1LED照明技术与博物馆现有照明技术的比较
1.1光源显色性
根据国家文物局颁布的《博物馆照明设计规范》4.3.2条要求:在陈列绘画、彩色织物、多色展品等对辨色要求高的场所,应采用一般显色指数(Ra)不低于90的光源作照明光源。对辨色要求不高的场所,可采用一般显色指数不低于60的光源作照明光源。对于博物馆现有照明技术所采用的卤素光源的产品来说是没有任何问题的。在LED照明技术刚起步阶段,这是困扰LED照明产品进入博物馆的一大难题,因为LED照明产品的显色性在发展初期表现的不是很好,会使博物馆的展品产生较为明显的显色不佳现象,随着科学技术的发展在这两年出现了高显色性的LED照明产品,它能够满足博物馆的展陈需要,一般显色指数能达到90以上的标准,好的产品达到95,已经完全能够取代卤素光源产品用于博物馆文物展示照明。
1.2对文物保护方面
照明设备在工作中对文物展品产生的危害主要有紫外辐射危害、红外辐射危害、光化学反应危害等方面。紫外辐射会造成展品的氧化退色,红外辐射产生热效应会造成展品的表面温度过高,表面材质受损同时伴随一定的光化学反应损害。根据国家文物局颁布的《博物馆照明设计规范》6.1条要求:应减少灯光和天然光中的紫外辐射和红外辐射,使光源的紫外线相对含量小于75μW/1m。对于博物馆现有照明技术所采用的卤素光源的产品来说解决的方法是在光源本身和灯具上加装防紫外辐射滤镜控制非光敏物质<75μW/lm(密度0.05μW/cm2)、光敏物质<10μW/lm(密度0.05μW/cm2),及加装专业隔热滤镜。这样会使灯具的体积明显变大,不利于安装和检修,对灯具的整体美观程度也产生了不良影响。卤素光源的产品在加装了防紫外辐射和红外辐射滤镜后对展示文物的危害只是有所降低,而不可能做到完全根治,原因是有害光对文物展品的危害是综合性多方面共同作用的结果。对于LED照明技术产品来说对文物展品的危害要小的多。在防紫外辐射危害方面,LED照明技术要比常规照明具有很大的性能优势,因为采用LED照明技术的光源在其光谱中可没有紫外线,所以在使用中可以放心的安装,也不需要在灯具上安装滤镜,把紫外辐射危害控制到最低。在防红外辐射方面,LED照明也比常规照明产品要好,采用LED照明技术的光源也不产生红外线辐射,能有效的控制热效应及次生光化学反应危害,防止展品表面材质受损、退色、脱落、开裂。从经费上来说也会有很大的节约,因为防紫外辐射滤镜和专业隔热滤镜是需在灯具采购的基础上附加购买的,而且费用也比较昂贵。
1.3光源频闪
光源频闪是指光源所发出的光随时间呈快速、重复的变化使光源产生跳动和不稳定。光源的频闪程度一般用频闪深度来表示。频闪深度=(光线最强值-光线最弱值)/光线最强值×100﹪。光源的光通量波动的深度越大,频闪深度值越大,所产生的危害程度就越大。光源的频闪现象跟光源的品种及其技术性能有着非常密切的联系,简单的说就是我们采用的灯具光源不同,其技术性能参数指标就不同,所呈现的频闪程度及危害程度也不同。光源出现频闪的实质是从电压变动致使光通量变动传达到人的眼睛后至大脑这一反应链的主观感受。光源出现频闪产生的原因主要有两个方面:(1)光源供电频率低。在我国一般民用市电为220V正弦交流电,其频率为50HZ。由于绝大多数光源都是由市电直接提供电力,频闪现象就会按正弦波规律波动,频闪频率为50HZ×2=100HZ。(2)光源供电电压波动大。在我国现阶段对市电电压的波动相关规定要求制定的比较低,参数可变动幅度比较大。在有些情况下瞬时电压的波动幅度可达10%,严重时可达20%,这时就会严重加大正弦波频闪的深度。光源频闪对博物馆的危害主要表现在两个方面:(1)对博物馆参观者的眼睛产生不适的感觉。因为在博物馆中参观者的注意力会长时间的集中在文物展品上,高亮度光源也集中照射在文物展品上,光线轻微变化和波动都会被参观者的眼睛敏感的感受到,从而反映到大脑中使参观者产生眼睛不舒适的感觉。(2)对博物馆展示文物具有一定的损害。因为在博物馆中所展示的文物需要有一个相对稳定的光照环境,光照的任何波动都会使文物的表面产生变化,引起连锁的物理上及化学上的损害反映。有时这种危害非常轻微,人的肉眼难以发觉,但经过日积月累不断加深,到人肉眼能看见时已经给文物造成了严重的破坏。对于博物馆现有照明技术所采用的气体放电光源的产品来说光源频闪是不可避免的,是这类光源的性能技术特性和我国的正弦交流电特性所决定的,很难改变其现状。对于采用LED照明技术的产品来说在这方面具有明显优势,因为在博物馆使用的专业LED灯具和光源都是采用了直流供电的方式,可以有效的避免交流电产生的正弦波波动问题,有效的避免了频率波动,从而避免光源频闪现象的出现,很好的保护了展示文物和提高了参观者的参观质量。
1.4对光源使用寿命及节能
在博物馆内为了给文物营造出一个良好的展示环境,我们需要长时间的使用人造光源,光源的使用寿命就成为衡量光源性能的一个重要指标。对于博物馆现有照明技术所采用的卤素光源的产品一般来说其使用寿命在5000~20000小时之间,这是一个理论值,在实际使用中受客观因素的影响会大打折扣。LED照明产品由于是固态冷光源,采用环氧树脂封装受客观因素影响较小,其使用寿命可达60000~100000小时,是卤素光源光源使用寿命的10至20倍。在节能方面LED照明产品采用了直流供电方式,工作电压又相对较低,实现了超低功耗工作(单管0.03~0.06W),在相同的照明效果下比传统光源节能80%以上。
1.5对于与智能照明系统的配合
在博物馆中智能照明系统的主要作用是有效的控制光源对文物展品的曝光量,曝光量=曝光时间×照度。根据相关部门研究表明展品的曝光量数值越高所产生的危害也越大(紫外辐射危害、红外辐射危害、光化学反应危害等),所以应视展品的重要程度严格把握。智能照明系统的终端设备就是光源,智能照明系统通过控制模块来控制光源的工作电压,从而达到控制曝光量的目的。对于博物馆现有照明技术所采用的卤素光源的产品来说由于其工作的功率瓦数比较高,所需的控制模块受到功率的限制相对数量就会增多及功率也需加大,大大增加了系统的使用成本也不利于维修和更换。而LED照明产品应其工作电功率相对比较低,所需的控制模块的电功率也比较低,会大大降低了整个系统的使用成本,提高系统的稳定性。
2LED照明技术在博物馆的实际
应用与展望现在随着时代的发展LED照明技术的不断完善和提高,LED博物馆照明专用灯具在这几年慢慢进入了博物馆的实际使用阶段,从总的使用效果来看是十分满意的。
2.1法国卢浮宫博物馆
(见图1)法国卢浮宫博物馆是世界顶尖的大型博物馆之一,在2010年出于对环保节能和文物保护的需要,卢浮宫博物馆对照明系统进行了改造。在照明改造工程中博物馆与日本东芝公司合作,采用了东芝公司生产的LED射灯、LED泛光灯、LED灯带等灯具,取代了传统的照明灯具。照明改造工程于2012年完工取得了良好的照明效果,卢浮宫博物馆高度评价了LED照明技术,LED照明技术不仅能够传承该博物馆的优美照明环境,充分的展示文物的魅力,并能大幅实现节约能源,提高了文物的保护等级。此项目也成为各个国家博物馆照明系统改造学习的榜样。
2.2荷兰国立博物馆
2011年荷兰国立博物馆出于对油画藏品的保护和提高展示效果的需要,与LED照明巨头飞利浦公司合作进行照明系统改造。飞利浦公司特别为博物馆模拟日光定制设计了LED照明装置,用LED射灯灯具取代卤素光源射灯,以最大程度呈现画作的自然状态。飞利浦表示,荷兰国立博物馆收藏的1642年伦勃朗的名作《夜巡》,此画作原意并不一定是夜景,据说原画表现的就是白天,因长期烟熏和颜色损失,画面背景开始变黑被称之为夜巡。原来作品在卤素灯的照射下,画布表面会升温1摄氏度,严重影响了画作的色彩和保存寿命。而LED灯具可严格控制输出光谱,为特定的作品使用特定的照明烟草经济论文,并且不会发出紫外线损伤作品,在LED的光束下,画面色彩更为均匀,且只有很少一部分的热,起到了很好的文物保护效果。
作者:周怀东 单位:南京博物院
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