OŚWIETLENIE

Niniejszy tekst został napisany w okolicach 1996 roku. Ale nie stracił nic na aktualności. Pojawiły się świetlówki na trzonku T5, ale ich oznaczenia są podobne jak trzonka T8 (G13).

"Dobór oświetlenia w akwarium to temat stary i budzący sporo kontrowersji. Jedni przyjmują że należy dobierać moc oświetlenia w Wattach do pojemności zbiornika, inni że strumień świetlny w Lumenach. O ile to pierwsze w zasadzie nie ma żadnych podstaw by być właściwe o tyle to drugie czyli lumeny mają swoje uzasadnienie (*1). Strumień świetlny wyrażany w lumenach to z definicji światłość jaką ma w danym kierunku źródło światła, które emituje promieniowanie monochromatyczne o częstości 540x1012 Hz przy czym natężenie w tym kierunku wynosi 1/683 Watta na steradian. Strumień świetlny to nic innego jak parametr określający jak ludzkie oko widzi dane źródło światła, czy wydaje się być jaśniejsze czy ciemniejsze.

Sprawa jednak jest troszkę bardziej skomplikowana.

* Mianowicie dla roślin istotną rolę grają fotony a dokładnie ich ilość padająca na ich powierzchnie w jednostce czasu i ten parametr czyli - ilość fotonów na jednostkę czasu - jest istotny, bowiem to fotony uderzając w cząsteczki chlorofilu napędzają fotosyntezę.
* Dla roślin najbardziej użytecznym światłem z punktu widzenia fotosyntezy jest światło czerwone i podczerwone ale również niebieskie.

A jak się ma ilość fotonów w jednostce czasu do strumienia świetlnego - w zasadzie nijak - ponieważ dla oka ludzkiego najjaśniejsze jest światło o długości fali 550 nm, a na inne długości fali jest mniej wrażliwe. Przy długości fali 550 nm dla oka ludzkiego wystarczy tylko 10 fotonów/sek aby źródło zostało zauważone, dla przykładu dla światła o długości fali 650 nm potrzeba aż 126 fotonów na sekundę aby oko je dostrzegło.

Reasumując - dwa źródła światła o tym samym strumieniu świetlnym, czyli jednakowo widziane przez oko ludzkie, a emitujące światło o różnych długościach fal emitują różne ilości fotonów w jednostce czasu.

A zatem dobrze dobrana świetlówka specjalistyczna dla roślin, będzie miała widmo świetlne przesunięte w kierunku czerwieni i będzie emitować dużą ilość fotonów/ sek ale nie będzie miała dużego strumienia świetlnego i może być dla oka ludzkiego ciemniejsza. Podczas gdy świetlówki ze światłem dziennym wysokowydajne będą miały strumień świetlny wysoki czyli dla oka będą jasne ale z punktu widzenia roślin będą mniej przydatne.

W tym wszystkim należy jednak pamiętać że rośliny są w stanie prowadzić fotosyntezę (*1) i prawidłowo się rozwijać nawet przy nieodpowiednim świetle jeżeli jego ilość będzie duża, natomiast przestaną się rozwijać i zginą nawet przy najlepszym świetle jeśli jego ilość będzie za mała. Tu powstaje pewien paradoks ale tylko pozorny, mianowicie dobre świetlówki dla roślin dają za mało światła, podczas gdy świetlówki z dużą ilością światła dają je nie do końca prawidłowe dla roślin. Niestety światło słoneczne daje pełne spectrum i ciężko je sztucznie odwzorować. Najlepszym rozwiązaniem zatem w przypadku doboru świetlówek dla roślin jest ich wymieszanie.
A zatem oświetlenie przy pomocy świetlówek powinno się składać z oświetlenia podstawowego dającego odpowiedni strumień świetlny oraz z oświetlenia doświetlającego rośliny dającego odpowiednią jakość światła.
U mnie na każdą świetlówkę dającą światło dzienne przypada jedna świetlówka specjalistyczna dla roślin - w ten sposób mam zapewnioną odpowiednią ilość jak i jakość światła.

Kilka przykładów źródeł światła i ich strumienia świetlnego.

Świetlówka      W   lm       K   Ra śred. dł. Trzonek

Świetlówki Philips DE LUXE
TLD 18W/930 18   940 3000 95 26   590  G13
TLD 36W/930 36 2250 3000 95 26 1200  G13
TLD 58W/930 58 3650 3000 95 26 1500 G13
TLD 18W/940 18 1000 3800 95 26 590 G13
TLD 36W/940 36 2400 3800 95 26 1200 G13
TLD 58W/940 58 3850 3800 95 26 1500 G13
TLD 15W/950 15 700 5300 98 26 438 G13
TLD 18W/950 18 960 5300 98 26 590 G13
TLD 36W/950 36 2300 5300 98 26 1200 G13
TLD 58W/950 58 3650 5300 98 26 1500 G13
TLD 18W/965 18 870 6500 98 26 590 G13
TLD 36W/965 36 2100 6500 98 26 1200 G13
TLD 58W/965 58 3350 6500 98 26 1500 G13

Świetlówki Osram Lumilux Plus
L15W/31 830 15 950 3000 80-89 26 438 G13
L18W/31 830 18 1350 3000 80-89 26 590 G13
L30W/31 830 30 2350 3000 80-89 26 895 G13
L36W/31 830 36 3350 3000 80-89 26 1200 G13
L58W/31 830 58 5200 3000 80-89 26 1500 G13
L15W/21 840 15 950 4000 80-89 26 438 G13
L18W/21 840 18 1350 4000 80-89 26 590 G13
L30W/21 840 30 2350 4000 80-89 26 895 G13
L36W/21 840 36 3350 4000 80-89 26 1200 G13
L58W/21 840 58 5200 4000 80-89 26 1500 G13
L18W/11 860 18 1300 6000 80-89 26 590 G13
L30W/11 860 30 2250 6000 80-89 26 895 G13
L36W/11 860 36 3250 6000 80-89 26 1200 G13
L58W/11 860 58 5000 6000 80-89 26 1500 G13

Świetlówki Osram Lumilux DE LUXE
L15W/32 930 15 650 3000 90-100 26 438 G13
L18W/32 930 18 1000 3000 90-100 26 590 G13
L30W/32 930 30 1600 3000 90-100 26 895 G13
L36W/32 930 36 2350 3000 90-100 26 1200 G13
L58W/32 930 58 3750 3000 90-100 26 1500 G13
L18W/22 940 18 1000 3800 90-100 26 590 G13
L36W/22 940 36 2350 3800 90-100 26 1200 G13
L58W/22 940 58 3750 3800 90-100 26 1500 G13
L15W/12 950 15 650 5400 98 26 438 G13
L18W/12 950 18 1000 5400 98 26 590 G13
L36W/12 950 36 2350 5400 98 26 1200 G13
L58W/12 950 58 3750 5400 98 26 1500 G13

Świetlówki dla roślin Philips Aquarelle
TLD 15W /89 15 750 10 000 70 26 438 G13
TLD 18W /89 18 1020 10 000 70 26 590 G13
TLD 25W /89 25 1440 10 000 70 26 740 G13
TLD 30W /89 30 2350 10 000 70 26 895 G13
TLD 36W /89 36 2450 10 000 70 26 1200 G13
TLD 58W /89 58 3800 10 000 70 26 1500 G13

Świetlówki dla roślin Sylvania Gro-Lux
TLD 15W 15 280 8500 26 450 G13
TLD 18W 18 370 8500 26 600 G13
TLD 25W 25 580 8500 26 740 G13
TLD 30W 30 700 8500 26 900 G13
TLD 36W 36 930 8500 26 1200 G13
TLD 58W 58 1400 8500 26 1500 G13

Świetlówki dla roślin Osram Fluora
L 15W /77 15 400 26 438 G13
L 18W /77 18 550 26 590 G13
L 30W /77 30 1000 26 775 G13
L 36W /77 36 1400 26 1200 G13
L 58W /77 58 2250 26 1500 G13

Lampy Rtęciowe
80 3800
125 6300

Lampy Metalohalogenkowe Osram
HQI-E 150/WDL 150 12 000 2900 80-89
HQI-E 150/NDL 150 10 500 3800 80-89
HQI-E 250/D 250 19 000 5200 90-100
HQI-T 250/D 250 20 000 5300 90-100
HQI-TS 150/NDL UVS 150 11 250 4200 80-89
HQI-TS 250/D UVS 250 20 000 5100 90-100

Prawidłowy strumień świetlny w akwarium powinien zawierać w granicach 35-60 lm/litr. Oblicza się ten parametr sumując ilości lumenów podanych na wszystkich świetlówkach zastosowanych w akwarium i podzieleniu wyniku przez objętość akwarium.
Tu jednak trzeba pamiętać o głębokości akwarium i przenikliwości światła przez wodę. Zalecane jest aby świetlówki używać do zbiorników o max głębokości 50cm, a powyżej tej głębokości lampy rtęciowe lub metalohalogenkowe. Olbrzymie znaczenie ma również wysokość zamocowania świetlówek nad lustrem wody im wyżej tym większe straty.
Wysokość nad lustrem wody Strumień świetlny ( lm )
10 10800
20 5300
40 2400
80 940
120 530

Jak widać spadek strumienia świetlnego wraz ze wzrostem wysokości jest bardzo duży. Świetlówki można montować a nawet należy tuż nad powierzchnią wody, gorzej jest z lampami rtęciowymi i metalohalogenkowymi które mają wysoką temperaturę pracy, a narażone na rozbryzgi wody mogłyby pęknąć. Zaleca się ich montaż na wysokości nie mniejszej niż 15cm na lustrem wody.

Kolejnym ważnym elementem jest temperatura barwowa źródła światła. Z definicji - jest to temperatura ciała czarnego, w której wysyła ono promieniowanie o tej samej chromatyczności co promieniowanie rozpatrywane - czyli prościej mówiąc jest to obiektywna miara wrażenia barwy danego źródła światła. Wyrażana jest w stopniach Kelvina ( K).

2700 K - barwa bardzo ciepłobiała ( żarówka )
3000 K - barwa ciepłobiała
4000 K - barwa biała
5000 K - barwa chłodnobiała
6500 K - barwa dzienna

Specjalistyczne świetlówki przeznaczone dla roślin mają temperaturę barwową 10 000K w związku z faktem przesunięcia ich widma świetlnego w kierunku światła czerwonego i podczerwonego. Optymalną bo najbardziej zbliżoną do warunków naturalnych temperaturą barwową jest 4000 K ale zakłada się że świetlówki podstawowego oświetlenia mogą zawierać się w przedziale 4000 - 6500 K

Kolejnym ważnym elementem jest oddawanie kolorów - współczynnik oddawania kolorów - zdolność danego źródła światła do oddawania kolorów przez przedmioty oświetlane tym źródłem w porównaniu do kolorów oddawanych przez dany przedmiot oświetlany światłem słonecznym. Przyjęto że przedmiot oświetlany światłem słonecznym oddaje kolory w 100 procentach a współczynnikowi nadano jednostkę Ra. Wszystkie inne źródła światła dążą jedynie do tej wielkości.

Współczynnik oddawania kolorów opis
91- 100 Bardzo dobre oddawanie kolorów
81-91 Dobre oddawanie kolorów
50-80 Średnie oddawanie kolorów
< 50 Słabe oddawanie kolorów

Z tego punktu widzenia do celów akwarystycznych nadają się świetlówki które mają współczynnik Ra powyżej 80.

Oznaczenia świetlówek

Przykład:

Świetlówka Osram Lumilux 840
Pierwsza cyfra to współczynnik oddawanie barw Ra = 80
Dwie pozostałe to temperatura barwowa 4000K

Świetlówka Philips TLD 965
Ra = 90
6500 K

Długość świetlówek - długość zbiornika

Przy dobrze świetlówek należy pamiętać o ich długościach a co za tym idzie odpowiednim dopasowaniu ich do długości zbiornika. I tak np chcąc zastosować świetlówkę o 58W trzeba pamiętać, że ma ona 150cm długości czyli pokrywa akwarium musi mieć możliwość zmieszczenia świetlówki i jej opraw = jakieś 156 cm.

Moc świetlówki w ( W ) Długość świetlówki w mm
18 590-600
30 890-900
36 1200
58 1500

Trochę porad z pierwszej ręki :

* Większość świetlówek dostępnych na rynku nadaje się dla roślin.
Nie należy dawać się podpuszczać sprzedawcom, którzy za wszelką cenę próbują nas przekonać że świetlówki w cenie 67zł są najlepsze i najodpowiedniejsze a te po 8,90 to się do niczego nie nadają. Nie prawda. Oczywiście są świetlówki gorsze i lepsze np pod względem żywotności ale różnice nie są adekwatne do różnic w cenie.
* Pamiętajmy o podstawie oświetlenia.
Podstawowym oświetleniem w akwarium są świetlówki o widmie światła zbliżonym do dziennego i dające duży strumień światła - i nie ma znaczenia większego czy kupimy świetlówki firmy Hagen czy Osram jeśli mają tylko te same parametry jak współczynnik Ra, temperaturę barwową i strumień świetlny wyrażony w lumenach.
* Lumeny to nie wszystko.
Dobierając świetlówki można kierować się ilością lumenów i przeliczyć je na ilość litrów w akwarium ale trzeba pamiętać o pozostałych parametrach świetlówek jak współczynnik Ra i temperatura barwowa. Należy także pamiętać o uwzględnieniu w całkowitej sumie strumienia świetlówek specjalistycznych dla roślin.


Postępowanie przy doborze świetlówek.

1) Wybieramy świetlówki o wspólczynniku Ra=80 i więcej,
2) Dobieramy tak świetlówki aby ich temperatura barwowa była w przedziale 4000-6500 K,
3) Wybieramy takie świetlówki o powyższych parametrach, które mają najwyższy strumień świetlny.

# przykład 1:


Akwarium 80x40x50 = 160 litrów

Zapotrzebowanie na strumień świetlny nie uwzględniając odbłyśników.
Zakładamy średni strumień 40lm/ litr
Obliczamy całkowitą ilość lumenów w świetlówkach potrzebną roślinom.

160litrów x 40 lm/litr = 6400 lm

Dobieramy tak świetlówki aby spełniały ten warunek

3xOsram lumilux 840 (18W, 604 mm dł, 1350 lm) = 4050 lm

Dokładamy świetlówki specjalistyczne dla roślin

3xPhilips Aquarelle (18W, 604mm dł, 1020 lm) = 3060 lm

Uzyskujemy w ten sposób strumień świetlny 7110 lm co daje nam 44,44 lm/l. Świetlówki oświetlenia podstawowego mają współczynnik oddawania barw Ra 80, temperaturę barwową 4000K a rośliny doświetlane są 3 świetlówkami Philips Aquarelle.

# przykład 2:


Akwarium 120x40x50 = 240 litrów

Zapotrzebowanie na strumień świetlny nie uwzględniając odbłyśników.
Zakładamy średni strumień 45lm/ litr
Obliczamy całkowitą ilość lumenów w świetlówkach potrzebną roślinom.

240litrów x 45 lm/litr = 10800 lm

Dobieramy tak świetlówki aby spełniały ten warunek

3xPhilips TLD 940 (36W, 1200 mm dł, 3350 lm) = 7200 lm

Dokładamy świetlówki specjalistyczne dla roślin

2xPhilips Aquarelle (36W, 1200mm dł, 2450 lm) = 4900 lm

Uzyskujemy w ten sposób strumień świetlny 12100 lm co daje nam 50,4 lm/l. Świetlówki oświetlenia podstawowego mają współczynnik oddawania barw Ra 95, temperaturę barwową 3800K a rośliny doświetlane są 2 świetlówkami Philips Aquarelle.

No dobrze a co jeśli w naszej obudowie niema szans na zmieszczenie takiej ilości źródeł światła ??
są dwie możliwości:

1) Wymiana obudowy. Niestety często najskuteczniejsza metoda.
2) Zastosowanie odbłyśników - można uzyskać przy odbłyśnikach wysokiej jakości do 30% większy strumień świetlny, ale często i to jeszcze jest za mało."

Tekst Jarosław Nalej (zgoda na umieszczenie tekstu, potwierdzona notarialnie :D )