Расчет светового потока для аквариума: Как рассчитать уровень освещения (количество света) аквариума

Как рассчитать свет для аквариума

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Содержание:

• 1 Ватты или люмены
• 2 Сколько света нужно
• 3 Расчет освещения в зависимости от типа лампы
• 4 Лампа накаливания
  • 4.1 Лампа Т8
  • 4.2 Лампа Т5
  • 4.3 Светодиодное освещение
  • 4.4 Металлогалогенное освещение

Создание популярного в настоящее время растительного аквариума требует немалого труда и заботы. Чтобы система в нем благоприятно существовала и развивалась, для аквариума с растениями необходимо создать особые условия.

Ватты или люмены

Освещение – одно из важных условий содержания аквариума. Для расчета необходимого света используют универсальный метод – в люменах на литр. Люмен – это единица измерения светового потока. Чем выше показатель, тем ярче лампочка и тем больший объем она охватывает. При выборе осветительного прибора для емкости опираться необходимо на люмены либо люксы. В люксах измеряется освещенность поверхности. 1 люкс равен 1 люмену.

Многих интересует вопрос, сколько люменов на литр воды необходимо использовать при подсветке аквариума.

Рассчитывают люмены следующим образом: если мощность лампы накаливания равна 100 Вт, она создает световой поток в 1300 Лм. Производители указывают коэффициенты светоотдачи в зависимости от мощности. Так как модели отличаются друг от друга, то основывать выбор в первую очередь нужно не на Ватты, а на люмены.

Существует несколько уровней того, сколько люмен на литр нужно для аквариума:

• при низком уровне освещения – 15–25 Лм/л;
• при среднем уровне – 25–50 Лм/л;
• при высоком уровне — выше 50 Лм/л.

Сколько света нужно

От конечного значения зависит несколько факторов.

Выберите тип и количество растений, которые вы планируете выращивать. Для фотосинтеза достаточно 1000–10 000 люкс освещенности над поверхностью воды. При превышении этого диапазона растения перестают нормально расти. Небольшое превышение показателей способствует появлению более яркой окраски.

Для среднестатистической системы подойдет показатель 3 000–4 000 люкса. Он подходит для выращивания несветолюбивых растений.

Следующий критерий – глубина роста растений. Для узколистых криптокорин, например, достаточно 400 люкс.

Расчет освещения в зависимости от типа лампы

Уровень светодиодного освещения для аквариума зависит от глубины, наличия обитателей, растений, объема. Среди них выделяют прожекторы, ленты и лампы.

Светодиодный прожектор обеспечивает высокую освещенность. Его применяют для глубоких систем или габаритных изделий. Устанавливают (в зависимости от объема, размера) 1–3 прожектора. Их мощность составляет 25, 50, 100 Вт. На 100 литров устанавливают 2 прожектора по 25 Вт. Альтернатива – установка одного прибора 50 Вт.

Светодиодную ленту для аквариума устанавливают от 30 литров. Современные светодиоды обладают высокой мощностью. Они излучают 18, 40, 45 Лм. Благодаря им можно осветить систему в 100–200 литров.

При этом необходимо оборудовать систему охлаждения, так как в процессе работы светодиоды нагреваются. Плюсом считается то, что ленты приклеиваются в воде, создавая равномерную подсветку.

С помощью лампочек светодиодных освещают емкости системы в 50 л. При этом должна быть учтена мощность и цветовая температура. Светодиоды подбирают на 0,2 Вт.

Лампа накаливания

Они имеют низкий коэффициент полезного действия, выделяют большое количество тепла. Выбирают люминисцентрое освещение из-за охвата площади свечения. Выделяют ряд изделий, у которых тепловое излучение отсутствует.

Недостаток состоит в том, что приборы недостаточно мощны для нормальной подсветки аквариумных систем.

Лампа Т8

Устанавливают в аквариумных крышках с типом цоколя Т8. Этот вариант совместим с другими типами ламп. Их достоинства заключаются в приемлемой силе, минимальном потреблении энергии.

Лампа Т5

Этот тип устанавливают в аквариумной крышке с типом цоколя Т5 на 70 литров — 80 литров. Обладают хорошей светоотдачей, высоким показателем мощности. Применение этого типа экономит место в емкости.

Светодиодное освещение

Создается подводной подсветкой дополнительный источник света. Место крепления – стенки. Часто эти области декорируют с помощью растительности, или камней.

Металлогалогенное освещение

Тип предназначен для эффективного обустройства в аквариумной емкости. Этот вариант отличается большим диапазоном работы. Изделия служат продолжительный период времени.

С его помощью оборудуют хороший свет в морском или голландском стиле. Расчет освещения в аквариуме осуществляется, учитывая следующие параметры:

Если вы выбираете светодиодное освещение аквариума, расчет необходим исходя из глубины резервуара. При высоких стенках позаботьтесь об источниках света большей мощности.

Аквариумистика – это древнее, но популярное до сих пор занятие, связанное с моделированием экосистемы в емкости с водой. Она делится на несколько направлений — декоративное, коммерческое и другие.

Для нормального функционирования экосистемы необходимо подобрать подходящую подсветку для аквариума, рассчитать мощность лампы. Большее количество света обеспечивает растения питательными веществами и углекислым газом. При недостатке света культурные растения гибнут, аквариум зарастает водорослями.

Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓

Поделиться на Facebook

Поделиться в ВК

Поделиться в ОК

Поделиться в Twitter

Поделиться в Google Plus

Как правильно рассчитать необходимое и достаточное освещение для аквариума

На данный момент уже доказана эффективность полноспектрального освещения растений, по сравнению с узкоспектральным, для полноценного жизненного цикла растения на всём протяжении его жизни. Доказана необходимость зелёной части светового спектра для развития и жизнедеятельности растения в целом и фотосинтеза частей растения имеющих плотную структуру в частности.

Также обратите внимание на тот факт, что узкоспектральные источники освещения не оцениваются со стороны такой характеристики, как «световой поток». В то же время, «фотосинтетический спектр свечения» оценивается в таких единицах измерения, как «фотосинтетический фотонный поток» [суммарное число фотонов, излучаемых в секунду в диапазоне длин волн от 400 до 700 нм и измеряется в мкмоль/с]. Правда, тут имеется «подводный камень», т.к. количество единиц энергии на фотон и число фотонов на единицу энергии варьирует от длины световой волны.

В связи с тем, что с момента разработки формул освещения в единицах потребления электроэнергии техника и технологии ушли далеко вперёд, использование таких формул зачастую оказывается некорректным, т.к. требует корректировки с учётом особенностей энергопотребления и обеспечения светового потока источниками света для которых эти формулы разрабатывались изначально и особенностей энергопотребления и обеспечения светового потока источниками света планируемых к использованию.

По этому, как учил Слава Юдаков, используем полноспектральные лампы и расчитываем необходимое их количество исходя из характеристик планируемых к использованию ламп и необходимого уровня светового потока:
л×h=x (Люмены)

Таблица 1 позволяет определить аквариум какого объёма можно нормально осветить с учётом величины светового потока и высоты аквариума.
Таблица 2 позволяет определить размер освещённого пятна на дне аквариума с учётом величины светового потока и высоты аквариума.

Это очень грубый подсчёт, не учитывающий всю геометрию каждой лампы и её светового пятна, но достаточный для нашего случая.
1. Расчитаем количество люменов для люминесцентной лампы по формуле де Вита
л×h=x, где
л — Объём аквариума, л
h — Высота аквариума, см
x — Минимально необходимое количество люменов при освещении аквариума люминесцентными лампами (min lm)
Учтём, что стандартная люминесцентная лампа имеет трубчатую форму и светит во все стороны «на 360°»
2. Рассчитаем минимально необходимое количество люменов при освещении аквариума люминесцентными лампами на один условный «угол разлёта света испускаемого люминесцентной лампой»: x÷360
3. Смотрим характеристики планируемой к покупке светодиодной лампы, в т.ч.:
— Световой поток, lm
— Угол светового потока, град.
4. Осуществляем пересчёт.

Почему нужно считать не ватты, а люмены? Это — более корректно, т.к. разные типы и поколения ламп на обеспечение освещения равного одному и тому же количеству люменов используют разное количество ватт.

Пример 1, для аквариума, с размерами (Д×Ш×В, см) 61,5×20×30
1.1. Необходимый для освещения этого аквариума световой поток рассчитываем по простейшей формуле: л×h=x, где
л — Объём аквариума, л
h — Высота аквариума, см
x — Минимально необходимое количество люменов
1.2. Дополнительно рассчитываем допустимый диапазон светового потока — x±30%, что составит (расчёты брутто):
[а₁]min lm, lm — 1 107
[а₂]min lm–30%, lm — 775
[а₃]min lm+30%, lm — 1 439
Это — для люминесцентных трубок и КЛЛ.

Для ЛЕД-ламп нужно ввести коэффициент пересчёта, который (расчёты брутто) имеет вид (для трубчатых ламп):
Количество люменов рассчитанное для ЛЛ ÷ 360 (угол освещения поверхностей ЛЛ в градусах) × Величину угла освещения поверхности выбранной ЛЕД-лампой.

1. 3. Подсчитываем необходимое количество выбранных ламп, разделив соответствующее «рассчитанное количество люменов для аквариума» на «количество люменов испускаемых планируемыми к использованию лампами».

Пример 2, расчёт для аквариумов объёмом в 40 и 70 литров и высотой 40 см, соответственно:
2.1. 40×40=1600 и 70×40=2800;
2.2. 1600÷360=4,444444444444444 и 2800÷360=7,777777777777778
2.3. смотрим характеристики планируемой к покупке или имеющейся в наличии лампы лм и угол;
2.4.1 и 2.4.2 проводим расчёты по данным этой лампы.

В таблице приведены расчёты для указанных в примере 2 аквариумах в люменах при использовании любых ламп, с учётом ряда величин угла светового потока освещаемого конкретной выбранной вами лампой. Для ламп имеющих другую величину угла светового потока расчёты проводятся аналогично.

Важно:
1. Если рассматриваемая лампа имеет величину угла светового потока меньше 97°, то для расчёта используются данные по углу в 97°, т.к. это максимальная величина эффективного угла светового потока для освещения аквариумных растений в воде. Только не забывайте, что в этом случае, данные для угла в 97° — это сумма углов наших «узкоугловых» ламп.
2. Таблица наглядно демонстрирует (для освещения аквариумных растений в воде) эффективность использования ламп у которых величина угла светового потока не превышает 120°, т.к. всё что освещается за пределами эффективного угла светового потока [const, 97°10’0” ≈ 97°] «пропадает втуне», т.е. не достигает освещаемого объекта (аквариумных растений в воде).

Дополнительно:
Таблица пересчёта бытовых полноспектральных светодиодных ламп, в зависимости от величины их угла освещения

Таблица 3 позволяет определить какими данными из таблиц 1 и 2 нужно пользоваться применительно к конкретной лампе.

Пример 3.
Рассмотрим лампу LED-JDR-3,5W/WW/E14 280 Lm

т. к. у данной лампы «угол разлёта фотонов» меньше 97°, то для расчётов мы будем использовать значение x из Таблицы 3, равное по углу в 97° и 280 лм, это — 1039 лм (если бы наша лампа светила бы на все 360° так же, как и на освещаемую часть поверхности).
Далее, переходим к Таблицам 1 и 2, в них мы смотрим данные по строке наиболее близкой к полученному нами числу, в рассматриваемом нами примере, это — x=1000, и нужным нам колонкам и графам на их пересечении.

Aquarium LED — Aquascaping Wiki

На рынке аквариумов предлагается множество решений, с помощью которых вы можете заменить стандартное аквариумное освещение энергосберегающими светодиодами. К сожалению, светодиодное освещение трудно сравнить со стандартными, хорошо известными системами освещения аквариумов, такими как люминесцентные лампы Т5 или Т8. Здесь мы покажем вам метод, с помощью которого вы можете легко рассчитать и сравнить интенсивность света.

Стандартное аквариумное освещение

Помимо популярных люминесцентных ламп (T5 или T8), во многих аквариумах используются металлогалогенные лампы (HQI) или так называемые компактные люминесцентные лампы. Последние часто являются предпочтительным элементом освещения в прикрепляемых лампах, которые используются поверх наноаквариумов. Соотношение мощности в ваттах и ​​объема аквариума в литрах имеет решающее значение для аквариума с растениями. Для расчета этого соотношения просто разделите мощность в ваттах на объем в литрах. Значение примерно 0,25 Вт на литр описывает так называемый бак для слабого освещения. Этого достаточно для неприхотливых растений, не требующих высокой интенсивности света, таких как папоротники, мхи, криптокорина и анубиас. 0,5 Вт/л можно охарактеризовать как средний свет. Некоторые почвопокровные или стеблевые растения хорошо себя чувствуют при таком освещении. 1 ватт на литр или более соответствует так называемому баку Highlight. Требовательные растения, такие как краснолистные стеблевые растения, нуждаются в таком количестве света.

Металлогалогенная лампа HQI производства ADA.

LED

Описанное выше эмпирическое правило применимо и к светодиодным светильникам. Однако вы рассчитываете не с выходной мощностью в ваттах, а со световым потоком, который измеряется в люменах. Причина этого изменения заключается в том, что светодиоды с одинаковой выходной мощностью в ваттах могут иметь сильно различающийся световой поток в люменах. Значение, относящееся к мощности, было бы слишком неточным.
Низкий свет, как описано выше, с 0,25 Вт на литр в ваших стандартных системах освещения соответствует примерно 15 люменам в светодиодных светильниках. Средний диапазон 0,5 Вт на литр можно сравнить примерно с 30 люменами на литр, а яркий свет соответствует примерно 60 люменам на литр в светодиодных светильниках.

Если вы используете этот калькулятор освещенности, вы можете довольно легко определить, обеспечивает ли ваша система освещения ваши растения слабым, средним или сильным светом.

Лампа на клипсе со светодиодами.

Преобразование

Когда вы знаете, сколько света нужно вашим растениям, вы можете следить за соответствующими люменами в светодиодных светильниках, которые вы рассматриваете. Ориентировочное значение светового потока, которое мы нашли с учетом световых потребностей наших растений, просто умножается на объем аквариума в литрах.
Пример: Аквариум объемом 54 литра оснащен стандартной люминесцентной лампой Т8 мощностью 15 Вт. 15 Вт/54 литра составляют примерно 0,27 Вт/л, что, в свою очередь, соответствует баку с низким освещением. Таким образом, система светодиодного освещения, которую мы планируем, должна иметь мощность 15 люмен на литр. 15 люмен*54 литра дают 810 люмен. Таким образом, 810 люмен должен быть световым потоком светодиодной системы освещения, которую мы собираемся купить, если мы хотим сохранить интенсивность света, которую мы используем в настоящее время.

Обратите внимание: при выборе системы освещения убедитесь, что вы видите указание производителя светодиодной системы освещения в люменах, которые излучает его продукция. Системы освещения, в которых используются только белые светодиоды, имеют более высокий световой поток (т. е. их эффективность выше и они больше экономят электроэнергию), чем те светильники, в которых используются цветные светодиоды. Однако у них есть и другие преимущества: они позволяют цветам рыб и растений выделяться намного красивее.

Эмпирическое правило люмен на ватт — Aquascaping Wiki

В статье «Светодиоды для аквариума» мы уже описали, как вы, как владелец аквариума, можете рассчитать мощность своих старых светильников, таких как люминесцентные или металлогалогенные лампы, чтобы заменить их на светодиоды, не жертвуя интенсивностью света. . Современное светодиодное освещение характеризуется тем, что потребляет значительно меньше энергии, чем обычные лампы HQI, T5 или T8. Однако, в зависимости от светоизлучающих диодов, которые использовались для создания светодиодного светильника, могут быть различия в светоотдаче. В этой статье мы объясним, как можно более точно определить эффективность аквариумных светодиодных систем, что облегчит сравнение между различными лампами.

Люмен

В упомянутой выше статье мы уже подробно рассмотрели единицу измерения в люменах. Люмен используется для измерения светового потока, излучаемого источником света. Этот параметр выражает скорость, с которой генерируется свет. Освещение с высокой яркостью воспринимается человеческим глазом как особенно яркое. При покупке светодиодного освещения следует учитывать спецификацию производителя по световому потоку системы освещения. Этот параметр может помочь вам сравнить яркость различных моделей.

Ватт

Единица «ватт» определяет мощность, т.е. е. потребляемая мощность электрического или электронного устройства. В хобби-аквариуме люди считают мощность (ошибочно) равной интенсивности света, что соответствует девизу «то, что много потребляет, должно генерировать много света». Вследствие этого предположения было установлено эмпирическое правило «ватт на литр».
Это правило устанавливает мощность лампы в зависимости от объема освещаемого ею аквариума, чтобы получить эталонные значения для определенных типов водных растений (введено Паффратом в 1919 г.).79). Например, так называемый диапазон низкой освещенности определяется на уровне от 0,2 до 0,3 Вт на литр, что достаточно для освещения тенелюбивых растений, таких как Anubias , неприхотливых папоротников или мхов. С другой стороны весов у нас есть диапазон высокой мощности около 1 Вт на литр, рекомендованный для требовательных водных растений, таких как красностебельные растения. Умеренная потребность в освещении составляет около 0,5 Вт на литр.

Как мы уже упоминали, мощность в ваттах на самом деле неправильная единица для описания «силы света», но она зарекомендовала себя с годами в ходе вышеупомянутого эмпирического правила «ватт на литр», согласно которому используется для обозначения специфической потребности водных растений в свете. На самом деле было бы точнее рассчитывать с помощью физических параметров кандела (сила света по отношению к телесному углу), люкс (освещенность по отношению к освещаемой поверхности) или люмен (световой поток). Последняя единица измерения благодаря своей простоте особенно удобна для элементарных расчетов и сравнений. К настоящему времени существует огромное разнообразие систем и моделей аквариумного освещения, и в связи с этим, а также из-за расхождения между потребляемой мощностью в ваттах, с одной стороны, и излучаемым световым потоком в люменах, с другой стороны, у нас есть лампы различной эффективности, когда дело доходит до энергопотребления. Прежде чем покупать новое светодиодное осветительное оборудование, посвятите некоторое время более глубокому изучению вопроса светоотдачи.

Световая отдача

Система освещения особенно эффективна с точки зрения энергопотребления, если она, с одной стороны, потребляет мало энергии (Вт), а с другой стороны генерирует высокий световой поток (люмен). Эти две единицы можно объединить в определенном соотношении, разделив значения люменов на ватты (Лм/Вт). Этот фиксированный коэффициент определяется как светоотдача . Энергосберегающие аквариумные светодиоды имеют хорошую светоотдачу и КПД при высоком показателе люмен на ватт.

Примеры

Светодиодные технологии постоянно развиваются, и промышленность производит все более и более эффективные светодиоды, постоянно улучшая светоотдачу. В этом смысле нельзя считать идеальным значением параметра , к которому нужно стремиться, поскольку оно будет меняться со временем. Тем не менее, текущий статус (2018 г. ) таков, что производители, такие как дневные, предлагают светодиодные системы со световым потоком от 120 люмен на ватт (серия эко и кластер) до 180 люмен на ватт с их новой серией матриц. Эти значения уже довольно хороши. Dennerle также обещает мощность 120 лм/Вт со своими светодиодами Trocal. Китайский производитель Chihiros рекламирует свою серию A со световым потоком около 150 люмен/ватт (с небольшими колебаниями в зависимости от модели). Как вы уже можете видеть из этих нескольких примеров — сравнивать стоит!

Серия матричных светильников Daytime отличается превосходной светосилой 180 люмен/ватт.

Обратите внимание, что аквариумные светильники с белыми светодиодами имеют особенно высокую светоотдачу. Так называемые системы освещения RGB оснащены цветными светодиодами в дополнение к чисто белым, что приводит к значительно более низким значениям светового потока. Это включает в себя светодиодный светильник Twinstar e, ADA RGB Solar или серию Chihiros RGB.