古建類博物館始終面臨展陳與古建保護的矛盾。故宮博物院近年建設的端門數(shù)字館，在數(shù)字展陳與古建保護方面大膽探索，在實踐中摸索出了一整套經(jīng)驗。
端門和端門數(shù)字館
端門城樓是明、清兩代的紫禁城正門之一，始建于明永樂十八年（1420），為存放皇帝儀仗用品之處。解放后，端門由歷史博物館（后與革命博物館合并為國家博物館）管理，2011 年經(jīng)過文化部批準，正式移交故宮博物院。
端門的規(guī)模、樣式與天安門一致，為磚木結構。由于年代久遠，盡管歷經(jīng)清康熙六年（1667年）、二十八年（1689 年）以及1955 年三次徹底大修，仍出現(xiàn)柱、梁傾斜，彩畫脫落等現(xiàn)象。不過，由于端門建筑結構為卯榫結構，梁、柱、枋之間銜接緊密，整體結構比較穩(wěn)固，大殿整體保存良好。2012 年，故宮博物院提出實施“平安故宮”工程，根據(jù)端門地理位置及建筑特點，將其規(guī)劃建設成為數(shù)字展館。2013 年7 月，端門數(shù)字館建設工程正式啟動。2015 年12 月，端門數(shù)字館正式交付使用。
建成后的端門數(shù)字館，其參觀流線為東側馬道進入，西側馬道離開，東、西兩側城臺用于參觀人員等候及疏散。展廳室內面積1200 平六米，分為數(shù)字文物互動區(qū)、數(shù)字沙盤互動區(qū)、虛擬現(xiàn)實劇場三個功能展示區(qū)。其中數(shù)字文物互動區(qū)由數(shù)字長卷、數(shù)字繪畫、數(shù)字法書、數(shù)字多寶閣、數(shù)字宮廷原狀、數(shù)字宮廷服飾、數(shù)字織繡畫7個互動項目組成；數(shù)字沙盤互動區(qū)由地面數(shù)字LED沙盤、北門主顯示屏幕、東西側數(shù)字大門四組設備協(xié)同工作共同構成一個互動體驗空間；虛擬現(xiàn)實劇場是由大型弧幕與31個座位等設施組成的劇場，播放故宮古建筑虛擬現(xiàn)實系列節(jié)目。
數(shù)字館建設與古建保護
近年來，我國博物館數(shù)字化發(fā)展突飛猛進，利用古建空間改造為普通展廳的為數(shù)不少，但在古建內建設實體數(shù)字館的卻不多。在合理利用古建空間的同時，全面保護好古建是故宮人建設數(shù)字展館最大的挑戰(zhàn)，在數(shù)字館建設過程中著重從以下幾方面對古建進行了保護：
第一，施工前的保護措施。
為保護古建，在門、窗、柱子、墻面均鋪貼1.8 米高泡沫棉墊，在漢白玉欄桿、地面鋪設膠合板，以防尖銳物或重物碰傷古建相關部位。在施工中嚴格控制灰塵量，減少對古建彩畫的影響，同時也避免干擾投影機等數(shù)字設備的安裝。
第二，分解建筑構件和設備重量。
端門數(shù)字館建設所用的鋼結構、數(shù)字媒體設備、強弱電線路等總重量達到280 多噸。所有設備需要固定，所有線路需要保持通暢運行，并保證在人員眾多的情況下安全無故障。而古建承載力有一定限制，且展廳設施需與古建保持可逆的固定關系，不能破壞原有建筑。經(jīng)過各種假設、推算和相關論證，最終決定利用173 根工字鋼柱和17 根圓鋼柱支撐抬高地面75厘米，鋼梁和檁條連接構成一個結構穩(wěn)定的大型鋼架。如此設計一是由于古建的消防要求更為嚴格，所有區(qū)域不增加新頂面，以有利于滅火，為此大量的強弱電線路只能從鋼架下搭橋穿過；二是地下鋼架與立面鋼架相連接支撐起區(qū)域隔斷，同時地下、地上鋼架連成一體，保證了整體穩(wěn)定性；三是鋼架的支撐能保證各種數(shù)字設備的安裝穩(wěn)固；四是190 根鋼柱接觸點位可分散鋼架與設備等承重壓強，鋼柱下由鋼板擴大接觸面積。
第三，科學鋪設安裝線路。
端門數(shù)字館數(shù)字設備眾多，觸摸屏、投影機、LED 都是高負荷設備，設備間的強電線路大約2 萬米，弱電線路2.5 萬米之多，總供給電量300 千瓦，電流強大、路線復雜繁多、橋架眾多。而古建對防火性能要求較高，一旦發(fā)生短路等現(xiàn)象后果不堪設想。為此，將線路均鋪設于地板下方架空層內，既便于展館設備的線路連接與鋪設施工，方便整體展館線路歸類、檢修、更換，又便于應急處理特殊情況。為保證線路的安全，在地板下強弱電橋架部分增加6 路感溫電纜報警系統(tǒng)，在設備間和地板下增加電氣火災報警設備，便于及時發(fā)現(xiàn)異常情況。同時，架空敷設也減少了管線與地面的直接接觸。
第四，根據(jù)古建特點決定數(shù)字館的聲、光、溫控制。
“聲”——音效是體現(xiàn)節(jié)目效果重要環(huán)節(jié)，如何在展館內保持好節(jié)目聲效并且不影響其他節(jié)目是音效搭配的關鍵。中央沙盤區(qū)域面積大，音效需要震撼且不影響兩側，為此采用了定向音箱，適度降低了響度。西側虛擬現(xiàn)實劇場要求有較高的語言清晰度和適當?shù)幕祉懀瑸榇伺c沙盤區(qū)域做了相應調整，降低了重低音響度，盡量減少響度對古建的影響。西側虛擬現(xiàn)實劇場由于柱子眾多干擾嚴重，為此設計為弧形，這樣可容納更多觀眾。但這樣聲場分布很不均勻，只有在裝修設計時通過沿墻增設擴散面或吸聲面來克服這些聲缺陷。劇場后墻面采用埃特板穿孔吸聲處理，地面采用了羊毛地毯吸聲。展館東側為互動區(qū)，節(jié)目重在互動，音效要求相對較低。但由于數(shù)字繪畫與數(shù)字長卷相鄰，音效干擾顯著，為此數(shù)字長卷未來將考慮讓觀眾佩戴耳機，以降低對周邊項目的干擾。
“光”——數(shù)字館光線處理是數(shù)字展示的重要環(huán)節(jié)。需要協(xié)調好自然光、燈光與設備光線的關系，使數(shù)字館內光線不刺眼、不反光，不影響數(shù)字設備的使用。
端門古建內自然光主要通過古建門窗的菱花投射進大殿內，對于數(shù)字館而言光線較強，嚴重影響觸摸幕與投影機的觀賞效果。我們考慮了各種避光方式：使用防火金屬百葉簾遮光，優(yōu)點是有效遮光、能調節(jié)光線的強弱，缺點是窗簾需要與古建木質部分固定，對古建木質門窗有一定破壞；在古建窗棱處增加紙玻璃，優(yōu)點是該玻璃太陽光透射率是0.1%，與中國古建筑原始高麗紙透光效果相似，但其光透射率仍然影響數(shù)字展示；玻璃內側貼膜，優(yōu)點是遮光度可達到100%，缺點是工序較為復雜……從數(shù)字展廳功能、保護古建的角度考慮，貼膜最為妥帖。
數(shù)字展廳以三維投影、多媒體、大屏幕等發(fā)光載體構成，區(qū)別于實物展示，環(huán)境光照度以安全為主。展廳主要光照利用構筑物設置燈具投射到天花板，在充分展示天花的同時向下反射至地面，形成有效光照，使整個展示空間燈光分布均勻、格調統(tǒng)一，顯得更加明亮寬敞，同時能有效展示古建彩畫。需要注意的是，燈光不能照射或者反射在屏幕、投影機上，且在展覽中盡量保持“見光不見燈”的完美效果。
“溫”——端門數(shù)字館的溫度主要與設備溫度有關。原古建天花高度在12.3 米的位置，由于未做新的天棚，如果使用中央空調，效果不顯著，同時也不能在古建墻壁上鑿洞將大量冷凝管伸出大殿外，為此只做了局部新風換氣設備，主要利用北側窗棱空隙交換空氣，避免熱度局部集中。為保護古建原窗棱，我們按原尺寸更換了定制窗棱，把原窗棱保存于庫房。
第五，合理處理建設構件、設備等與古建、古建附屬物的銜接關系。
端門數(shù)字館的整個建設過程都以保護古建筑為前提，為了使古建墻面與地面不受破壞，在端門大殿室內新增鋼結構，并均與原建筑墻體存有縫隙，中間縫隙填塞防火材料；所有大殿內裝修均在鋼結構墻面地面進行；結構墻體采用A 級防火基層，設計地面在原有建筑地面上做75 厘米鋼架空層，施工時新增鋼結構柱墊板下均鋪設不小于2 厘米厚的橡膠墊以保證對原有建筑地面的保護；在大殿木柱上安裝燈具時先在柱子上墊一層橡膠墊，然后扎箍，在金屬箍上安裝燈具，確保燈具不影響木柱……
由于端門數(shù)字館整體面積有限，柱、梁較多，項目的設置與設計難免互相干擾，如柱子對虛擬現(xiàn)實劇場的空間制約嚴重，縱向距離過短，只能在一定程度上犧牲縱向距離，保證觀眾欣賞的角度與廣度。在設計中也利用木柱來劃分區(qū)域，以達到保護古建和利用古建的目的。
第六，可移動文物保護與展陳。
端門鎮(zhèn)殿雙龍盤鈕大鐘于明嘉靖三十八年（1559 年）鑄成，重逾3 噸。明清兩代皇帝早朝、祭祀、出巡、回鑾或舉行大典時，端門敲鐘，午門擂鼓，聲震數(shù)十里，令人肅然起敬。自嘉靖皇帝始，每逢盛典，帝王必親自撞鐘，以祈求上天保佑江山永固。大殿施工時，古鐘的保護同樣是重點。施工前用泡沫棉墊包裹保護古鐘，施工開始后利用多臺千斤頂將古鐘小心推移到陳列位置，吊掛在預先安裝好的鋼架上，后鋪設周邊地面鋼架、鋼板，鋼板上再鋪設一層菠蘿格硬木板和一層地毯，待落座陳列后拆除吊裝鋼架。整個移動、吊裝、落鐘過程施工人員都小心翼翼，確保了古鐘在整體的移動、陳列過程中萬無一失。
在故宮博物院端門數(shù)字館的建設過程中，工作人員進行了大量考察、咨詢、調查研究、協(xié)調監(jiān)督工作。從最初展館方案、鋼架結構、裝飾裝修、強弱電、數(shù)字設備安裝調試、消防、安防等多個專業(yè)深入探討設計與決策，到最后的落地施工、節(jié)目制作移植調整、智能控制，兩年多時間，十余個合作公司、幾十種專業(yè)協(xié)調配合，共同推進，最終如期竣工。展現(xiàn)在觀眾面前的數(shù)字館，既保持了端門的原有風貌，最大限度地保護了中華民族優(yōu)秀文化藝術遺產(chǎn)，又充分利用了端門大殿空間，以全數(shù)字手段展示古建筑及文物藏品，給“平安故宮”增光添彩。
