、光强、照度、亮度。

1、光通量

光通量即光源或灯具单位时间内发出光的总量，单位lm-流明。

光源或灯具一旦确定，其光通量也基本确定，除了正常寿命期会有一定的衰减外，基本保持不变。

一般来说，同类别的灯具，功率越大，光通量也越大。

不同类别的灯具，由于电能转换效率不一样，其光能量也不一样，不同类型的光源，其光能转换效率从小到大排列：白炽灯－卤素灯－节能灯－金卤灯-LED光源。

2、光强

对灯具或光源而言，发出来的光，可能是全方面均匀发出，也可能有的方向强一点，有的方向弱一点。那么，表征这一特点的参数就是光强。

有了前面两个单位，我们还要了解，到底有多少光到了展品或被照物上面呢?

3、照度

表征这个物理量的参数是照度， 照度：入射在某物体单位面积上的光通量，单位勒克斯（1x）

事实上，照度值的大小，与人眼的感受相差非常大，以下是一些典型场景的照度值：

上图中：白天情朗中午：100，000lx 晚上有灯光的办公室：300-700lx 月光夜晚：0。1lx

照度的平方反比定律：

光源某处的光强，与其离光源的距离成反比

如上图，1米处的光强，是2米处的光强的4倍。同样，对于照度也是如此，若某光源在离光源1米处的照度为500lx，则相应的，在离光源2米处的照度为125lx

若某个被照物，照度越高，表示投射过来的光越多，物体也会看起来更明亮一些。

但是，是不是照度越高，看起来越亮呢?

4、亮度

同一空间，白墙和灰墙比，为什么白墙看起来更亮一些?要了解这个问题，我们就得知道另一个物理量：亮度

亮度：在该方向上的单位投影面内的光强[单位：坎德拉/平方米(cd/m²）]

四个变量之间的关系，如右图。

二、博物馆照明相关指标

关于照度的几个指标：

平均照度（average illuminance）：规定表面的照度平均值。

维护照度（ maintained illuminance）：照明装置须进行维护时，在规定表面上的平均照度

对于博物馆陈列区，照明装置随着使用时间的增长，装置老化，尘灰侵蚀等，会造成照明装发出的光通量减弱，当光通量减弱到初始照度的80%时，就必须对照明装置进行维护或更换

而对于观众服务区，当照明装置光通量减弱到初始照度的70%时，就应对照明装置进行维护或更换

初始照度（initial illuminance）照明装置新装时在规定表面上的平均照度。通常它也是设计照度值。

由于博物馆不同的空间分别规定了相应的照度值，此照度值为工作期间必须保证的照度水平，包括照明器械的维护期末，因此，对于博物馆各空间的照度水平，在初始设计时，应高于标准。

譬如针对陈列空间，当照明装置的光通量减弱到初始光通量的80%时 ，就应该进行维护及更换，而此时的照度水平应满足标准要求。故陈列空间的初始照度，应高于标准照度1。25倍（1 / 0。8=1。25）

维护系数 （maintenance factor）：照明装置在使用一定周期后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新装时所得到的平均照度或平均亮度之比

照明装置在使用一段时间后，由于光源的光衰，灯具和房间的表面尘灰，污染等，从而使规定表面的照度下降。因此，在设计房间的初始照度时，应在计算公式的基础上，除以维护系数，从而使设计房间的初始照度高于维持平均照度，维护系数是小于1的数值。

照度均匀度（uniformity ratio of illuminance）：最小照度与平均照度之比。

对于博物馆空间，由于照度水平低，故应强调照明的均匀度，柔和性，尤其是洗墙照明。

年曝光量 annual lighting exposure

度量物体年累积接受光照度的值，用物体接受的照度与年累积小时的乘积表示，单位：lx·h/年

三、展品保护

l 对于展品，应保证照明光源的红外，紫外光充分滤取，以免对展品造成热，化学伤害

l 即使是可见光，对于部分展品同样会造成伤害

《博物馆照明设计规范》GB/T 23863-2009以及《建筑照明设计标准》GB 50034-2013，都对此有严格要求：

l 光特别敏感：丝、棉麻等纺织品、织绣品、中国画、书法、拓片、手稿、文献、书籍、邮票、图片等各类纸制物品，壁画、彩塑彩绘陶俑、含有机材质底层的彩绘陶器、彩色皮革、动植物标本等

l 对光敏感：漆器、藤品、木器、竹器、骨器制品、油画、蛋清画、不染色皮革等

l 对光不敏感：青铜器、铜器、铁器、金银器、各类兵器、各种古钱币等金属制器、石器、画像石、碑刻、砚台、各种化石、印章等石制物，陶器、唐三彩、瓷器，琉璃器等陶瓷器，珠宝，翠钻等宝石玉石，有色玻璃制品，搪瓷、珐琅等

示例： 对于光特别敏感的展品，如书法，拓片等，其表面照度不能超过50lx， 且年曝光量不大于50000 lx·h/年

50lx的照度是比较低的，大致相当于高端酒店过道的照度。因此，此类展品周围的环境应设计得更暗一些，否则，展品很难看清。

同样，由于年曝光量不大于50000 lx·h/年，我们按书法展品表面的照度50lx计算，则每年的展出时间不能超过1000小时。一年按即便按250天展出计算，则每天的展出时间不能超过4小时！

在博物馆照明的实际应用中，我们常用到以下几种照明，虽然《博物馆照明设计规范》GB/T 23863-2009中并未提及。

重点照明（accent lighting）：为提高指定区域或目标的照度，使其比周围区域亮的照明

此类照明主要是针对展品，对于大小不一的展品，通常会作重点照明处理。当然，有些区域展品过多，可能采取其它方式，避免空间太多亮光，造成光形杂乱。

洗墙照明（wallwash lighting）：为将增面均匀照亮的照明

在博物馆及美术馆空间，此类照明尤其普遍，其强调照明均匀性，柔和度要求更高。主要用于展画，展墙，情景模拟区的照明（与室外空间洗墙照明要求不尽相同）

主要用于博物馆展画，尤其是大面积展画。还有情景体验区的背景墙等。

展柜照明(cabinet lighting)：为展柜小空间的展示照明

主要采用LED灯具或光纤等小体积产品，且发热少或光热分离，能最大限度地保护展品

展板照明(display board lighting)：对博物馆展示板，一级，二级标题的照明

工作照明：指博物馆场所用来清理，维护时的照明。

由于博物馆要进行维护，场景本身的照度是非常低的，无法依靠其实施维护，维修，保养。故中，大型博物馆都会在开花顶层（格栅里面）设置一层工作照明灯具，平时不开放，仅维护，维修，保养时开放，用于维护工作。