摘要：中国自然博物馆展柜的发展伴随自然博物馆的诞生已走过200余年的历程。21世纪，新技术、新材料的不断涌现，展柜制作也有了更高的标准要求，现代化的自然博物馆展柜应有效保护、科学展示、艺术呈现，展柜设计应严格遵循艺术性、科学性和安全性原则，满足社会各界对自然标本展示的新需求，推动博物馆设施建设的不断发展。
关键词 博物馆展柜 自然博物馆展柜 博物馆展柜设计
在相当长一段时期，博物馆展柜仅仅是装物的器具，而不是展示对象中的第一个要素。在陈列技术日益提高、陈列形式日益出新、陈列水平日益发展的今天，展柜作为主要的展览辅助手段和必要条件，变得越来越重要。
把博物馆展柜作为研究对象是近几年的事，这是一个新兴的研究课题，值得深入探讨。而展柜研究多是以装载、陈列历史文物为研究对象，以自然标本为承载的展柜研似极鲜见。现就自然博物馆展柜设计应遵循的三大基本原则作一概述。
一、自然标本展柜的历史发展状况
先简要谈谈自然标本展柜的历史发展状况。
在近代中国早期的自然类博物馆中，展柜基本为木质框架、玻璃柜面，形状较为单一，多是长方形，偶有斜面梯形柜。功能也较为简单、防尘、防盗，而防盗仅是通过简易的、基本的物理隔离展品与观众的手段来实现。如，1928年的北疆博物院的立式固定展柜、1944年的中国西部博物馆的展柜等。20世纪50-60年代的20年间，自然博物馆的展柜的形式和技术上的发展沿袭传统，没有大的变化。70-80年代的20年间，展柜形式有了些微改观，逐步呈现多样化。
20世纪90年代，随着对陈列形式的逐步重视，展柜呈现多样化发展趋势。进入21世纪，由于陈列技术的迅速发展和现代科技的迅猛发展，自然博物馆的展柜在技术上有了极大的突破，发展到强调展柜微环境控制，要求根据展品的不同类别进行温度与温度的控制，以及灯光控制、有害气体控制，并且采用防盗、防震等技术防范手段，所有对展柜实施的控制均可实现远程网络控制。展柜微环境调控材料也更加高效、对标本友好，被动调控功能材料有专用调湿剂、复合吸附调湿剂、低浓度甲醛吸附剂、除氧剂等；主动调控设施-微动力调控设施，有电子调湿器、集成式专用空气净化器、小型充氮系统等。展柜的形状根据陈列形式设计要求更加多样化，展框的材质也更加多样化。展柜的工艺更加精湛，主体结构采用诸如冷轧钢板金属框架，表面装饰涂层为静电氟碳喷涂工艺等。展柜玻璃用材更加精当，异形玻璃、钢化玻璃、亚克力、夹胶防爆玻璃、无水超白玻璃、低反射超白进口玻璃等，柜体展示部分通透性视觉效果更加清晰，更能体现和突出自然标本的展示效果。
二、自然博物馆展柜设计的三大原则
自然博物馆展柜设计应遵循三大基本原则，既艺术性、科学性和安全性原则。现分述之：
（一） 艺术性原则
展柜是展厅环境的重要组成部分，自身必须要美观；展柜又要为观众提供最佳的观赏角度和观赏距离。因此，展柜需具备艺术性。根据陈列内容大纲进行陈列的形式设计，在形式设计过程中按展出标本的大小、尺寸、材质、展出条件制订自然标本陈列设计方案，并在此基础上设计展柜陈列方案。
1）、 展柜形状多样化
展柜有多种形式，中心四面独立柜、沿墙通体柜、悬挑柜、俯视柜、桌柜、平柜、抽屉式展柜、定制异形柜等。相对于文物展柜，自然标本展柜的外形更加多样化。除了常见的长方形而外，还有圆形、椭圆形、梯形、菱形以及异形等等。除立式展柜外、镶嵌、下沉、悬空等形式的展柜也根据需要运用较多。根据展品的类别、大小，如无脊椎动物中的昆虫、脊椎动物中的大型鸟首类等，采用高度、宽度、进深各不相同的展柜，做到量体裁衣。几种常见展具的尺度设计要求：
1、 高展柜：高度为180-240cm，通常为220cm。如果是带底座或腿的展柜，其高度应在40-90cm之间。此外，高展柜的顶部应设置灯槽，使展柜内有足够的照度。
2、 矮展柜。矮展柜分斜面展柜和平面柜两种，平面柜总高为105-120cm。斜面柜总奥约140cm。
3、 桌式和立式展柜。桌式和立式展柜的长度为120-140cm，宽度（深度）为70-90cm；桌式展柜（平柜）的底座或腿高约100cm，总高为130cm左右，内堂净高为30cm左右；立式展柜的总高度为180-200cm，底屉板距离地面约80-100cm。
4、 布景箱。布景箱总高度为180-250cm，甚至更高，深度为90-150cm，甚至更深。而更为宏大。1998年新建开馆的天津自然博物馆动物生态厅中的大兴安岭、蒙古草原、秦岭幽谷和西双版纳热带雨林大型景观。高度为200-250cm，深度为150-350cm。2007年新建开放的东北师范大学自然博物馆暨吉林省自然博文古的生态景观箱，高度为250-400cm，深度为200-400cm
展柜也是划分平面空间的一个重要因素，应注意展示空间的合理分割，展览中除整体直线展柜外，应随展线流向变化，运用多种形式的展柜，在空间分割上呈曲线、弧形变化。点、线、面的有机结合，使展现富于变化，展览更加生动、活泼。比如，采用统一规划的展柜可使展厅视觉效果整齐划一，置于展室中心的精品中心展柜大气沉稳，而壁龛式展柜的运用又显现出灵活，多种展柜形式的运用相得益彰、相互呼应。
2.展柜色调与展厅的一致性
展框跟展厅协调，使自然标本、展柜、托架、说明牌、灯光形成一个整体。且灯光的照度可调，均匀度、眩光控制、色温和显色性要符合要求。
3.展柜外观的美观要求
展柜的外观要具备良好的饰面平整度、表面光泽度和表面材质的耐久性。外形尺寸要进行误差控制、加工精度控制和尺度控制。玻璃质量要控制其透光率和平整度，以及碰角与磨边的加工精细度。优质的低反射超白进口玻璃，其透光率在92%-95%以上、可见光反射率不超过1%，展柜的附属设施要求电气线敷设、各种设备安装要整齐、隐蔽，照明灯箱透光部分要平整且外观无瑕疵。
（二） 科学性原则
高质量、可有效调控微环境质量的标本展柜设施，是实现“基于洁净、安全概念的文物保存环境“的技术关键。用”透明保护”理念，按库房的要求设计展室展柜。采用专业的博物馆展柜制作公司的展柜，技术上必须符合国家标准及国家文物局《博物馆藏品保护环境试行规范》、《馆藏文物保存环境质量标准》、《馆藏文物保护管理基础技术标准》。在展柜的制作材料、密封结构、开启方式、锁紧机构、照明系统、调控技术、检测评估、美化装饰、模块设计等方面形式多种开启方式、专业照明、高密封度结构等一系列展柜质量提升解决方案。集成被动调控材料、主动循环净化、超低氧保存、无线传感监测等技术的运用，形成多种标本保存微环境调控展柜系统。
1.展柜内环境控制
展柜内环境控制是指控制柜内空气洁净度和温湿度，以及避免氧化及微生物侵害。内环境控制必须考虑展品的原保存环境状况以及其结构状况承受自然和环境压力的能力，从恒温、恒湿、防尘、防辐射等方面进行展柜内的环境控制。
内环境的控制科技含量很高，技术难度较大。以往基本上都用打胶密封、柜内放水杯或干燥剂棒脑丸等方法来解决柜内环境控制问题。随着科技的发展，专业的设备公司会按照展柜的要求提供相应的微环境控制装置，作为展柜的一个选配组件来实现展柜的内环境控制功能，如微环境空气净化装置微动力净化值文物展柜等。并且这种微环境控制装置还、可以与专业控制软件程序相联接，软件程序可以记录相对湿度和温度的有关数据并可以远程检测。
(1）展柜内强湿度的控制
自然标本对于温湿度具有敏感性，必须将相对湿度和温度控制在最适直的水平，并在展出过程中持续进行。
1） 展柜内温湿度的控制方法
一般分为被动和主动两种。被动式湿度控制是在展柜内直接放置调湿剂，随混度高低吸收或释放水分来保持展柜内的程度的相对稳定。调湿剂一般为过饱和盐制品，必须定期更换或者重新生成。被动式温度恒定依靠展厅内部的空调系统实现。被动控制温湿度的方式虽不够精确，但实施比较方便，成本较低，因此应用较为广泛，多在以往或要求不甚严格的情况下采用。另外，使用密闭性好的展柜，展柜内含有更少的自由空气，即使展室温度会有变化，也能使展柜中的相对湿度保持一定程度的稳定。
主动式温度控制方也是目前较为先进的方式，通过专业恒温恒温设备，对展柜内的湿度进行连续而精确的调节，一般精度可达±5%的范围。对于较大的通体展柜，一般采用较大型的恒温恒混机组，而对于小型的独立展柜，一般采用小型的单体恒混机直接安装在展柜内。
2 展柜空间尺度的控制
应处理好展柜内的展示需求空间和展品维护空间的尺度，同时控制好展览场所的温度。通常，为达到满意的陈列效果，展柜要有足够的空间。但相对于展品而言，展柜的空间不能太大。当二者比例为1：5时，外界温度每升高l℃，相对湿度将增加0.35%。湿度变化与温度变化成正比，即随着展柜内温度的升高，相对湿度也增加，反之亦然。例如，展柜最初的相对湿度是50%，外界温度增加10℃，相对温度最终会上升至50%+0.35%×10，即53.5%。故应控制展柜空间尺度。
3 按展品类别实施展柜内环境控制标准
自然标本有多种类别，虫鱼鸟兽等动物标本，植物标本，古生物化石标本，岩石矿物标本。按标本制作方式，又可分为干制标本、摄制标本、包埋标本等。各种标本所需的保存条件不同，应根据展出标本的不同类别实施展柜内环境控制。
比如，非金属矿物雄黄，为含呻物质的院化石申矿石，如在阳光下曝晒，会变为黄色的雌黄和砷华，所以应避光保存以免风化。陈列该类地矿标本应参照相关岩旷标本保存技术要求来进行展柜设计。这些技术规程有诸如中国地质博物馆承担的科技部国家科技基础条件平台工作重点项目成果《硫化物及其类似化合物类标本收集、整理和保存技术规程》、《金属矿石标本收集、整理和保存技术规程》、《可熔性盐类矿石矿物标本收集、整理和保存技术规程》等。
(2）展柜内空气洁净度控制
有被动式和主动式两种方式。被动的方式是采取密封的方怯，将展柜密封，依靠自身的密封性达到阻止有害物质进入的目的。这种控制方怯不太精密，但实施方便，成本较低，因而被广泛采用。
主动的方式是通过中央空调系统中的小型空气净化器，将净化后的空气用电动泵导人展柜内，使柜内压力略高于柜外，使灰尘和有害物质无法进入，同时也将柜内材料释放的有害物质排放出去，达到净化的目的。这是目前较为先进的方式。
(3）展柜内抗氧化及防生物侵害控制
目前较为成熟的避免氧化及微生物侵害的方楼是在展柜内填充氮气。通过氮气发生器将净化的氮气输送至展柜中，并逐渐取代展柜内的空气。当柜内的氮气浓度达到99.7%时达到无酸性物质无氧化物的效果。
2.展柜内照明控制
展柜的照明控制主要是控制照度，并消除或最大程度地降低紫外幅射和红外辐射。展柜内采用能够保护标本的人工冷光源照明，并提供适合的光线，将自然标本最大程度地还原，以利观众观赏。各种模块化专业化照明模式，提供可调节保护照明方案。光纤灯照明射灯模块化照明。洗墙灯照明射灯投射式照明LED均匀光照明等。
控制照度通过选择可调光灯具，配置调光开关，使展柜的照度可调，以适应不同展品的需求。消除紫外线辐射一般采用选择防紫外线光源、在玻璃上贴防紫外线膜、在灯具上增加紫外滤片等。而消除红外辐射，则可通过采用红外辐射较少的光源，如荧光灯、光纤灯，或采用冷光源卤钨灯等实现。有特殊需求的展柜，可根据需要设定1-3套照明设备，防紫外线的光导纤维灯光照明设
备或LED光源、进口93系列菲利浦泛光照明设备和以底部补光为主的特殊照明设备，柜内光照度不低于350Lux，色温控制在2500K-3500K，各照明方式均设旋转调光照度系统。并可采用两组灯光照明系统，一组为固定式安装，另一组为可调升降式安装，其中可调升降式LED照明系统，可调升降遮挡帘系统，控制范围在1.2米内。
3.展柜材料的环保控制
展柜材料的环保控制主要通过选择环保的展柜骨架及衬布的材料以及保证材料的加工过程环保来达到控制的目的。尽量选择甲醛释放量最为EO的板材和天然材料制成的布料如亚麻等。木质展台在用加水乳剂上漆之前，应先除一层聚亚氨酣涂层。用木材或胶合板纤维板等人造板材制作的展台需用织物包裹，应先加裹一层保护性箔纸，防止甲醒及其他有害气体的释放。
4.展柜开启的可操作性
展柜的开启要易操作，方便布展换展检修。通过机械装置来完成的手动开启、半自动开启或电动开启，均要简便可靠，并且不对展柜的其他功能造成影响；而且闭合要紧固，以保证展柜的密闭性。
5．活动标本展柜
在自然博物馆的陈列展示中，活体标本的展示是其一大亮点，完全有别于文物类的陈列，是一种动态展示，采用高新技术和现代化的展示手段使自然馆的展示更符合时代的要求。例如，天津自然博物馆的海底世界活体展区、上海科技馆生物万象展区的大型生态鱼缸、陕西杨凌昆虫博物馆内的昆虫活体饲养展示区等。
活体标本展柜不仅要符合一般展柜的要求，还要满足生活活体生长需求，能提供充足的阳光、空气、水分，保证适宜的Ph值、温度、含氧量等，以保持展柜内的生态系统的微循环，并保持洁净的生物生活环境。
（三）安全性原则
展柜是自然标本在展厅内的最直接的安全屏障，展柜的外壳应保护展品免受自然损害或人为破坏，以保证展品始终处于安全状态。自然损害包括急剧的温温度变化阳光的辐射空气污染物的危害、虫蛇鼠咬、霉菌繁殖、地震、展厅内浮游的各种污染物质、展柜内部材料排出的有害物质、展示照明灯释放出的有害光线（紫外线和光热）等。人为破坏包括人为碰撞、偷窃破坏等。无论是自然因素损害还是人为因素破坏，都要极力防止，需要展柜提供一个良好的展厅保管环境。
展柜的安全性主要体现在展柜自身安全和展品防护安全两大方面，展品防护安全包括防火、防水、防尘、防盗抢。展柜的背板、展台平面板、纺织衬料等材料要对表面层进行阻燃处理，使其具备防火功能。
密封展柜以隔离标本，提供有效的防护屏障，防止展厅中的消防水喷淋和气体喷淋作用时伤及标本，同时防止空气中的尘土等污染物质进入展柜。展柜各连接部分应高度密闭，可根据实际需要采用密封条密封胶粘结剂（最好采用具有后期固化作用的粘接物，紫外线固化无影胶、各种固化结构胶）等密封材料，密封材料应具有耐久性。密封良好的展柜一般在24小时内能提供≤0.1的空气交流量，可最小化展柜内部和外部环境的物质交互。
展柜的防盗怆功能主要通过锁具玻璃和展柜内部的电子安保系统来解决。锁具采用双重安全锁具，并采取锁具和工具结合的方式。
在展示检修等不同区域配备不同锁具。特殊标本展柜应安装进口特型和专业锁具。钥匙必须具有非常低的互换性（1/150000）。玻璃采用具备防爆、防锤击、防切割等基本功能的夹胶玻璃，胶片可以是2-3层。在强力破坏下，夹胶玻璃只会被砸烂而不至于很快脱落，可以保证安保部门有足够的应急时间。展柜内部的电子安保系统，能有效弥补展出时间段的展品安全监控，一且出现可疑情况，电子报警系统立即在第一时间反应。
三、结语
自然博物馆展柜的发展伴随自然博物馆的诞生已走过200余年的历程。21世纪，新技术新材料的不断涌现，展柜制作也有了更高的标准要求。现代化的自然博物馆展柜应有效保护、科学展示、艺术呈现，展柜设计应严格遵循艺术性、科学性和安全性原则，以满足社会各界对自然标本展示的新需求，并推动博物馆设施建设的不断发展。
参考文献
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作者简介
侯江，重庆自然博物馆，北碚陈列馆主任，副研究馆员，主要从事博物馆学研究。
韩军，天津自然博物馆，馆员，主要从事化石修复工作。
李庆奎，天津自然博物馆，副馆长，研究馆员，主要从事动物学及博物馆学研究。
