中國(guó)古建筑的特點(diǎn)是以木材為主要建筑材料，建筑荷載由多層梁架、斗拱傳至立柱再分散到基礎(chǔ)，四周的墻壁僅起到分隔和圍擋的作用。受木材長(zhǎng)度和承受重量的限制，一般單體建筑的規(guī)模都不可能過(guò)大，而是以組群的形式來(lái)完成某種功能需要。故宮太和殿面闊十一間，是中國(guó)古建中最大的單體建筑。

　　故宮博物院是在原汁原味的古代建筑中，展出那個(gè)時(shí)期的歷史遺留物。不需要多余的營(yíng)造、建設(shè)，所要做的就是把它的藝術(shù)性和文物特性清晰地展示出來(lái)，讓參觀者盡可能看清楚、欣賞到。怎樣在這樣一個(gè)歷史的氛圍中，展現(xiàn)出其時(shí)代特點(diǎn)、藝術(shù)特點(diǎn)，體現(xiàn)中華民族歷史風(fēng)格，達(dá)到保護(hù)與利用雙贏的最終目標(biāo)，是賦予博物館工作者的新任務(wù)。

　　新型LED燈具的應(yīng)用

　　LED是英語(yǔ)Light Emitting Diode(發(fā)光二極管)的字頭縮寫(xiě)形式。全新的LED燈發(fā)明于上世紀(jì)60年代，產(chǎn)品應(yīng)用于90年代，技術(shù)成熟于本世紀(jì)初，為博物館的展覽陳列提供了又一個(gè)有效的展示手段，特別是對(duì)古代建筑內(nèi)檐彩畫(huà)的照明展示大大優(yōu)于傳統(tǒng)燈具的展示效果。LED燈具從問(wèn)世開(kāi)始就顯示出有別于傳統(tǒng)燈具的特點(diǎn)，它的初始外化形態(tài)為發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。這是一種新型可以大面積使用的照明光源發(fā)光，而且具有低電壓、 低能耗、效率高、壽命長(zhǎng)的特征。

　　目前博物館使用最多的鹵素?zé)魧?shí)際上是白熾燈的一種改良。原理是在燈泡內(nèi)注入碘或溴等鹵素氣體，在高溫下，蒸發(fā)的鎢絲與鹵素進(jìn)行化學(xué)作用后，蒸發(fā)的鎢會(huì)重新凝固在鎢絲上，形成平衡的循環(huán)，避免鎢絲過(guò)早斷裂，因此鹵素?zé)襞荼劝谉霟舾L(zhǎng)壽。此外，鹵素?zé)襞菀嗄鼙纫话惆谉霟粢愿叩臏囟冗\(yùn)作，它們的亮度及效率亦更高。但是鹵素?zé)襞菔褂脡勖话銉H為2000小時(shí)左右，高熱、使用壽命短、光衰減嚴(yán)重、發(fā)光器更換頻繁等缺陷，也使展覽效果受到較大影響。

　　故宮陶瓷館燈光改造

　　故宮陶瓷館陳列布置在文華殿工字殿和東西配殿里。文華殿是永樂(lè)年間建造的，初建時(shí)用綠色的琉璃瓦建造，嘉靖年間重修時(shí)改為黃色琉璃瓦。文華殿前后殿及東、西配殿在2008年被辟為陶瓷館對(duì)外開(kāi)放，經(jīng)過(guò)幾年的正常開(kāi)放，一些突出的問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。對(duì)展示廳燈光設(shè)備實(shí)地調(diào)查分析后發(fā)現(xiàn)，展柜內(nèi)展出文物觀看不清晰和光線較暗的原因是展柜內(nèi)文字說(shuō)明牌燈箱光照度過(guò)強(qiáng)，在參觀者和展出文物之間形成了一道突出的光帶(實(shí)際測(cè)量文物照度為45～50勒克斯，文字說(shuō)明牌燈箱照度為40～45勒克斯)，加上文字說(shuō)明牌發(fā)光面積過(guò)大(展出文物是采用光纖燈呈現(xiàn)點(diǎn)照明效果)，造成了說(shuō)明牌高照度喧賓奪主的效果。展室照度過(guò)低，是由于沒(méi)有設(shè)置專(zhuān)門(mén)的展室照明。天花板的金龍合璽彩畫(huà)的照明布置也不盡合理，導(dǎo)致照明射燈產(chǎn)生較嚴(yán)重的眩光。展廳內(nèi)的文字說(shuō)明牌和展示圖板不是光線較暗就是沒(méi)有安裝照明設(shè)備。以上綜合因素造成了展室照度過(guò)低、光線較暗，在個(gè)別區(qū)域觀眾甚至連地面都看不清。燈具老化嚴(yán)重，近一年以來(lái)展室燈具很難保持一周無(wú)故障，頻繁的維修已經(jīng)較嚴(yán)重地影響到了展覽的正常展出。

　　針對(duì)上述展廳的現(xiàn)狀和改造期間不能閉館施工的實(shí)際情況，我們?cè)谙绕谡{(diào)查的基礎(chǔ)上確定了改造方案：1.設(shè)計(jì)上以展柜內(nèi)保留的光纖燈照度為基準(zhǔn)。2.展柜內(nèi)主體文物照度和文字說(shuō)明牌、燈箱照度盡量做到合理配置。3.將內(nèi)檐裝飾彩畫(huà)照度與展柜照度綜合考慮。施工由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，分階段、分區(qū)域進(jìn)行。重點(diǎn)解決展柜內(nèi)燈箱說(shuō)明牌(日光燈)與展出文物(光纖燈)照度比例不合理，內(nèi)檐裝飾彩畫(huà)照度不均勻、不清晰，展廳整體照度過(guò)低甚至有眩光，一部分說(shuō)明牌沒(méi)有燈光照明等問(wèn)題。[NT:PAGE]

　　文華殿前后殿及東西配殿的延墻展柜燈箱說(shuō)明牌共計(jì)150延米。工程一期用4W的LED條燈替換原有的日光燈，亮度大大超過(guò)原有日光燈亮度。為了控制燈箱照度在燈具與文字面板之間加裝了一層遮光板，使燈箱照度控制在15勒克斯以內(nèi)。改造后，說(shuō)明牌照度與文物照度的差比率在3倍以上，從視覺(jué)上最大限度地提升了文物光照強(qiáng)度。

　　工字廊展柜是此次展柜改造中的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。首先是在不能撤出展覽文物的前提下完成更換展柜內(nèi)燈具的任務(wù)，其次是內(nèi)檐彩畫(huà)的照亮工程也要從這里開(kāi)始實(shí)驗(yàn)展開(kāi)。確定的施工方案是：工字廊展柜分兩個(gè)階段施工，先在一側(cè)展柜內(nèi)更換7.2W的LED射燈，隨后在展柜頂部安裝10W的LED條燈實(shí)驗(yàn)安裝彩畫(huà)照明，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后再往下進(jìn)行施工。施工期間對(duì)展柜內(nèi)的展出文物采取了為每件文物安裝防護(hù)木盒的措施，確保文物安全。改造后，展柜內(nèi)燈具的照明耗電功率下降了75%，照度提高了80%。我們用兩只7.2W射燈照射主敬殿匾額，使其在彩畫(huà)照明中突出，成為欣賞的亮點(diǎn)。通過(guò)改造，整個(gè)工字廊燈光照度一致，匾額照度最高達(dá)到110勒克斯、兩側(cè)彩畫(huà)平均照度為45勒克斯，基本達(dá)到清晰可辨、照度均勻、重點(diǎn)突出。

　　大殿前后展廳和東西配殿室內(nèi)彩畫(huà)照明基本采用LED射燈和條燈相互配合使用，利用射燈遠(yuǎn)距離照射的特點(diǎn)和條燈近距離布光均勻的特點(diǎn)較成功地解決了展室眩光的問(wèn)題。具體實(shí)施方案是：利用展柜頂部防護(hù)板，采用遮光罩控制LED條燈的照射方向，重點(diǎn)解決了燈具隱蔽安裝和照度均勻的問(wèn)題。利用展柜頂部護(hù)板和玄關(guān)頂部僧帽木檐的凹陷處，在隱蔽的地方安裝兩種不同照射角度的射燈成功解決了文華殿前殿中心天花板凹陷，燈光布設(shè)困難，極容易產(chǎn)生有害眩光的老大難問(wèn)題。

　　改造前，文華殿及東西配殿燈光各自展廳內(nèi)平均照度為：文華殿前殿1.55勒克斯、后殿1.03勒克斯、通道4.03勒克斯、東配6.4勒克斯、西配5.7勒克斯。改造后展室的平均照度為：文華殿前殿4.25勒克斯、后殿7.7勒克斯、通道13.7勒克斯、東配8.3勒克斯、西配11.4勒克斯，其效果是十分明顯的。主要采取的措施有：合理布設(shè)室內(nèi)天花板彩畫(huà)照明燈具的安裝位置，在給彩畫(huà)均勻布光的基礎(chǔ)上盡量提高照度(但要與展柜燈光照度合理配置)來(lái)增加展室的亮度，在給文字展板說(shuō)明配置燈光照明時(shí)兼顧提高展室照度。由于設(shè)計(jì)施工合理展室照度得到了較大幅度的提高，基本兼顧了展柜文物主體照度、文字說(shuō)明燈箱照度、展廳照度、內(nèi)檐彩畫(huà)照度幾個(gè)方面的照度要求。

　　鐘表館、珍寶館燈光改造

　　鐘表館、珍寶館燈光改造一期工程主要是展柜的改造，所不同是：珍寶館方形獨(dú)立展柜是一對(duì)一的原位更換，而鐘表館是對(duì)原有展柜的燈光進(jìn)行改造施工。在鐘表館燈光改造中，首先為了用電安全、維修便捷，重新設(shè)計(jì)安裝每組展柜的供電系統(tǒng)，拆除展柜下部的燈具，將展柜頂部燈箱內(nèi)原有鹵素射燈改為L(zhǎng)ED條燈。如圖示，奉先殿前殿延墻展柜展示的大件鐘表下部的燈箱射出的燈光被文物下方展示臺(tái)座遮擋，同時(shí)還產(chǎn)生了有害的眩光，影響了展出文物的清晰度。在頂部燈箱玻璃一側(cè)安裝LED條燈并將其角度調(diào)整為15度后，在展柜展示區(qū)域形成了均勻布光的效果，展室照度也得到了一定的改善。

　　科學(xué)性和藝術(shù)性的完美結(jié)合

　　LED光源是新世紀(jì)照明領(lǐng)域的一種新技術(shù)，在博物館陳列照明，特別是在古建筑藝術(shù)照明的應(yīng)用中顯現(xiàn)了許多特殊優(yōu)點(diǎn)：LED是一種安全照明，沒(méi)有熱輻射和有害光線，可避免對(duì)文物的損傷;單顆發(fā)光器的體積很小，可以匹配成各種形狀的燈具;可以安全、方便、靈活地實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)照明、連線照明、大面積鋪光照明，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)文物的完美展示，特別是在古建筑內(nèi)檐彩畫(huà)的藝術(shù)照明上顯示出特殊的優(yōu)越性。

　　在文華殿、珍寶館、鐘表館三館燈光改造的過(guò)程中，我們認(rèn)為L(zhǎng)ED這種新型高科技燈光設(shè)備適合在古建筑展廳中使用。首先，LED燈具本身是半導(dǎo)體材料制成的發(fā)光器件，用電功耗少、亮度高、溫度低、體積小、使用壽命長(zhǎng)(標(biāo)稱(chēng)可用50000小時(shí))，與常用的鹵素?zé)艟呦啾?，在相同照度的前提下用電功率減少80%。由于用電功率降低，對(duì)供電設(shè)備的要求也同樣降低了，提高了用電安全系數(shù)，成本因此得到下降，符合國(guó)家提倡的節(jié)能減排要求。其次，LED燈具色溫在3000K時(shí)對(duì)文物的原色彩展現(xiàn)十分理想，特別是黃金的顯色和鉆石的晶瑩璀璨遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鹵素射燈，基本實(shí)現(xiàn)了照明設(shè)備使用的科學(xué)性和藝術(shù)性的完美結(jié)合。