中国美术馆室内照明系统的设计与实施
中国美术馆室内照明系统的设计与实施
中国美术馆改造装修工程已全部完工，并以崭新的面貌重新开馆，在本次改造中，照明系统的改造可以说已达到国际标准，无论在灯具选择，照明方案的设计以及控制方式方面全部达到国际先进水平，同时在技术标准的确定上也全部按国际标准执行。另外，在角厅引入了自然光，这对提高角厅的照明环境无疑有很大的帮助。因此，改造后的中国美术馆的照明系统，为日后本馆承接高标准的展览提供了先决的条件。
一普通展厅的照明方式及灯具选择
中国美术馆的普通展厅，从照明方式说，可分成四种不同的形式：
1.延墙制作的反光灯槽：它是由1米半径的弧形反光板、斜向反光板及藏灯暗槽组成，内藏philips9系列防红防紫日光灯，色温为4000K，此反光灯槽可以为展厅提供非常柔和的仿天光照明。
2.洗墙灯：设置在紧靠近反光灯槽的位置，主要的目的就是要得到一个由上至下的非常均匀的墙面照明，是形成墙面照度的主要因素。因此，将其设计成可调光形式，以适应不同展品对照度的要求。
3.发光顶棚：设置在展厅的中央位置，主要是为展厅提供整体环境光照明，由于不同展览对环境有不同要求，因此也设计成调光形式。
4.轨道射灯：设置在展厅延墙以及中央位置，其目的主要是为展品提供局部重点照明，由于它的位置可在轨道上任意移动，灯具的形式也可根据展品的要求调换，因此，使用起来非常灵活。
以上四种照明形式构成了改造后的中国美术馆展厅照明的基本形式，同时在照明参数的要求上，也严格地执行着相关的规定与规范(见表)。
中国国家标准：关于展示照度推荐值
展品类别照明推荐值（lux）光源色温推荐值（k）备注
对光不敏感：金属、石材、玻璃、陶瓷、珠宝、搪瓷、珐琅等。≤300 ≤6500
对光比较敏感：竹器、木器、藤器、漆器、骨器、油画、壁画、角制品、天然皮革、动物标本等。≤180 ≤4000 特别防止紫外线和红外线的侵害
对光特别敏感：纸质书画、纺织品、印刷品、染色皮革、植物标本等。≤50 ≤2900 特别防止紫外线和红外线的侵害
其它推荐参数显色指数 Ra＞90
大面积展品照度均匀度 EMin/ EMax＞
立体展品展面和射灯峰值光强的夹角 40度～60度
展品照度/环境照度 5～10
其目的主要是为了保护展品不会被光损坏，同时，也是为了更好地展示展品。例如：对于色温和显色性的要求，就是为了更好地还原展品自身的色彩；而对照度、防红防紫等要求主要是为了保护展品。
为确保以上数据及照明效果的实施，合理选择灯具是尤为重要的。我们认为：只有用高品质的灯具才能实现原设计的效果，同时也才能满足技术指标的要求。本次美术馆改造主要选用三大品牌的灯具，有德国的ERCO、ZUMTOBELSTAFF及法国的PHILIPS，这无疑对中国美术馆照明效果及品质的保障提供了可靠的支持。
二展厅内照明场景的设计及控制
不同的展览对展厅的照明效果有不同的要求，因此就要求美术馆的展厅照明要具有应对不同效果要求的能力，也就是说要能够设置不同的场景，所谓的不同形式的场景就是通过各种照明形式的不同组合及巧妙运用，以营造出不同的照明效果及展示氛围，本工程展厅大致设置有三种不同的场景。’场景一：此场景是一种“高调”的场景，在此场景中展厅内的反光灯槽、洗墙灯、发光顶棚全部打开，是一种上下通明的效果。
场景二：此场景是一种“低调”的场景，在此场景中展厅内开启射灯，其它照明全部关闭，此场景可营造出一种戏剧化的效果。
场景三：此场景是一种“灰调”的场景，此场景的灵活性较大，在此场景中，展厅内反光灯槽可以根据展览要求，选择开启或关闭，而洗墙灯和发光顶棚全部处于调光状态，射灯开启。由于洗墙灯和发光顶棚的调光是在3％-100％之间无级调整，因此，此场景就会有无数个可选择的效果，可见此场景是一种非常灵活而多变的场景。
以上三种场景可以全部满足展品及艺术家对灯光效果的要求，同时，照明的控制系统，本工程也设计的相当先进，选用的ABB的i-bus系统，这是一种智能化的控制系统，通过控制面板及控制模块的配合，不单可以对展厅内各种照明形式进行独立的开闭和调光的控制，同时还可以进行场景的设定及锁定，以及与楼宇自控系统联动，实现全馆照明的“中控”。这样使展厅内照明控制及场景的设置变得很方便。比如说，我们会将设定好的场景一和场景二分别定义给控制面板上的某两个控制键，当我们需要这两个场景时，按一下这个键就会直接调出该场景。再如，我们设置场景三时，在控制面板上分别对展厅内的各种照明形式进行调节，当最终确定后，可以在控制面板上进行锁定，锁定后的结果可以记忆在中控室的计算机内，那么当再次开启该展厅的灯光时，所有的照明就会又恢复到设定好的情况。另外，要补充一点的是，中控室可以对任何一个展厅的控制面板进行锁定，锁定后的面板按键将失去作用。因此就可以有效地防止展厅误触，造成混乱。
三角厅的照明方式及控制
角厅是本次改造工程中改动比较多的展厅，其中最重要的改动是增加了采光天窗，这在照明方式上就形成了与普通展厅的区别，其区别就在于引入了自然光。从许多美术馆照明设计的经验来看，采用自然光和人工光结合的方式是美术馆照明的最佳方式，这样可以更为真实地反映出作品的原貌，同时还可以增加作品与观众之间的亲和力。其问题在于如何使自然光更能符合美术馆照明的要求，自然光如何与人工光结合·
本次改造中，在角厅的采光天窗内设置了电动遮光百叶，自然光通过天窗玻璃将大量紫外线滤除，同时通过遮光百叶的折射很柔和地进入室内。那么，自然光进入室内之后，如何使其满足室内照度的要求，又如何与室内灯光结合，就是一个非常关键的问题。在本工程中采用的是非常可靠的闭环控制系统来实现自然光与人工光的完美结合，这套系统的检测元件是安装在角厅天花上面的照度传感器，它非常敏锐而准确地监测角厅各墙面的照度变化，同时也迅速地将其数值(0～10V信号)传送给楼宇自控系统的计算机，计算机将此数值与原始设定值进行比较，比较的结果经过计算机的程序运算得出结果，然后发出指令，要么调节百叶窗开度，要么调节洗墙灯亮度，同时照度传感器同样在监测着这一过程，只有当传感器的传送值与计算机的设定值比较后为“零”时，此时才停止上述的调节动作。由于角厅室内的四个立面感受阳光的角度不同，因此需由四个传感器分别对四个立面进行独立监测，所以，每个角厅就有四套系统在独立工作。
自然光是最能反映展品原貌的光线，因此，在这个控制系统的控制逻辑设定时，就是本着日光优先的原则，也就是说每天早晨该系统在设定时间到来时开始工作，这时遮光百叶渐渐开启，直至全部开启；由于室外光线较弱，这时还未满足墙面设定照度的要求，因此，就启动室内洗墙灯使洗墙灯渐亮，一旦墙面照度满足设定要求时，则洗墙灯的亮度锁定，当室外的阳光渐强时，这时室内墙面的照度就要超过墙面设定值，这时洗墙灯渐暗，以满足墙面照度的要求；当洗墙灯全部关闭时，如此时墙面照度依然超过墙面设定值时，开始关小。同样，当午后室外阳光渐暗时，也是要先将遮光百叶开启到最大，然后才开启洗墙灯。从以上控制过程可以看出，此控制系统需保证的是无论什么时候，都要有足够多的自然光进入室内，只有当自然光不足时，才用人工光进行补偿。
四照明系统的调试
以上谈了中国美术馆改造装修后室内照明系统的更新情况，但这个过程都是从正向一步步展开的，先要作照明方案的设计，然后是根据照明方案选择灯型及配置光源，同时进行模拟照度计算，然后再根据计算结果，对灯型和光源进行调整，最后才是订货实施，这个过程是个正向的过程，但实际结果与原始设计值有多大的差异，则要靠实施后的检测才能发现。如有差异及时调整，同时还要对整个系统进行反复调
试，才能使实际效果与设计要求相符，也才能真正使系统运行稳定可靠。本工程中，由于角厅的情况较为复杂，因此，我们做了大量的检测和调试工作。
中国美术馆改造装修工程非常成功，其中很重要的是室内照明系统的成功，改造后的照明系统可以说达到了国际先进水平，这无疑可以成为现代美术馆、博物馆照明系统的典范，同时也可作为日后美术馆、博物馆照明系统设计的一个很好的范例。