中國古建筑的特點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。受木材長度和承受重量的限制，一般單體建筑的規(guī)模都不可能過大，而是以組群的形式來完成某種功能需要。故宮太和殿面闊十一間，是中國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，展出那個時期的歷史遺留物。不需要多余的營造、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，讓參觀者盡可能看清楚、欣賞到。怎樣在這樣一個歷史的氛圍中，展現(xiàn)出其時代特點、藝術(shù)特點，體現(xiàn)中華民族歷史風(fēng)格，達到保護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Light Emitting Diode(發(fā)光二極管)的字頭縮寫形式。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有效的展示手段，特別是對古代建筑內(nèi)檐彩畫的照明展示大大優(yōu)于傳統(tǒng)燈具的展示效果。LED燈具從問世開始就顯示出有別于傳統(tǒng)燈具的特點，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、壽命長的特征。

　　目前博物館使用最多的鹵素?zé)魧嶋H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)的鎢絲與鹵素進行化學(xué)作用后，蒸發(fā)的鎢會重新凝固在鎢絲上，形成平衡的循環(huán)，避免鎢絲過早斷裂，因此鹵素?zé)襞荼劝谉霟舾L壽。此外，鹵素?zé)襞菀嗄鼙纫话惆谉霟粢愿叩臏囟冗\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。文華殿是永樂年間建造的，初建時用綠色的琉璃瓦建造，嘉靖年間重修時改為黃色琉璃瓦。文華殿前后殿及東、西配殿在2008年被辟為陶瓷館對外開放，經(jīng)過幾年的正常開放，一些突出的問題逐漸顯現(xiàn)出來。對展示廳燈光設(shè)備實地調(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)文字說明牌燈箱光照度過強，在參觀者和展出文物之間形成了一道突出的光帶(實際測量文物照度為45～50勒克斯，文字說明牌燈箱照度為40～45勒克斯)，加上文字說明牌發(fā)光面積過大(展出文物是采用光纖燈呈現(xiàn)點照明效果)，造成了說明牌高照度喧賓奪主的效果。展室照度過低，是由于沒有設(shè)置專門的展室照明。天花板的金龍合璽彩畫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)的文字說明牌和展示圖板不是光線較暗就是沒有安裝照明設(shè)備。以上綜合因素造成了展室照度過低、光線較暗，在個別區(qū)域觀眾甚至連地面都看不清。燈具老化嚴(yán)重，近一年以來展室燈具很難保持一周無故障，頻繁的維修已經(jīng)較嚴(yán)重地影響到了展覽的正常展出。

　　針對上述展廳的現(xiàn)狀和改造期間不能閉館施工的實際情況，我們在先期調(diào)查的基礎(chǔ)上確定了改造方案：1.設(shè)計上以展柜內(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明牌、燈箱照度盡量做到合理配置。3.將內(nèi)檐裝飾彩畫照度與展柜照度綜合考慮。施工由專人負(fù)責(zé)，分階段、分區(qū)域進行。重點解決展柜內(nèi)燈箱說明牌(日光燈)與展出文物(光纖燈)照度比例不合理，內(nèi)檐裝飾彩畫照度不均勻、不清晰，展廳整體照度過低甚至有眩光，一部分說明牌沒有燈光照明等問題。[NT:PAGE]

　　文華殿前后殿及東西配殿的延墻展柜燈箱說明牌共計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，說明牌照度與文物照度的差比率在3倍以上，從視覺上最大限度地提升了文物光照強度。

　　工字廊展柜是此次展柜改造中的一個重點和難點。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)檐彩畫的照亮工程也要從這里開始實驗展開。確定的施工方案是：工字廊展柜分兩個階段施工，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條燈實驗安裝彩畫照明，總結(jié)經(jīng)驗后再往下進行施工。施工期間對展柜內(nèi)的展出文物采取了為每件文物安裝防護木盒的措施，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，使其在彩畫照明中突出，成為欣賞的亮點。通過改造，整個工字廊燈光照度一致，匾額照度最高達到110勒克斯、兩側(cè)彩畫平均照度為45勒克斯，基本達到清晰可辨、照度均勻、重點突出。

　　大殿前后展廳和東西配殿室內(nèi)彩畫照明基本采用LED射燈和條燈相互配合使用，利用射燈遠(yuǎn)距離照射的特點和條燈近距離布光均勻的特點較成功地解決了展室眩光的問題。具體實施方案是：利用展柜頂部防護板，采用遮光罩控制LED條燈的照射方向，重點解決了燈具隱蔽安裝和照度均勻的問題。利用展柜頂部護板和玄關(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)天花板彩畫照明燈具的安裝位置，在給彩畫均勻布光的基礎(chǔ)上盡量提高照度(但要與展柜燈光照度合理配置)來增加展室的亮度，在給文字展板說明配置燈光照明時兼顧提高展室照度。由于設(shè)計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、文字說明燈箱照度、展廳照度、內(nèi)檐彩畫照度幾個方面的照度要求。

　　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：珍寶館方形獨立展柜是一對一的原位更換，而鐘表館是對原有展柜的燈光進行改造施工。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LED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座遮擋，同時還產(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：LED是一種安全照明，沒有熱輻射和有害光線，可避免對文物的損傷;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、靈活地實現(xiàn)重點照明、連線照明、大面積鋪光照明，實現(xiàn)各類文物的完美展示，特別是在古建筑內(nèi)檐彩畫的藝術(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程中，我們認(rèn)為LED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(標(biāo)稱可用50000小時)，與常用的鹵素?zé)艟呦啾龋谙嗤斩鹊那疤嵯掠秒姽β蕼p少80%。由于用電功率降低，對供電設(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，符合國家提倡的節(jié)能減排要求。其次，LED燈具色溫在3000K時對文物的原色彩展現(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。