Общие сведения об освещении аквариума с растениями

[дед Мазай]

Вот,накопал в своих скрижалях интересную,на мой взгляд информацию...
Жаль,что рисунки и графики не вошли.


С каждым годом любители уделяют все больше внимания водным растениям. Это и понятно. Со вкусом подобранные растения в сочетании с яркими рыбами позволяют создать в аквариуме удивительную, ни с чем не сравнимую картину подводного царства, которая не только служит прекрасным украшением комнаты и снимает нервное напряжение и физическую усталость после трудового дня. Как известно, жизнь растений зависит от света, В природных условиях даже находящиеся в тени растения очень сильно освещены. В аквариуме при всем желании такое освещение создать невозможно. Да оно и не нужно, так как ,аквариумные растения должны спокойно расти и развиваться, чтобы как можно дольше не изменялась созданная нами композиция. Участки солнечного спектра далеко не одинаково воздействуют на рост водных растений. Спектр поглощения хлорофилла имеет два максимума: один, наибольший, при длине волны 660 нм (красно-оранжевый цвет), а другой — 430 нм (сине-фиолетовый цвет), при чем первый максимум стимулирует рост растений вверх, а второй оставляет растения низкими, но широкими и плотными. Наши аквариумные растения происходят из разных климатических зон с неодинаковой продолжительностью светового дня. Так, у нас день длятся летом более 12 ч (так называемый длинный день), а в тропиках около 12 ч круглый год (короткий день). Большинство растений хорошо приспосабливают свой вегетационный период (время, в течение которого происходит рост, цветение и плодоношение) к продолжительности светового дня, но есть и такие, которые чувствительно реагируют на его изменения .В настоящее время лампы накаливания (наиболее экономичны из них криптоновые) используют лишь как дополнение к освещению люминесцентными лампами, обладающими рядом несомненных преимуществ. Они в 3—4 раза экономичнее, равномерно освещают аквариум по всей длине и имеют более благоприятный для растений спектр излучения, как, например, типы ЛБ (белый свет) и ЛТБ (теплобелый свет). Лампы типа ЛД (дневной свет) менее пригодны, так как в их спектре преобладает фиолетово-синее излучение .Для удобства монтажа люминесцентную лампу и стартер устанавливают недалеко друг от друга, а пускорегулирующий аппарат размещают под аквариумом, используя его тепло для нагрева корней растений .По выбору мощности люминесцентных ламп для аквариума существуют разные рекомендации. Так, Г. Фрей считает, что на площадь 100 см должно приходиться не менее 2/3 Вт. По расчету Х. Мюльберга, мощность определяется путем умножения величины объема аквариума (в л) на коэффициент 0,25. Г. Шёпфель предлагает расчет: 1 Вт мощности на 1 см длины при высоте аквариума 40—50 см. В. Жданов рекомендует применять смешанное освещение люминесцентными лампами и лампами накаливания при соотношении мощностей 3,4:1. Для аквариума размером 120Х50Х45 см эти рекомендации выразятся в следующих цифрах: по Г. Фрею — 40 Вт, по Х. Мюльбергу — 54 Вт (на рис. 4 по казано, что высота столба воды принята равной 36 см), по Г. Шёпфелю — 120 Вт. Таким, образом, единой рекомендации у специалистов нет. Поэтому, основываясь на собственном опыте, аквариумист должен выбрать оптимальную мощность освещения.


Ни для кого не секрет, что растения растут вследствие процесса под названием фотосинтез. В процессе фотосинтеза происходит образование органического вещества из углекислого газа, воды и питательных веществ под воздействием света. В аквариуме, растения имеют не только декоративную функцию, растения являются неотъемлемым звеном в цепочке азотного цикла – процесса переработки токсичных веществ из продуктов жизнедеятельности аквариумных обитателей в строительный материал для своего роста. Для хорошего роста растениям нужен свет, причем правильный свет с определенными характеристиками и в достаточном количестве. Со времен советской аквариумистики, когда аквариум больше напоминал зеленое болотце, произошел существенный технический прогресс, в том числе и в освещении. При выборе типа и мощности ламп необходимо помнить, что свет может оказаться для аквариума не только другом, но и злым врагом. В аквариуме света должно быть столько, сколько нужно и длительность светового дня (период работы светильников в аквариуме) тоже должна быть умеренной. При неподходящих условиях, излишек света может быть намного губительнее для аквариума, чем его недостаток. Частой ошибкой начинающих аквариумистов является слишком длинный световой день, вследствие желания подольше любоваться своим домашним водоёмом. Первый месяц после запуска рекомендуемая длительность светового дня 4-5часов! Наберитесь терпения. Через месяц Вы сможете увеличить световой день до 6-8 часов и дольше любоваться на красивый и здоровый подводный мир. Если Вы не переборете своё нетерпение, через месяц Ваш аквариум заполонят водоросли, на борьбу с которыми Вы потратите много времени и сил, вплоть до полного перезапуска аквариума и окажетесь на том же месте, с которого начинали.


Галогенные лампы и лампы накаливания


Лампа накаливания (ЛН) — электрический источник света, светящимся телом которого служит так называемое тело накала (ТН, проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры). В качестве материала для изготовления ТН в настоящее время применяется практически исключительно вольфрам и сплавы на его основе. В конце XIX - первой половине XX в. ТН изготавливалось из более доступного и простого в обработке материала — углеродного волокна.
В советские времена для освещения аквариумов в основном использовались обычные лампочки накаливания. Спектр света, излучаемого лампами накаливания, наиболее приближен к спектру солнца и является одним из самых подходящих для выращивания растений, как надводных, так и аквариумных.

Но не может быть всё так гладко. Без ложки дегтя никак. По понятным причинам, использование ламп накаливания в современных аквариумах полностью сошло на нет. Основной причиной тому есть чрезвычайно низкие показатели КПД и светоотдачи. Лампа накаливания 100Вт имеет КПД 2,6% - это означает, что 97% энергии уходит на выделение тепла. А светоотдача такой лампочки всего 17,5 Люмен/Ватт, а срок жизни лампы до 1000 часов. При такой производительности, для качественного выращивания растений в аквариуме, придется устанавливать большое количество ламп, которые в свою очередь со светом будут давать много тепла и нагревать воду. Летом температура воды в аквариумах и без дополнительного нагрева может достигать отметки 30-32°, а под такой батареей из ламп, в аквариуме будет уха. Использование в аквариумах нецелесообразно
Галогенные лампы – это новое поколение ламп накаливания.

Они более высокотехнологичны и значительно компактнее обычных ламп накаливания. Производительность галогенных лампы чуть выше, чем у обычных ламп накаливания и светоотдача достигает 28 Люмен/Ватт, а срок жизни лампы составляет 2000-4000 часов. При таких показателях, галогенные лампы также не очень подходят для использования в аквариумистике. Использование в аквариумах нецелесообразно
Люминесцентные лампы


Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп может в 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу включений и выключений. Наиболее распространена ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора, заполненную парами ртути.
В современных аквариумах, люминесцентные лампы занимают лидирующие позиции по популярности. Длительный срок службы, высокая производительность и относительно не большая стоимость – вот те показатели, благодаря которым этот тип ламп стал таким популярным в аквариумистике. Популярность люминесцентных ламп обусловлена их преимуществами: значительно большей светоотдачей (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания), длительным сроком службы (до 20000 часов в отличие от 1000 у ламп накаливания), рассеянным светом и светоотдачей до 100 Люмен/Ватт.
А теперь ложка дегтя! Несмотря на всю свою замечательность, в отличие от природного света и ламп накаливания, спектр люминесцентных ламп дискретен и только самые дорогие лампы имеют более-менее полный спектр, приближенный к солнечному свету.

Поскольку статья о свете в аквариуме с растениями, хочу обратить внимание, что растениям для роста не нужен весь спектр света. Для роста растениям нужна синяя и красная составляющие спектра. Больше всего нужна именно красная часть спектра, поэтому для растений рекомендуют лампы с более теплым светом 2700-4000К. В этих лампах преобладает красная составляющая, код спектра таких ламп 827, 830, 840. Но при таком освещении, весь аквариум будет иметь желтоватый оттенок. Для выравнивания спектра и усиления окраса рыб и растений, добавляют лампу с более холодным светом 6500К (преобладает синяя составляющая спектра), код спектра 865. Изменяя комбинации ламп с разными спектрами, можно подобрать оптимальный вариант освещения, чтобы и растениям для роста подходило, и в то же время радовало глаз. Для определения необходимой мощности и количества ламп в аквариуме, необходимо исходить из расчета 0,5-1Вт (лампы накаливания )/литр
Основные недостатки люминесцентных ламп – низкая проницаемость света через толщу воды. При высоте водяного столба более 50см резко теряется эффективность.
Преимущества – высокая производительность, длительный срок службы, возможность комбинировать лампы с разными спектрами для получения наиболее оптимального освещения.


Металлогалогенные лампы


Металлогалогенная лампа (МГЛ) — один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. Отличается от других ГРЛ тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов. Металлогалогенные лампы не следует путать с галогенными лампами накаливания.
Металлогалогенные лампы способны излучать свет с относительной температурой горения в диапазоне от 2500К (жёлтый свет) до 20000К (синий свет) обладают высокой производительностью (до 100 Люмен/Ватт) и долгим сроком службы (до 15000 часов). Некоторые виды специальных ламп были созданы для излучения спектра, необходимого для растений (используются в теплицах, парниках и т. д.) или животных (используются в освещении аквариумов). Для определения необходимой мощности и количества ламп в аквариуме, необходимо исходить из расчета 0,5-1Вт/литр


Из недостатков этого типа ламп можно выделить сильное нагревание самих ламп и освещаемой поверхности. Для освещения аквариума, необходимо располагать светильник как минимум в 30см над поверхностью воды.

Основным преимуществом этого типа ламп является высокая производительность и проницаемость света через толщу воды. Если в Вашем аквариуме водяной столб более 60см, Вам нужно выбрать именно этот тип ламп.

Натриевые лампы высокого давления

Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) - электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в парах натрия. Поэтому преобладающим в спектре таких ламп является резонансное излучение натрия; лампы дают яркий оранжево-жёлтый свет. Эта специфическая особенность НЛ (монохроматичность излучения) вызывает при освещении ими неудовлетворительное качество цветопередачи. Для определения необходимой мощности и количества ламп в аквариуме, необходимо исходить из расчета 0,5-1Вт/литр.

Натриевая газоразрядная лампа высокого давления обладает массой преимуществ, которые делают этот тип ламп максимально подходящими для выращивания растений, как наземных, так и подводных. Лампа имеет сильную желто-красную составляющую спектра, которой так не хватает люминесцентным лампам:

Производительность ламп одна из наивысших среди всех газоразрядных ламп – до 160 Люмен/Ватт, цветовая температура около 2200К, длительный срок службы лампы – до 25000 часов!
Недостатками этих ламп являются низкий индекс цветопередачи и сильное нагревание, что при определенных условиях не производит негативного влияния на скорость роста и качество растений. При использовании данного типа ламп в аквариуме, желательно использовать лампы в комбинации с лампами, имеющими более сильную синюю составляющую спектра.

Светодиодные светильники


В наш век передовых технологий, всё идёт к оптимизации и экономии расхода электроэнергии. Светодиодная технология – это сверх экономичная технология. Цветные светодиоды имеют достаточно узкую спектральную характеристику, но светодиоды белого света имеют ровный полный спектр, подобный лампам накаливания.





На сегодняшний день, светодиодные светильники в аквариумах с растениями используются энтузиастами, интересующимися передовыми технологиями, больше из интереса, чем с целью сэкономить на электроэнергии. Разговоров об использовании светодиодов много и вопросы об их использовании в аквариумах возникают всё чаще и чаще. К сожалению, на данный момент, цена светильника с достаточной для выращивания растений мощностью не вмещается в бюджет рядового аквариумиста. Да и окупаться такой светильник будет лет 10. Мощность высокопроизводительного светодиодного прожектора приблизительно равна мощности одной люминесцентной лампы средней производительности.

Преимущества: Хорошая спектральная характеристика, безопасность за счет работы на низких напряжениях, не сильный нагрев, компактность решения.

Недостатки: Высокая стоимость.


Отражатели

Не зависимо от того, какой тип ламп Вы решите ставить в свой аквариум, всегда есть возможность повысить их эффективность освещения добавлением отражателей. Как видно на изображении ниже, без использования отражателей, свет от ламп распространяется во все стороны, и часть его рассеивается бессмысленно. После добавления отражателя, весь свет от ламп направлен в аквариум и даже визуально заметено значительное повышение яркости освещения. Отражатели – это наиболее быстрый и простой способ повысить эффективность освещения.


Разновидности отражателей и их эффективность
В аквариумах используется несколько основных форм профиля отражателей:
Трапеция

Прирост уровня освещенности в аквариуме до 30%



Парабола


Прирост уровня освещенности в аквариуме до 40%




Двойная парабола

Прирост уровня освещенности в аквариуме до 50%



Кроме формы отражателя, большую роль играет отражательные свойства материала, из которого сделан отражатель. Самым эффективным материалом из наиболее распространенных является аннодированый алюминий. При замерах в одинаковых условиях отражателя из зеркальной нержавейки и аннодированого алюминия, были получены следующие результаты:

Отражатель в форме трапеции из зеркальной нержавейки – повышение освещения на 27%
Отражатель в форме трапеции из аннодированого алюминия – повышение освещения на 76%