Расчет света для аквариума

У начинающих аквариумистов часто возникает вопрос — как правильно рассчитать уровень освещения аквариума. Вопрос особенно актуален для аквариумов с живыми растениями.

Рекомендуемый уровень освещения указывают в описании условий содержания рыб и произрастания растений. Обычно, он обозначается как низкий, средний и высокий.

Традиционно используется правило «ватт на литр», которое применяется в аквариумистике с конца годов. Данный способ основан на простом принципе — что потребляет много электроэнергии, также производит много света. Согласно ему, уровень освещения определяется делением совокупной мощности ламп на объём аквариума. Если полученное значение находятся у отметки 0,25 Вт/литр, значит освещение слабое, 0,5 Вт / литр соответствуют среднему уровню, а при значениях 1 ватт/литр и более уровень освещения считается высоким.

Хотя подобный способ расчёта встречается повсеместно, к настоящему времени он утратил свою актуальность. Правило «ватт на литр» более не применимо к современным системам аквариумного освещения, поскольку при одной и той же мощности, разные виды ламп будут давать разное количество света. Например, энергосберегающие лампы на светодиодах светят ярче люминесцентных или металлогалогенных, но при этом потребляют меньше электроэнергии.

Количество люменов на единицу энергии в зависимости от источника света

Таким образом, освещение аквариума правильнее рассчитывать с помощью общепринятых физических световых величин. Для простых вычислений удобнее использовать единицу измерения светового потока — Люмен (обозначается как lm). Эту характеристику производители обычно указывают на упаковке в описании ламп. Расчёты производятся аналогичным методом. Совокупное количество люменов делится на объём воды. Эмпирическим путём выведены следующие уровни освещения аквариума из соотношения люмен на литр (Лм/Л).

Уровни освещения аквариума

Низкий — 15–25 люмен на литр
Средний — 25–50 люмен на литр
Высокий — больше 50 люмен на литр

Стоит помнить, что рассчитанный таким способом уровень освещения аквариума даёт лишь усреднённые значения. В большинстве случаев аквариум освещается неравномерно, одна его часть получает много света, другая меньше. Это зависит от расположения светильника, его высоты над поверхностью воды, формы и наличия дополнительных светоотражающих элементов.

Зависимость освещённости от расположения и высоты светильника над поверхностью аквариума

Например, если источник света располагается по центру прямоугольного аквариума, то самое освещённое место будет непосредственно под светильником, в то время как по бокам уровень освещённости может упасть в несколько раз. Всё это обязательно стоит учитывать при выборе места размещения живых растений.

Подобрать рыбок

Поиск аквариумных рыбок по различным параметрам (цвет, способ питания, поведение и т.д.)

Основная информация

• Как выбрать аквариум
• Оборудование

• Фильтры и фильтрующий материал
• Система освещения
• Расчёт освещённости аквариума
• Цветовая температура
• Системы обогрева
• Система аэрации

Информация раздела "Рыбки" в части научных наименований и условий обитания
соответствует материалам FishBase – глобальный каталог видов рыб,
координатором которого является Leibniz Institute of Marine Sciences.

Правильное освещение аквариума необходимо для создания благоприятных условий для жизни всех организмов, населяющих искусственно созданную, замкнутую экосистему.

Необходимость оборудования освещения в аквариуме

Выбор оптимального освещения чрезвычайно важен для нормального развития рыб, моллюсков, бактерий и, конечно, растений, так как их жизненные процессы непосредственно связаны с фотосинтезом и, следовательно, нуждаются в нормальной освещённости.

Поступление естественного света в аквариум нередко ограничено:

• местом расположения резервуара;
• продолжительностью светлого времени суток в зависимости от времени года.

Прямой солнечный свет может спровоцировать интенсивный рост водорослей и вызвать так называемое «цветение» воды, что так же способно погубить экосистему.

Искусственное освещение подобного водоёма помогает продлить световой день на несколько часов, что позволяет приблизить условия жизни тропических обитателей аквариума к естественной среде и чередовать смену дня и ночи в более привычном для них режиме.

Современные технические средства позволяют организовать так называемый ступенчатый способ аквариумного освещения — применение розеток-таймеров, способных помочь

регулированию освещённости воды в течение суток, то есть:

• постепенное уменьшение интенсивности света;
• его отключение;
• включение;
• постепенное увеличение светового излучения;
• максимальной интенсивности поток световых лучей в течение нескольких часов.

Использование таймеров, которые просто вставляются в электрическую розетку, даёт возможность автоматизировать освещение в аквариуме.

Оптимальное освещение аквариума — сбалансированность экосистемы

В качестве источников света для аквариумов применяются различные приборы:

• обычные лампы накаливания и их энергосберегающие аналоги;
• люминесцентные лампы;
• светодиоды.

Однако освещенность аквариума зависит не только от источника света и его мощности, но и корректируется:

• составом воды;
• свойствами материалов, из которых изготовлен резервуар;
• высотой стенок аквариума.

Поэтому необходимо создать условия, при которых световой поток пронизывал бы всю толщу воды, давая возможность хорошо развиваться не только верхним листам растений, но и стеблям.

В сбалансированной замкнутой экосистеме процесс фотосинтеза можно наблюдать воочию, так как мелкие пузырьки кислорода, вырабатываемого растениями, регулярно отрываются от листьев и устремляются к поверхности воды. К тому же состояние водной флоры позволяет судить о недостатке или избытке освещённости:

• чрезмерный свет вызывает размножение зелёных водорослей;
• плохое освещение приводит к изменению цвета растений и дестабилизации возможности вырабатывать кислород.

Следовательно, оптимальные условия для жизнедеятельности в замкнутой экосистеме способен обеспечить равномерный, рассеянный свет необходимой интенсивности и определённого спектра.

Расчёт правильного освещения аквариума

Регулярное наблюдение за состоянием аквариума позволяет заметить недостаток или избыток освещённости и изменить её интенсивность. Интенсивность освещённости и мощность оборудования, необходимого для данных целей, условно рассчитывается исходя из нескольких параметров:

• мощность источников света в 0,1–0,3 Ватт на литр воды необходима для резервуаров без растительности;
• освещенность 0,2–0,4 Ватт на литр применяется для экосистем с тенелюбивыми видами рыб и представителями водной флоры, например, растения, не нуждающиеся в обилии света: яванский мох, эхинодорус, криптокорин;

• лампы мощностью 0,4–0,5 Ватт используются в аквариумах, где не предусмотрен интенсивный рост растений, либо их число намерено ограничено;
• источники 0,5–0,8 Ватт на литр создают оптимальную освещённость для жизнедеятельности большинства аквариумных рыбок и требовательных к свету растений;
• освещённость 0,8–1 Ватт на литр создаётся для природных аквариумов, освещение которых предполагает плотное размещение растительных форм жизни.

Однако на данный фактор влияет глубина резервуара, поэтому обустройство аквариума с высокими стенками может потребовать источников света с большей мощностью.

Выбор самого источника, сейчас не ограничивается вольфрамовыми лампами, и опытные аквариумисты могут иметь свои предпочтения, применяя:

• люминесцентные;
• галогеновые;
• светодиодные приборы.

Они способствуют не только созданию оптимальных условий жизнедеятельности экосистемы, но и помогают превратить аквариум в оригинальный элемент дизайна помещения.

Кроме того, промышленностью выпускаются специальные фитолампы и подводные светильники различного принципа действия, которые могут погружаться непосредственно в воду. Однако чаще применяются приборы, которые монтируются на верхней крышке ёмкости или устанавливаются над стеклом или пластиком, прикрывающим поверхность воды. Учитывая, что интенсивность освещённости падает с каждыми десятью сантиметрами воды вглубь аквариума приблизительно в половину, нужно произвести точный расчёт освещённости аквариума и выбрать оборудование соответствующих характеристик.

Спектр излучения и источники света

Одним из важнейших параметров, влияющих на обменные процессы водных растений, является спектр светового потока, что так же следует учесть при организации света в замкнутой экосистеме. Так как в течение светового дня вода преобразует разные световые лучи, которые способны принимать различные оттенки, оптимальной температурой спектра считается 5000 К, что соответствует светло-зелёным оттенкам спектра. Поэтому при выборе аппаратуры для правильного освещения аквариума специалисты рекомендуют использовать источники света с необходимой мощностью, с широким спектром и цветовой температурой 5600–10 000 К.

Лампы накаливания

Несмотря на низкий коэффициент полезного действия, выделение большого количества тепла при минимальной эффективности, короткий эксплуатационный период, обычные лампы накаливания обладают таким спектром излучения. Он практически полностью совпадает с солнечным, то есть тем, который необходим для растений и иных водных обитателей.

Люминесцентные светильники

Люминесцентные лампы нередко выбираются аквариумистами по нескольким причинам:

• из-за габаритов площади свечения;
• разнообразия модельного ряда;
• отсутствия теплового излучения;
• достаточно продолжительного срока службы.

Однако, в основном, данные приборы не обладают достаточным для нормального освещения аквариумов спектром излучения. Впрочем, индустрией производятся специализированные лампы подобного принципа действия, которые способны обеспечить хорошую освещённость в аквариумах, определённых объёмов.

Металлогалогенные лампы

Металлогалогенные светильники, которые нередко применяют для того, чтобы организовать эффективное освещение в аквариуме, отличаются улучшенными характеристиками:

• высокой мощностью и большим диапазоном;
• светоотдачей, превышающей данный показатель многих современных источников света;
• долгим сроком эксплуатации;
• возможностью создавать световой режим, практически совпадающий с естественным освещением в природных водоёмах, то есть свет, который нужно поддерживать в течение какого-то периода для аквариумных растений и для иных водных форм жизни.

Кроме того, металлогалогенные элементы помогают оборудовать хорошим светом голландский или морской аквариум, создать контрастное освещение, которое поможет стать искусственной экосистеме ярким акцентом интерьера.

Однако тепловое излучение подобного светильника диктует особые условия размещения панели или прожектора, а именно: специальную подвесную конструкцию, что предполагает более тщательного расчета для аквариумов, освещение которых планируется осуществить данными приборами, так как близкое к поверхности воды размещение подобных источников света может быть вредно для растений.

Led-светильники

Сложная технология производства металлогалогенных светильников не позволяет изготовить подобный источник света самостоятельно, в отличие от аппаратуры, оснащённой светодиодами, которую многие аквариумисты конструируют и собирают собственноручно.

Кроме того, предпочтение Led-светильникам отдаётся в силу целого ряда причин:

• экономного расхода электроэнергии;
• функционирование от малого напряжения в сети;
• длительный период эксплуатации.

Расчёт освещения в аквариуме в люменах

В принципе, расчёт освещения в аквариуме светодиодными элементами практически не отличается от определения освещённости с использованием иных источников светового излучения, однако при оборудовании светильниками аквариумов в 100 литров и более специалисты рекомендуют вычислять параметры освещения в люксах.

Люкс — единица освещённости площади в 1 метр световым потоком в 1 люмен, что позволяет, зная площадь дна, рассчитать необходимое количество точечных источников света.

Например, для большинства аквариумов, у которых высота больше длины с обычными растениями, необходимо 6 000–10 000 лк, но если растения светолюбивы, то расчёт освещения в аквариуме позволит данный параметр повысить до 10 000–15 000 лк. Умножив площадь дна аквариума в метрах на желаемую величину освещённости в люксах, можно вычислить параметры нужного источника в люменах, которые сравниваются с величинами, указываемыми производителями на всех Led-лампах или лентах.

Нужный метраж светодиодной ленты, с определённым цветовым спектром излучения, и блок питания необходимой мощности приобретаются в торговых сетях, и собирается надежный, долговечный светильник, конструкция которого позволяет использовать его для любых аквариумов.

Возможности подводной подсветки

Дополнительное освещение для аквариума, при необходимости, создаётся подводной подсветкой. Подобные светильники с помощью специальных присосок крепятся на стенки и декорируются водной растительностью или камнями.

Подводный светильник представляет собой источник света, различного принципа действия, помещённый в герметичную колбу, что помогает предотвратить опасность для аквариумных рыбок и иных представителей флоры и фауны, обитающих в искусственной экосистеме.

Промышленностью производятся приборы, излучающие свет в таких тонах спектра:

Они помогают улучшить освещённость аквариума и повысить его декорирующие функции в интерьере помещения.

Благодаря использованию светодиодов и обладая определёнными знаниями в электротехнике, подобные приборы многими аквариумистами оборудуются самостоятельно.

Организация правильного рассеянного освещения аквариума имеет большое значение для нормального функционирования замкнутой экосистемы, влияя на обменные процессы растений, фотосинтез и, следовательно, на насыщение водной среды кислородом, необходимым для жизнедеятельности живых организмов.

Кроме того, искусно созданное освещение и подсветка позволяет сделать обычную стеклянную ёмкость оригинальным элементом оформления помещения, привлекать взгляды посетителей и с интересом наблюдать за жизнью обитателей за стеклом, как в небольшом, так и объёмном морском аквариуме.

Видео по теме

Простейший расчет освещенности аквариума.

Сообщение Бошетунмай » 18 янв 2018, 19:08

Задача: не напрягаясь, между делом, рассчитать количество света, попадающего на определенные участки аквариума.

Примечание. Точные расчеты нам не нужны, чай не в космос запускаем, или, как говорят в армии: на скорость и дальность полета пули не влияет, значит, можно пренебречь. Нам достаточно знать порядок тех или иных величин, чтобы оперировать ими при анализе обстановки в аквариуме и выборе освещения.

Самый простой и понятный в практической аквариумистике способ подсчета освещенности аквариума – это отношение ватт/литр. Берем мощность лампы, делим ее на количество литров емкости и получаем нечто очень-очень условное. Мощность – это количество потребляемого электричества, и с количеством света эта величина связана весьма приблизительно. К примеру, спираль электронагревателя может иметь мощность 3 киловатта, а выделять при этом мизерное количество света или вообще его не выделять, ибо вся энергия идет на выделение тепла. КПД осветительных приборов может быть абсолютно разным, даже в пределах одной и той же группы источников света, не говоря уже о различиях между лампами накаливания, люминесцентными лампами и светодиодными светильниками.

Другой, с виду более продвинутый способ – подсчет количества света на литр, исходя из светового потока, выделяемого источником, выраженного в люменах. Казалось бы, вот он, более точный способ расчетов. Но… опять не то. Читаем на упаковке люминесцентной лампы: 1000 люмен, к примеру. Эта величина показывает количество света излучаемого всей поверхностью лампы, но на поверхность аквариума свет попадает не весь и попадает при этом под различными углами к воде. Тут включается в игру еще один осветительный прибор – отражатель. От его отсутствия или наличия значения искомых величин могут отличаться весьма значительно. Так что, световой поток во все стороны – тоже не для нас.

Логично приходим к третьему, самому подходящему способу расчета освещенности отдельных участков аквариума в люксах, т.е. расчета количества света, попадающего на единицу площади. Сделать это несложно. Для этого нам потребуется следующее:
1. линейка
2. калькулятор
3. данные о количестве света, выделяемого используемыми лампами в люменах. Как правило, указывается на упаковке, цоколе или колбе лампы.
4. несколько полезных цифр-коэффициентов, которые собраны из различных опубликованных источников. Цифры усреднены для удобства работы с ними.

– коэффициент передачи светового потока, который зависит от конструкции лампы и отражателя:
0,2 – отражатель отсутствует (крышка без светоотражателя)
0,33 – крышка со светоотражающей поверхностью
0,5 – отражатель специальный: полукруг, трапеция, парабола
0,6 – светодиоды без отражателя
0,8 – светодиоды с отражателями или оптикой

коэффициент рассеяния, корректирует количество света в зависимости от расстояния до объекта
0,0 м – 0,92
0,1 м – 0,79
0,2 м – 0,67
0,3 м – 0,56
0,4 м – 0,46
0,5 м – 0,40
0,6 м – 0,32
0,7 м – 0,27
0,8 м – 0,23

Итак, все необходимое для расчетов у нас есть. Попробуем на практике. Будем пользоваться следующей формулой

Количество света в люм Х К передачи
________________________________________ Х К рассеяния = осв. в люксах
Площадь аквариума в М2

1. Условие: – аквариум 0,6м.длина; 0,4м.ширина; (площадь – 0,24 метра) высота 0,45 метра;
– лампа люминесцентная 760 люмен со специальным отражателем (К = 0,5).
Надо вычислить количество света на дне аквариума. Измеряем расстояние от лампы до дна = 0,4 метра (К=0,46)

760 люм Х 0,5
_______________________ Х 0,46 = 728 люксов
0.24 м

2. Рассчитаем освещенность на дне десятилитрового креветкария известного производителя.
Лампа светодиодная 400 люмен без отражателя (К=0,6); площадь = 0,044 м; расстояние от светильника до дна 0,2 метра.(К=0,67)
Считаем:
(400х0,6):0,044 х 0,67=3655 люксов

3. Три светильника:
– светодиодный с отражателем (К=0,8) 1000 люмен
– Т8 без отражателя (К=0,2) 800 люмен
– Т8 со спец отражателем (К=0,5) 780 люмен
От светильника до дна – 35 см (0,35 м) К=0,51, площадь аквариума 0,6х0,3=0,18

Пользуясь такими простейшими расчетами, мы можем понять для себя, какое приблизительно количество света попадает на ту или иную глубину нашего аквариума. Исходя из этого, можно делать выводы о необходимости увеличения или уменьшения количества света для решения поставленных задач. Опять же, в наших расчетах не учитываются некоторые условия, влияющие на конечный результат, но (см. Примечание) погрешности при этом для нас абсолютно не критичны, поэтому мы можем их с легким сердцем оставить в покое.