中国古建筑的特点是以木材为主要建筑材料，建筑荷载由多层梁架、斗拱传至立柱再分散到基础，四周的墙壁仅起到分隔和围挡的作用。受木材长度和承受重量的限制，一般单体建筑的规模都不可能过大，而是以组群的形式来完成某种功能需要。故宫太和殿面阔十一间，是中国古建中最大的单体建筑。

　　故宫博物院是在原汁原味的古代建筑中，展出那个时期的历史遗留物。不需要多余的营造、建设，所要做的就是把它的艺术性和文物特性清晰地展示出来，让参观者尽可能看清楚、欣赏到。怎样在这样一个历史的氛围中，展现出其时代特点、艺术特点，体现中华民族历史风格，达到保护与利用双赢的最终目标，是赋予博物馆工作者的新任务。

　　新型LED灯具的应用

　　LED是英语Light Emitting Diode(发光二极管)的字头缩写形式。全新的LED灯发明于上世纪60年代，产品应用于90年代，技术成熟于本世纪初，为博物馆的展览陈列提供了又一个有效的展示手段，特别是对古代建筑内檐彩画的照明展示大大优于传统灯具的展示效果。LED灯具从问世开始就显示出有别于传统灯具的特点，它的初始外化形态为发光二极管，是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。这是一种新型可以大面积使用的照明光源发光，而且具有低电压、 低能耗、效率高、寿命长的特征。

　　目前博物馆使用最多的卤素灯实际上是白炽灯的一种改良。原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体，在高温下，蒸发的钨丝与卤素进行化学作用后，蒸发的钨会重新凝固在钨丝上，形成平衡的循环，避免钨丝过早断裂，因此卤素灯泡比白炽灯更长寿。此外，卤素灯泡亦能比一般白炽灯以更高的温度运作，它们的亮度及效率亦更高。但是卤素灯泡使用寿命一般仅为2000小时左右，高热、使用寿命短、光衰减严重、发光器更换频繁等缺陷，也使展览效果受到较大影响。

　　故宫陶瓷馆灯光改造

　　故宫陶瓷馆陈列布置在文华殿工字殿和东西配殿里。文华殿是永乐年间建造的，初建时用绿色的琉璃瓦建造，嘉靖年间重修时改为黄色琉璃瓦。文华殿前后殿及东、西配殿在2008年被辟为陶瓷馆对外开放，经过几年的正常开放，一些突出的问题逐渐显现出来。对展示厅灯光设备实地调查分析后发现，展柜内展出文物观看不清晰和光线较暗的原因是展柜内文字说明牌灯箱光照度过强，在参观者和展出文物之间形成了一道突出的光带(实际测量文物照度为45～50勒克斯，文字说明牌灯箱照度为40～45勒克斯)，加上文字说明牌发光面积过大(展出文物是采用光纤灯呈现点照明效果)，造成了说明牌高照度喧宾夺主的效果。展室照度过低，是由于没有设置专门的展室照明。天花板的金龙合玺彩画的照明布置也不尽合理，导致照明射灯产生较严重的眩光。展厅内的文字说明牌和展示图板不是光线较暗就是没有安装照明设备。以上综合因素造成了展室照度过低、光线较暗，在个别区域观众甚至连地面都看不清。灯具老化严重，近一年以来展室灯具很难保持一周无故障，频繁的维修已经较严重地影响到了展览的正常展出。

　　针对上述展厅的现状和改造期间不能闭馆施工的实际情况，我们在先期调查的基础上确定了改造方案：1.设计上以展柜内保留的光纤灯照度为基准。2.展柜内主体文物照度和文字说明牌、灯箱照度尽量做到合理配置。3.将内檐装饰彩画照度与展柜照度综合考虑。施工由专人负责，分阶段、分区域进行。重点解决展柜内灯箱说明牌(日光灯)与展出文物(光纤灯)照度比例不合理，内檐装饰彩画照度不均匀、不清晰，展厅整体照度过低甚至有眩光，一部分说明牌没有灯光照明等问题。[NT:PAGE]

　　文华殿前后殿及东西配殿的延墙展柜灯箱说明牌共计150延米。工程一期用4W的LED条灯替换原有的日光灯，亮度大大超过原有日光灯亮度。为了控制灯箱照度在灯具与文字面板之间加装了一层遮光板，使灯箱照度控制在15勒克斯以内。改造后，说明牌照度与文物照度的差比率在3倍以上，从视觉上最大限度地提升了文物光照强度。

　　工字廊展柜是此次展柜改造中的一个重点和难点。首先是在不能撤出展览文物的前提下完成更换展柜内灯具的任务，其次是内檐彩画的照亮工程也要从这里开始实验展开。确定的施工方案是：工字廊展柜分两个阶段施工，先在一侧展柜内更换7.2W的LED射灯，随后在展柜顶部安装10W的LED条灯实验安装彩画照明，总结经验后再往下进行施工。施工期间对展柜内的展出文物采取了为每件文物安装防护木盒的措施，确保文物安全。改造后，展柜内灯具的照明耗电功率下降了75%，照度提高了80%。我们用两只7.2W射灯照射主敬殿匾额，使其在彩画照明中突出，成为欣赏的亮点。通过改造，整个工字廊灯光照度一致，匾额照度最高达到110勒克斯、两侧彩画平均照度为45勒克斯，基本达到清晰可辨、照度均匀、重点突出。

　　大殿前后展厅和东西配殿室内彩画照明基本采用LED射灯和条灯相互配合使用，利用射灯远距离照射的特点和条灯近距离布光均匀的特点较成功地解决了展室眩光的问题。具体实施方案是：利用展柜顶部防护板，采用遮光罩控制LED条灯的照射方向，重点解决了灯具隐蔽安装和照度均匀的问题。利用展柜顶部护板和玄关顶部僧帽木檐的凹陷处，在隐蔽的地方安装两种不同照射角度的射灯成功解决了文华殿前殿中心天花板凹陷，灯光布设困难，极容易产生有害眩光的老大难问题。

　　改造前，文华殿及东西配殿灯光各自展厅内平均照度为：文华殿前殿1.55勒克斯、后殿1.03勒克斯、通道4.03勒克斯、东配6.4勒克斯、西配5.7勒克斯。改造后展室的平均照度为：文华殿前殿4.25勒克斯、后殿7.7勒克斯、通道13.7勒克斯、东配8.3勒克斯、西配11.4勒克斯，其效果是十分明显的。主要采取的措施有：合理布设室内天花板彩画照明灯具的安装位置，在给彩画均匀布光的基础上尽量提高照度(但要与展柜灯光照度合理配置)来增加展室的亮度，在给文字展板说明配置灯光照明时兼顾提高展室照度。由于设计施工合理展室照度得到了较大幅度的提高，基本兼顾了展柜文物主体照度、文字说明灯箱照度、展厅照度、内檐彩画照度几个方面的照度要求。

　　钟表馆、珍宝馆灯光改造

　　钟表馆、珍宝馆灯光改造一期工程主要是展柜的改造，所不同是：珍宝馆方形独立展柜是一对一的原位更换，而钟表馆是对原有展柜的灯光进行改造施工。在钟表馆灯光改造中，首先为了用电安全、维修便捷，重新设计安装每组展柜的供电系统，拆除展柜下部的灯具，将展柜顶部灯箱内原有卤素射灯改为LED条灯。如图示，奉先殿前殿延墙展柜展示的大件钟表下部的灯箱射出的灯光被文物下方展示台座遮挡，同时还产生了有害的眩光，影响了展出文物的清晰度。在顶部灯箱玻璃一侧安装LED条灯并将其角度调整为15度后，在展柜展示区域形成了均匀布光的效果，展室照度也得到了一定的改善。

　　科学性和艺术性的完美结合

　　LED光源是新世纪照明领域的一种新技术，在博物馆陈列照明，特别是在古建筑艺术照明的应用中显现了许多特殊优点：LED是一种安全照明，没有热辐射和有害光线，可避免对文物的损伤;单颗发光器的体积很小，可以匹配成各种形状的灯具;可以安全、方便、灵活地实现重点照明、连线照明、大面积铺光照明，实现各类文物的完美展示，特别是在古建筑内檐彩画的艺术照明上显示出特殊的优越性。

　　在文华殿、珍宝馆、钟表馆三馆灯光改造的过程中，我们认为LED这种新型高科技灯光设备适合在古建筑展厅中使用。首先，LED灯具本身是半导体材料制成的发光器件，用电功耗少、亮度高、温度低、体积小、使用寿命长(标称可用50000小时)，与常用的卤素灯具相比，在相同照度的前提下用电功率减少80%。由于用电功率降低，对供电设备的要求也同样降低了，提高了用电安全系数，成本因此得到下降，符合国家提倡的节能减排要求。其次，LED灯具色温在3000K时对文物的原色彩展现十分理想，特别是黄金的显色和钻石的晶莹璀璨远远高于传统卤素射灯，基本实现了照明设备使用的科学性和艺术性的完美结合。