如何打造高品質的博物館照明燈具——致5.18國際博物館日

一年一度的5.18國際博物館日，是一個值得博物館業界普天同慶的日子。國際博物館日走過42個年頭，它帶動了博物館相關產業的蓬勃發展，也給這個行業帶來了無數次的機遇和挑戰。

照明是博物館相關產業的重要領域。博物館照明在國內已蓬勃發展了近10個年頭，隨著技術研發的不斷加深，新技術新材料的廣泛運用，國內博物館照明技術和國際品牌的差距不斷縮小，產品競爭力也日益增強。然而，近年來，技術的日新月異和產業蓬勃發展也同時掩蓋了一個不爭的事實現象：部分市場的無序競爭和低價相煞。

由于博物館照明燈具在技術原理和應用上的相對復雜性，許多使用者對于產品品質以及相關應用標準認識不足，而產業流通過程中各相關主體出于許多方面的利益考慮，致使在終端應用上品質要求與價格及實際效果出現較大失衡。加之一些企業自媒體在宣傳上的偏差，以至產生了對于燈具品質的誤讀和實際應用上的質次價低現象。鑒于此，本篇將從博物館燈具的功能、生產制造、終端應用等環節解析高品質博物館照明燈具所具有的特征和鑒別方案。

一、關于光源的顯色指數（CRI）

博物館照明規范對于需要辨色的展品和場所規定燈具的顯色指數（CRI）大于90以上。按照當前的LED芯片技術水平，滿足這一指標已經不是問題，有些高品質的LED芯片的顯色指數已大于98。然而，對于博物館照明是否顯指越高越好？在非博物館照明行業的應用上，燈具顯色指數似乎越高越好，畢竟顯色指數是還原性的最重要體現，但在博物館照明應用中，顯色指數并非越高越好。

上圖：顯色指數（CRI）

首先不同的展品需要不同的顯色性要求，例如有些書畫展品的照明就不需要過高的顯色指數。目前一些LED芯片制造商為了追求高顯色指數，過多添加紅色成分的熒光粉，導致顯色指數達到了97以上。但呈現出過度的“紅”或“妖艷”的視覺效果，光色出現了失真，丟失了光的自然純正的本質。因此對顯色指數的選擇，重在對于不同品牌的芯片選擇，也就是我們常說的選光。

二、關于LED芯片

芯片的制造是一門高深的學問，作為照明應用廠商，大都很少研究芯片的構成和制造。選取芯片時，首先考慮芯片的熱分布結構，熱分布結構會影響使用過程中的光色分布。根據國內芯片權威檢測機構廣州金鑒檢測報告顯示，芯片熱結構穩定性最好的是日亞、歐司朗、飛利浦。在實際使用中，相同顯色指數情況下，這三個品牌的光色還原性要優于其他品牌，其中日亞品牌中高密度和氮化鋁陶瓷的芯片，無論散熱分布、結溫或者顯色指數以及光色還原性等方面都具有其他芯片無法比擬的優勢效果。就是價格不菲，一個芯片足可以抵一個燈具的價格。

上圖：日亞芯片（左）與其他芯片（右）

        由此可見，高品質的博物館照明燈具不是恣意的追求顯色指數，也不是所有照明的顯色指數越高越好，而是要選用合適的芯片，并根據文物和場所的特點確定合理的顯色指數。

三、關于相對和絕對色容差（SDCM）控制

色容差是一個較為復雜的光學概念，它是一個相對值，又是一個絕對值。一般博物館照明燈具要求色容差（SDCM）<3乃至<2，那么我們怎樣對此進行評判呢？

上圖：色容差橢圓（SDCM）

目前測量色容差有兩種方式：一種是總量法，常用積分球分布測試。另外一種是抽樣取點法，使用手持測試儀器取點測試。積分球分布測試是總量的光分布，測試色容差結果為整體結果。手持測試儀器是光分布某個點的色容差結果。實踐中，有時候總量測試時色容差控制非常好，但在使用抽樣測試時色容差偏差卻顯示非常大，這就出現了兩個相對值。

上圖：積分球和手持照明儀器

那么，博物館照明燈具的色容差怎么評判呢？這里引入一個絕對色容差指標。博物館照明要求在同一系列展品或者同一類型展品照明區域不得出現色容差漂移，光色一致性要好，具體講即同一區域不能出現肉眼可見的色差。這就要求燈具在生產過程中，同一個系列的燈具要使用同一品牌的同一批芯片，同時這批芯片的制造標準是SDCM<3乃至<2。

事實上，目前的LED燈具制造水平對此還存在技術上的困惑，即便在使用同一品牌同一批次芯片的情況下，按照SDCM<3乃至<2的制造標準，結果產品仍會存在光色不一致情況。這說明目前芯片制造水平達不到100%的色容差控制標準。這就需要在生產制造環節進行人眼挑光挑色，剔除有光色差異的部分，以避免出現同一批燈具光色不一致的情況。

四、關于燈具功能的二次擴展性

高品質的博物館照明燈具都會具有一系列的擴展功能，如變焦、二次配光等。其實變焦只不過是博物館燈具的基礎功能，即便不使用變焦作為基礎功能的國際知名品牌ERCO、AKZU品牌燈具通過二次配件光學方式也能打造出博物館照明理想的效果。以變焦作為基礎功能則進一步增加了二次光學使用上的便利性。

上圖：歐科（erco）燈具

以變焦作為基礎功能，再進行二次配光的綜合功能的實現，對于燈具技術提出了很高的要求。首先在變焦的基礎功能上，要求光斑與均勻度好，出光效率高。變焦后的光斑和均勻度需能夠滿足博物館大部分展品照明應用。ERCO產品在一次準直出光后呈現的光斑和均勻度尚屬不可使用狀態，須通過二次配光方能使用。

上圖：ERCO的二次配光系統

并非具有變焦功能的燈具就可以用于博物館照明，具有變焦功能的博物館專業燈具其變焦配光需有較高的技術含量。低品質的變焦技術會帶來光效的大幅度降低，而如果沒有高出光效率，會嚴重影響二次配光如洗墻、拉伸等功能實現的照度要求。

上圖：變焦+二次配光

高品質博物館照明變焦燈具還必須具有光質上的“清透厚重感”，而不是“朦朧霧化感”，要完美實現這一目標效果，不僅研發投入大，技術難度也較高。作為一大攻關難題，它致使國際著名品牌至今也未對此給予大幅度投入。

五、關于制造標準和3C強制認證

照明燈具的制造標準有GB/T17743-2017、GB700.1-2015、GB700.202-2008，這些國標涵蓋燈具安全性、電磁兼容（EMC）等內容，它們即是CCC強制認證的標準內容。博物館照明燈具必須具有CCC強制認證，但是CCC只是對安全性的認證，而不是對燈具質量和可靠性的認證,通過3C認證的產品，不代表就是高品質產品。

上圖：3C認證證書

那么高品質的博物館照明燈具的標準是怎樣的呢？目前行業還沒有關于對博物館照明燈具的制造標準，燈具品質所依靠的是制造企業的自有標準或經驗把握，進而帶來不同品牌廠家的價格差異。質保期承諾似乎是目前衡量博物館照明燈具質量的重要參考。那么，高品質博物館照明燈具按照五年質保標準有哪些要求呢？

首先五年質保，五年時間實際使用理論計算為43800小時。如果博物館照明燈具散熱結構設計良好，LED芯片工作核心溫度不超過75度，使用壽命50000小時是一點問題都沒有的。

影響燈具壽命最大挑戰是使用的電器部分，也就是我們所說的驅動電源。目前電源行業的質保標準是二至三年，很少有五年的質保標準。高標準的電源一定是通過合理的冗余設計，可信賴的原料供應，成熟穩定的生產工藝決定。并且在使用中，因安裝環境及電網環境的變化而應考慮加強冗余設計及加嚴防護。

比如雷擊浪涌指標不合格造成電源在電網有波動時損壞，電解電容壽命缺陷造成使用一年多就開始閃爍，生產中虛焊/假焊問題造成電源的不良率超標等。實際使用中，電源產品會遵循“馬鞍”型故障率曲線。

上圖：“馬鞍”型故障率曲線

即剛開始的半年多因工藝及個別材料缺陷的逐漸暴露故障率較高，中間相對運行穩定。在第三年開始隨著器件的“老化”出現衰減和故障概率增高，也就是說3年使用時間對電源來說是一個檻。而博物館照明燈具要滿足5年的質保期，對電器電源的設計、原料工藝、生產工藝的要求更是非常嚴苛的。

六、關于高品質電源要求

高品質博物館照明燈具所要求的完全無頻閃，調光順暢，高PF值，低THD，符合安全及電磁兼容（EMC）等指標。很大程度上這也是對電源本身的要求標準，但是能拿到CCC認證只是入門，并不代表電源可靠性高。其實博物館照明燈具的電源除了自身的空載、短路、過溫保護等，還有就是電源使用中的防塵、防潮和防水等防護保護是否做到位。

這一點也恰恰是很多博物館同行最容易忽視的地方，電源的防護分為好多種方法，裸板無保護（多用于低壓內置電源），外殼整體防護（阻燃外殼，防漏電，IP20等級），外殼和灌膠整體防護（防潮防水和均勻散熱，IP44等級，壽命更長）。不同的防護其實在現實應用中對電器的壽命影響是比較大的。

七、關于行業制造的品質現狀

2018年，某博物館邀請我們做燈光改造?，F場勘探發現該項目于2017年建成，所使用的是國內某知名博物館照明品牌，其品牌宣傳做得不錯，且價格也不高。但由于燈具選型差錯，致使照明的效果不如人意，部分燈具閃爍現象嚴重。通過拆解分析，問題出現在驅動電源部分。

其關鍵問題出現在電源部分：電源的防雷擊浪涌（防雷）保護不足，會受到電網波動影響而損壞；電源EMI電路中的元器件漏裝減料，可能造成電磁兼容超標干擾其他用電設備；同時對電源的防護措施不到位，只使用軌道盒加電源裸板的方式，電源裸板固定還是使用粘貼KT版海報所使用的雙面膠（不耐溫），而不是電子元器件專用固定膠，如下圖。

上圖：裸板不加防護

這樣的燈具在南方和沿海地區使用就很容易受潮濕、灰塵，蟲子爬入影響，會出現損壞的現象。由此可見，一個高品質的博物館照明燈具的生產制造不僅僅是一個技術課題，更重要的還有企業經營理念問題。要打造出高品質的博物館照明燈具，需要不斷在挑光、選光、配光等應用上創新進步，在生產制造標準上升級完善，更要有嚴謹的工匠精神。偷工減料，低價競爭，只會導致惡性循環，影響產業的進步和健康發長。 

作為擁有超過20年照明制造經驗的行業老兵，曾打造出世界級知名照明應用企業的三可變焦品牌借5.18國際博物館日之際，愿與博物館照明同行一起共勉，再接再厲，精益求精，以更高品質的產品服務博物館等相關文化產業。