//// //// // // //

мощность ламп по Takashi Amano

Методы освещения аквариума. Что, как и для чего

мощность ламп по Takashi Amano

Сообщение Vek » 28 фев 2015, 19:16

> освещённость аквариумов Takashi Amano
> длительность освещения и таймеры
> альтернативные способы определения интенсивности освещения Nature Aquarium

О подборе мощности ламп по общему PAR/Watt смотри:http://www.bialix.com/amania/Chapters/Tech/light-par.html#PARWatt

Необходимость доcтаточной интенсивности освещения для аквариума с растениями.

Крайне важным для понимания потребностей растений для роста является знание аквариумистом того факта, что потребление CO2 растениями напрямую зависит от интенсивности освещения (точнее - суммарного дневного PPFD): интенсивность освещения задает темпы фотосинтеза - не концентрация CO2 или доступность макро- и микроэлементов. Интенсивность освещения задает темпы фотосинтеза растений, а подача CO2 и дозировка удобрений подстраивается по нее. НЕ НАОБОРОТ! (см. баланс света и CO2 и Методика).
При помощи фотосинтеза растения используя энергию Света преобразуют воду, CO2 и питательные вещества в органическую субстанцию - ткани растений. Углеводы, например глюкоза, получаются из двуокиси углерода [CO2] по реакции: CO2 + 6H2O + 674000 кал --->C6H12O6+6H2O. Как видно, для этого процесса нужно большое количество CO2 и энергии Света, которую могут дать ТОЛЬКО фотоны света.
При реакции фотосинтеза используется каждый попавший на лист растения фотон нужной длины волны (PAR), при этом для потребления одного моля CO2 требуется один моль фотонов.
Одновременное усиление обоих факторов роста - интенсивности освещения и концентрации CO2 дает феноменальные результаты и далее скорость роста растений зависит только от доступности азота/фосфора и микроэлементов. От того, насколько хорошо будут расти растения напрямую зависит весь биологический баланс аквариума и отсутствие водорослей. Если в аквариуме нет нужного уровня освещенности, насыщения фотосинтеза просто не происходит, и растения никогда не будут расти достаточно быстро чтобы побороть водоросли в борьбе за питательные вещества и жизненное пространство. Биологическое равновесие в аквариуме не установится никогда. Ярким внешним признаком насыщения фотосинтеза является образование пузырьков кислорода (pearling) на листьях растений через несколько часов после включения света в аквариуме. Достижимо это только при балансе всех трех факторов роста: CO2 + Света + Питательные вещества.

В процессе фотосинтеза растения используют часть спектра в диапазоне 400-700нм, т.н. PAR спектр, который совпадает с частью спектра видимой человеческим глазом. Вопреки неверным представлениям о предпочтениях растений поглощение света происходит почти равномерно во всем диапазоне видимого света, поэтому использование специальных ламп с "высоким" PAR с пиками в красной и синей области не имеют под собой ни малейших оснований. Тест Ivo Busko (табл.) четко показал что PAR таких спецламп... заметно ниже(!) чем обычных широкого спектра с нормальной цветопередачей. Обычные лампы T5 серии 950, 965 или лампы с хорошей цветопередачей для аквариума с растениями дают PAR не меньше чем специализированные PAR-лампы "оптимизированные" для роста растений.
При создании освещения для аквариума с растениями помните - нужно прежде всего обеспечить требуемую ИНТЕНСИВНОСТЬ освещения лампами нормального, широкого спектра, с цветовой температурой 5400-10000К. Никогда не пытайтесь компенсировать недостаточную интенсивность освещения установкой ламп со специальным PAR-спектром.

Освещенность аквариумов Takashi Amano.

Чтобы задать правильную инстенсивность освещения аквариума с растениями нужно сначала знать что такое низкая, средняя и высокая интенсивность освещения для водных растений в смысле насыщения фотосинтеза. Затем можно воспользоваться данными освещенности поверхности воды в аквариумах T.Amano в Lux и сравнить с замерами для своего светильника - см. Какая освещенность используется фирмой ADA?

Первые данные об освещенности аквариумов ADA были получены путем анализа мощности ламп по трем томам книги T.Amano Nature Aquarium World - What's ideal? by Erik Olson, 5/98. Подход ADA к определению мощности ламп значительно отличается от общепринятого. Раньше мощность ламп для аквариума с растениями рекомендовали определять по объему аквариума - обычно 2-4W на галлон объема (3,785л).
По данным освещенности аквариумов Takashi Amano Eric Olson определил, что мощность ламп не зависит прямо пропорционально от объема аквариума. Например, для самых маленьких аквариумов T.Amano 8W на литр слишком мало, а для объёмов >450л - 2W на литр слишком много. По графику видно, что освещенность больше зависит от площади поверхности воды (зеленая кривая по формуле "объем в степени 2/3")... "что с био-физической точки зрения более правильно". Это становится очевидным если обратить внимание на стандартность подвесов ADA.

ADA выпускает четыре типа подвесов, но всегда используется только три из них. Подвесы унифицированы и дают определенную освещенность на некую площадь поверхности воды. Вместе со стандартными размерами аквариумов ADA это позволяет обеспечить нужный уровень освещенности используя одинаковые светильники. В среднем это один подвес на 60-90см длины аквариума шириной 45-60см. В катлоге ADA есть четкие рекомендации сколько каких подвесов нужно.

1421

Лампы старого типа T8 намного менее эффективны чем T5 и MH-HQI. Вот что говорит ADA об освещении флуоресцентными лампами T8: "Если в аквариуме 60см растут только светолюбивые растения, то нужно 4 лампы NA по 20W (80W, 5000lm). В 90см аквариуме необходимо уже 6 ламп по 32W (192W, ~12000lm). Если в аквариуме растут только тенелюбивые растения, то в 60см аквариуме достаточно 2 лампы по 20W, а для 90см аквариума достаточно 3 лампы T8 32W (~6000lm). Однако, когда в аквариуме растут требовательные И нетребовательные растения одновременно, освещение должно быть такое, которое требуется для светолюбивого растения, а тенелюбивые растения займут важное место в тени коряг, там где они и должны быть посажены." (ADA 2002)

Cогласно тестам в аквариуме с водой нескольких MH-HQI ламп благодаря отражению света от стенок аквариума затухание света на глубине ~60см составляет всего 14%. Львиная доля снижения интенсивности света (70-90% в зависимости от качества отражателя при расстоянии 15-75см) приходится на расстояние от лампы до поверхности воды (падение интенсивности равно квадрату расстояния до источника), поэтому регулировка подвеса по высоте является основным инструментом регулирования интенсивности освещения. (Underwater Light Field and its Comparison to Metal Halide Lighting, By Sanjay Joshi, Ph.D.) Как меняется интенсивность освещения в зависимости от высоты установки под подвесами ADA показано в статье Руководство ADA на adaeuro.com.
С подвесами ADA приспосабливание к потребностям разных растений и типам композиций достигается за счет варьирования высоты подвеса над водой, типа ламп, и длительности яркой фазы.
T.Amano в большинстве случаев использует подвесы ADA Grand Solar I c T5 2x36W и одной MH-HQI 150W, или ADA Solar I с одной MH-HQI 150W лампой. Если в аквариуме только медленнорастущие растения, используется подвес ADA Grand SOlar II на 4 компактные T5 HO 36W.

По данным aqua-shopping.net и каталогов ADA, я (naman) составил Таблицу с подбором эквивалента освещенности подвесам ADA. Лампы подбирались по световому потоку в lumen. По световой отдаче подвесов ADA я подобрал линейные и компактные лампы T5 HO. Это очень приблизительный подбор, потому что сколько света будет реально падать на поверхность воды очень зависит от а) эффективности отражателей, б) расстояния от ламп до поверхности воды. Если вы делаете самодельный светильник, лучше всего делать его под лампы с наилучшей цветопередачей - компактные T5 лампы ADA NA Lamp 36W Twin. В противном случае делайте подвес под линейные лампы T5 HO. В него можно поставить лучшие лампы (в порядке убывания качества цветопередачи): JBL Solar Ultra Natur 9000K, T5 Hagen Lige-Glo 6700K, Philips TL5 HO De Luxe Pro 6500K. Смешивая свет с ламапми T5 950 можно использовать Aqua Medic Ocean White 10000K и Osram Lumilux SKYWHITE 880 8000K. См. раздел лучшие лампы T5 для аквариума с растениями. Если эти лампы недоступны или для вас слишком дорогие, используйте T4 Feron White 6400K.

1422

В Таблице приведены данные для аквариумов нормальных пропорций - глубина не более 60см, и примерно равна ширине (см. в таблице размеров аквариумов ADA или pdf-каталог).
Шесть ламп T5 HO нужны для подвеса висящего над поверхностью воды в 20-30см и Ступенчатого метода освещения. Если светильник стоит в 10-15см от поверхности воды (Hagen GLO) и имеет хорошие отражатели - достаточно четырех ламп T5 HO равных длине аквариума.
В таблице приведена высокая интенсивность освещения для требовательных растений.
О подборе мощности ламп по их PAR/Watt смотри: Какой PAR у обычных T5 HO 5200-6700K?
К сожалению ламп T5 965 с Ra>90 не выпускает ни Philips, ни Osram - есть только на 24W, 49/54W.
* фактическое количество воды в аквариуме, ~0,8-0,75 от объема по наружным габаритам.
**Примеры подвесов с лампами T5 HO смотри в разделе светильник.
Чтобы подобрать количество флуоресцентных ламп нужно учитывать массу факторов:
· какую интенсивность освещения хотите получить - низкую, среднюю, или высокую
· используется крышка или подвес и на какой высоте он находится от воды
· какова глубина аквариума - 45 или 60см
· используется ли Ступенчатый метод освещения
· тип ламп. Лампы T5 благодаря малому диаметру и оптимальной световой отдаче при 36°С дают более интенсивный, и что очень важно, более направленный свет чем T8. При той же мощности и расстоянии до воды освещенность аквариума с лампами T5 значительно выше.
· расстояние от ламп до поверхности воды - чем меньше расстояние, тем больше света проникает в воду. Поставьте лампу в 3см от поверхности воды, затем поднимите до 7-8см: освещенность значительно уменьшится. Это происходит потому что флуоресцентные лампы дают рассеянный свет распространяющийся во все стороны, а не туда куда надо, т.е. в аквариум.
· тип отражателей. Для подвеса с флуоресцентными лампами использование отражателей обязательно. Без отражателей под воду проникают только те лучи, что достигли поверхности под углом 53°, и используется не более ~29% света (53°х2/360°). (TheKrib) Реально в подвесе это даже меньше, ~20%. Параболические отражатели усиливают свет в два-четыре раза за счет направления всего светового потока ламп в нужном направлении. Расстояние от поверхности воды до ламп становится менее критичным - подвес можно повесить выше, что сделает обслуживание аквариума значительно удобнее. Если нет отражателей - как минимум оклейте поверхность подвеса изнутри зеркальной фольгой или окрасьте белой эмалью.
· тип ламп - T8 гораздо менее эффективны чем T5, и тем более MH HQI. Важный фактор - лампы MH HQI и T8 со старым типом фосфора очень быстро теряют световую отдачу (за год ~ на треть), а лампы T5 HO только 15% за первые 4 месяца, а далее световой поток остается стабильным. Это тоже нужно учитывать при выборе светильника.

Можно сказать, что подвес на шесть ламп T5 HO длиной равной длине аквариума с обычными (не параболы) отражателями примерно равноценен освещению от самого мощного подвеса ADA - Grand Solar I. Если это светильник стоящий в 8-10см от поверхности воды с параболическими отражателями потери света заметно меньше, и потребуется установка не шести, а четырех ламп T5 HO равных длине аквариума. По Табл. 1 для изготовления самодельного подвеса для линейных ламп T5 с отражателями нужно 4 лампы для 60см аквариума, 4-6 ламп 39W для аквариума 90х45х45см, 4-6 ламп 54W для 120х45х45см, и 6 ламп 80W для 180х60х60см.
То есть общая рекомендация может быть такой: для аквариума с требовательными растениями одна лампа T5 HO на каждые 7-8см ширины аквариума. Получается что лампы в подвесе будут стоять на расстоянии 4-5см друг от друга. Возможно, если использовать высококачественные параболические отражатели Arcadia или Sunlight Supply, можно будет ограничиться подвесом на 4xT5 HO. Это звучит вполне реально, если учесть усиление освещенности отражателем в 2-4 раза и большое самозатенение ламп если они стоят близко друг к другу как в подвесе на 6 ламп (оптимальная ширина параболического отражателя >6 диаметров лампы, т.е. для T5 >96мм). Можно проверить соответствие освещенности в Lux по ADA.

Отдельно следует акцентировать внимание на зависимости количества ламп от Методики освещения. Как известно, в большинстве аквариумов Амано используются подвесы ADA Grand Solar I с мелаллгалидными лампами MH HQI в сочетании с компактными флуоресцентными. Так как лампы MH HQI дают гораздо более интенсивный свет чем флуоресцентные лампы, по рекомендации ADA время освещения лампами MH HQI следует ограничивать до 3-6 часов в день. Остальное время (общее время освещения 10 часов) аквариум освещается флуоресцентными лампами с малой интенсивностью. Такой метод освещения существенно отличается от традиционного освещения флуоресцентными лампами непрерывно в течение 10-12 часов. Это совершенно иной метод поддержания Стабильности в аквариуме значительно влияющий на дозировку фосфатов и нитратов. Данный метод называют Ступенчатым, а то как он работает впервые разъяснил физиолог растений из Голландии PJ Magnin (PJAN). Ступенчатый метод позволяет выращивать самые требовательные растения без опасности слишком быстрого исчерпания растениями собственного запаса питательных веществ, длительного избытка света, и как следствие появления водорослей. Метод позволяет легко регулировать освещение по потребностям растений и регулировать темпы их роста.
Если ориентироваться на включение ламп на традиционные 10 часов в день, то следует использовать подвес с четырьмя флуоресцентными лампами T5-HO с параболическими отражателями. Если же ставится цель практиковать Ступенчатый метод и получить на короткий период очень высокую интенсивность, следует устанавливать шесть ламп T5 HO с отражателями. В обоих случаях длина линейных T5 ламп должна быть равна длине аквариума. Например PJAN освещает аквариум 120х45х45см лампами 6xT5 54W (~20.400...24.300lm) и очень хорошими отражателями с яркой фазой длительностью 5 часов.
^

Длительность освещения и таймеры.

Никогда не пытайтесь компенсировать недостаток силы света длительностью освещения! Аквариум должен непрерывно освещаться 8-10 часов в день при освещении флуоресцентными лампами, и 6-8 часов при освещении только металлгалидными MH HQI лампами. Почему? Потому что все растения используемые в аквариуме из тропических широт, а в тропиках растения получают свет только когда солнце стоит достаточно высоко и деревья по берегам водоемов не заслоняют свет. ADA говорит что растения будут здоровыми при освещении флуоресцентными лампами 8-10 часов в сутки. Понаблюдайте сами - растения начинают "складывать" листья через 8-9 часов освещения.

• Освещение аквариума более 12ч в день - основная причина возникновения "цветения воды".

Таймер лучше применять электронный, так как в электромеханическом часы не идут при отключении электроэнергии и он сбивается. Весьма неплохие электронные таймеры Brilux (Польша). Чтобы вечером была возможность наблюдать за аквариумом как можно дольше не удлиняя световой день выше нормы, установите таймером период освещения с 10 до 20 или с 12 до 22 часов.
Подбирая интенсивность освещения и высоту подвешивания светильника над водой нужно помнить о разных потребностях растений.

Альтернативные методы определения
интенсивности освещения Nature Aquarium


Эта информация носит исключительно ознакомительный характер, ибо ни один из методов определения мощности ламп не является верным, поскольку ориентирован на мощность ламп, а не освещенность водной поверхности в люменах или PAR/PUR. Прочтите эти разделы, и не пытайтесь найти Формулу. Лучше брать значения освещенности в люменах (lm) "по Амано" из приведенной выше Таблицы.
Каспар Хорст

Хорст рекомендует расчет освещенности исходя из 30-50lm на литр объема аквариума (по наружным габаритам). Как можно видеть в сравнительной таблице 50lm/liter является предельно минимальной границей освещенности Nature Aquarium, если конечно в нем растут не только папоротники и яванский мох.
Как видно на графике 50lm/liter достаточно для среднего аквариума 90-120см, но для 60см аквариума нужно намного больше. То есть показатель люмен на литр объема не срабатывает (также как и ватт на литр) потому что при этом не учитывается глубина и отражение света стенками аквариума.

1423

TheKrib об освещенности Nature Aquarium

На сайте итальянского любителя n a t u r A c q u a r i o приводится таблица (внизу) мощности флуоресцентных линейных ламп в аквариумах T.Amano составленная Eric Olson. (источники: Lighting Level: What’s ideal? by Eric Olson May 1998; Lighting of Planted Aquaria, by Grant Gussie, CAS, Aprile 2000)

1424

Мощность удобнее пересчитывать в люмены используя среднюю световую отдачу стандартной для подвесов ADA Solar лампы MH HQI 150W ~10000lm, и подбирать количество флуоресцентных линейных или компактных ламп T5 по их световому потоку в люменах (lm). В любом случае, минимально должно быть на каждые 10см ширины аквариума 1 линейная флуоресцентная лампа T8 равная его длине.

Аквариумисты имевшие возможность ознакомиться с тремя книгами "Nature Aquarium World" и "Aqua Journal " заметили, что в описаниях аквариумов указана интенсивность света практически вдвое выше, чем общепринятые. По статье создателя сайта TheKrib (Eric Olson - Lighting Level: What's ideal? 5/98) и данным освещенности в 161 аквариуме Takashi Amano (в книгах Nature Aquarium World 1,2,3) на fitchfamily.com методом статистического анализа в программе WinSTAT® (плагин для Microsoft Excel от Robert Fitch) был построен график зависимости освещенности аквариумов Takashi Amano от их объема. [1]

1425

Коричневая линия на графике подходит, когда зависимость мощности ламп Т8 от объема аквариума линейная, то есть объем в первой степени. Зеленая линия лучше всего подходит - если мощность Т8 принять пропорциональной площади поверхности воды, то есть объем в степени 2/3.
Ни одна из них так хорошо не подходит как красная линия полученная регрессивным анализом. Экспонента составила 0,46 - почти половина. Иными словами, средняя мощность флуоресцентных ламп T8 почти точно пропорциональна корню квадратному из объема по наружным габаритам. Получается что мощность ламп T8 увеличивается намного медленнее чем объем аквариума, и несколько медленнее чем площадь поверхности воды. По этому графику была выведена формула* расчета мощности флуоресцентных ламп типа T8 O26mm "по Амано": Watts, T8 = 12.25 x Литров^0.46, или Watts, T8 = 22.65 x Галлонов^0.46.
Прим.: объем в литрах/галлонах принимается по полному объему аквариума (по наружным габаритам).
Расчет применим только для флуоресцентных ламп дневного (Daylight) света с цветовой температурой ~5400-8000K. Лампы с высоким PAR для усиления роста растений по этим формулам рассчитывать нельзя!
Как видно по графику, мощность ламп не зависит линейно от объема аквариума. Чем меньше аквариум, тем больше Ватт на литр объема (люмен). Вероятно потому, что чем больше аквариум, тем больше глубина и отношение площади поверхности воды к его объему. Проверим формулу:
аквариум 90х45х45см V=180л, 12.25х 180^0.46 = 133W что даст всего 3 лампы T5 965 39W на ~ 5 700 lm.
120х45х45см V=240л, 12.25 х 240^0.46 = 152W что даст 152/54W всего три лампы T5 965 на 10200 lm
180х60х60см V=650л, 12.25 х 650^0.46 = 241W что даст 241/80W всего три лампы T5 965 на 13600 lm.
Всегда получается интенсивность освещения ВДВОЕ ниже чем от MH HQI! Если еще учесть что проникновение света от металлгалидных ламп под воду намного лучше, формулы совсем некорректны.
ВЫВОД. Эта формула ни в коей мере не является точной, она дает НИЗКУЮ интенсивность освещения для Nature Aquairum. Лучше пользоваться таблицей освещенности аквариумов Амано, и подбирать число ламп по их световому потоку в lm, что и делает большинство акваскейперов. Для точного соответствия подвесам ADA пользуйтесь люксметром и сравнивайте замеры с данными о подвесах ADA.
^

* этот расчет для флуоресцентных ламп старого типа T8 O26мм, у новых ламп T5 HO и MH HQI световая отдача люмен на Ватт мощности может быть существенно выше (но не всегда).

Руководство ADA 2002/2003 с сайта http://www.aqua-shopping.net/cnt/howto/index.htm (воспользуйтесь переводчиком с японского на английский в браузере Maxthon (MyIE) - Tools>Translation&Service>Babel Fish: Japanese to English)
Underwater Light Field and its Comparison to Metal Halide Lighting, By Sanjay Joshi, Ph.D.
naturAcquario.net - Таблица потребности в свете растений по видам - со ссылками на Tropica.


[1] Статья (на англ. языке) о том как была выведена формула освещения по Takashi Amano и калькулятор находится здесь [http://www.fitchfamily.com/aquarium.html]
[2] Erik Olson, Lighting Level: What's ideal?, 5/98. Мощность ламп в аквариумах Takashi Amano по трем книгам "Nature Aquarium World" Volumes 1-3, TFH Publications. Cводная таблица: http://www.thekrib.com/Plants/Tech/Lighting/, данные по Томам: volume 1, volume 2, and volume 3.
что такое лампы MH [http://www.toptropicals.com/html/aqua/lamps/hidlamps.htm#MH]
Краткий курс аквариумной фотометрии, Ukrop
Light – the driving force for growth of aquatic plants By Troels Andersen, Claus Christensen and Ole Pedersen; Tropica/The Aquatic Gardener 2007 vol. 20 (2) pp 26-35
Руководство ADA 2003
Руководство ADA на adaeuro.com
Lighting of Planted Aquaria, Grant Gussie, CAS



взято с http://www.bialix.com/amania/Chapters/T ... #catalogue
Рейтинг: 28.57%
 
Аватар пользователя
Vek
Активный участник
Активный участник
 
Сообщений: 240
Фото: 146
Зарегистрирован: 15 ноя 2013, 19:29
Откуда: Екатеринбург
Награды: 1
Орден журналиста III степени (1)
Поблагодарили: 97 раз.
ФИО: Алексей
Пол: Муж

Re: мощность ламп по Takashi Amano

Сообщение Торопыжка » 28 фев 2015, 23:24

А что я, не слишком упертый аквариумист, хотел бы иметь в смысле методики? Очень просто: длительность и интенсивность освещения для наиболее распространённых растений. Это знание конечное, то есть, с ним можно подобрать светильники методом тыка: замерил освещённость вблизи растения - и знаешь, уложился ли в параметры. Что же касается длинных рекомендаций типа предложенного, то это - для профессионалов, которые планируют нечто большое и дорогостоящее, когда желательно до закупки оборудования иметь возможно более точный расчёт.

Насчёт почти бесполезности т.н. фитоламп я уже читал. Чисто теоретически могу сказать, что опытное определение наилучшего спектра требует чудовищного количества опытов. Боюсь, что "последнее мнение" мы никогда не получим.

Разговор о зависимости мощности светильников от размеров аквариума должен быть совсем коротким. Голая математика, без шаманских плясок, говорит, что мощность источников должна быть пропорциональна квадрату размера (пропорции сохраняются), если пренебречь для растений у дна коэффициентом поглощения водой света. Только так освещённость растений будет константой. Так что, не объём нужен для расчёта, а площадь поверхности воды.

Как математик, вношу поправку. Освещённость убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника, только если источник точечный. А такие у аквариумистов редки.

И ещё мне напомнилась давняя мечта. Кто бы свёл в одно место рекомендации по замеру освещённости с помощью цифровых фотокамер. Одну такую читал, но там оказалось, что автор - профан в фотоделе и не знает толком, что такое число диафрагмы. Что ж я такой ленивый... [pardon]
Аватар пользователя
Торопыжка
Активный участник
Активный участник
 
Сообщений: 247
Фото: 4
Зарегистрирован: 07 июл 2012, 17:40
Откуда: Россия, Воронеж
Поблагодарили: 125 раз.
Пол: Муж

Re: мощность ламп по Takashi Amano

Сообщение RendeaL » 02 мар 2015, 14:29

Что ж я такой ленивый...

Стоит ведь только захотеть! [drinks]
Аватар пользователя
RendeaL
Основатель
Основатель
 
Сообщений: 3380
Фото: 416
Зарегистрирован: 02 мар 2011, 02:35
Откуда: Екатеринбург
Поблагодарили: 838 раз.
Пол: Муж


Вернуться в Освещение

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

cron