Расчет освещения аквариума

Как рассчитать уровень освещения (количество света) 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.

Основная информация

• Как выбрать аквариум
• Оборудование
  • Фильтры и фильтрующий материал
  • Система освещения
  • Расчёт освещённости аквариума
  • Цветовая температура
  • Системы обогрева
  • Система аэрации
• Элементы оформления
• Голландский аквариум
• Природный аквариум
• Ивагуми аквариум
• Аквариум джунгли
• Грунт (субстрат)
• Параметры воды
  • Гидрохимический состав воды
  • Определение и изменение dGH и pH
  • Как сделать мягкую воду
  • Содержание газов
  • Азотный цикл
  • Редокс-потенциал
• Питание рыбок
• Запуск аквариума
• Уход за аквариумом

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.

Простейший расчет освещенности аквариума.

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.

Расчет необходимого освещения

Проанализировав просторы интернета по методике подбора освещения я понял, что в основном везде пишут про какие то ватты на литр. Так как измерять освещенность ваттами это то же, что измерять его попугаями то понятно, что не перевелись еще шаманы на Руси. Конечно, если знать точные параметры лампы и ее расстояние от поверхности воды то грубо можно привязать и к ваттам. Но. ни кто не пишет про расстояния от поверхности воды, а так же очень важно равномерное распределение источников света.

В общем для тех кто хочет как то ориентировочно установить правильное освещение, без пустых трат месяцев экспериментов, привожу результаты своих измерений.

Прошу обратить внимание как сильно зависит освещенность от расстояния до поверхности воды.

Использовано:
Светильники светодиодные ССП-159 со снятыми рассеивателями, 4шт.
Температура 6500К
Мощность по 20Вт каждый
Световой поток по 1600 Лм каждый

Готовый светильник получился с параметрами:
Суммарная мощность 80 Вт.
Суммарная освещенность 6400 Лм
Полный внутренний объем аквариума 124,5 л.
Мощность в пересчете на 1л составила 0,64 Вт.
Световой поток в пересчете на 1л составил 51,4 Лм.
Световой поток в пересчете на 1Вт, составил 80 Лм.

Проводились измерения люксометром на поверхности воды, в середина столба воды и на дне аквариума с внешними размерами 680х450х450мм, толщина стекла 40мм, глубина воды у передней стенки с учетом груна получается 380мм.

В результате получилась таблица и график зависимости освещенности, от высоты светильника над поверхностью воды.

Теперь давайте сопоставим данные промеры с единственным светом во тьме которые приведены на сайте амания (http://www.amania.org/Tech/light-par.html).

“Еще интереснее данные фактических замеров из книги “The Complete Book of AquariumPlants”, Robert Allgayer and Jacques Teton (1987, ISBN 0-7063-6614-X). Здесь LSP (Light Saturation Point) это Точка насыщения фотосинтеза – уровень интенсивности освещения выше которого дальнейшее увеличение света увеличения темпов фотосинтеза при полном отсутствии лимитирования растения по питанию и CO2 к увеличению темпов фотосинтеза не приводит, это предел для растения (рис.). LCP (Light Compensation Point) это Точка компенсации света – минимально необходимый свет для растения когда темпы роста начинают превышать темпы гибели клеток.

Обратите внимание насколько низкая Максимальная (LSP) и Типичная освещенность нужна даже для светолюбивых длинностебельных растенияй: Myriophyllum, Nomaphila, Bacopa, Hottonia, Ludwigia, Rotala. Даже с учетом того что на глубине 30см освещенность падает примерно вдвое, для этих растений PAR=150 (Lux=11000) на поверхности будет более чем достаточным. Это говорит о том что любители с 80-х гг. сильно переоценивают потребности длинностебельных растений в свете, что не дает улучшения их состояния и приводит только к ухудшению стабильности аквариума. “

Получается что для для Бакопы 2500 Люкс это предел выше которого нет смысла поднимать освещение и 11000 люкс более чем достаточно на поверхности воды (нормально даже 9800 Люкс, смотрите таблицу промеров). И 0,64 Ватта светодиодного освещения на высоте 160мм это примерно в 2 раза выше чем нужно. Достаточно 0,35 Ватта на этой высоте.
Если расположить данный светильник на высоте 360мм, то получается ориентировочно то что нужно.

Так что если вы хотите правильный свет, то измерять его необходимо Люксами. А для подбора света Ваттами необходимо четко понимать где и на каком расстоянии должен быть светильник.
Удачи в выборе и расчете света.

Расчет светодиодного освещения аквариума

Светодиодное освещение аквариума

В настоящее время самыми выгодными источниками света для аквариумов являются светильники светодиодного исполнения. К ним относят лампы, светодиодные ленты и прожектора. Известно, что жизнедеятельность обитателей, искусственно созданных водоемов такого типа напрямую зависит от освещенности. Правильно подобранные светильники обеспечат необходимые условия жизни рыбам, моллюскам и растениям. Преимущества светодиодного освещения следующие:

• соответствие параметров освещения естественному свету;
• экономия, диоды потребляют мало электроэнергии;
• имеется возможность подбирать светодиоды под конкретный тип аквариума;
• имеется возможность выбирать вариант исполнения освещения;
• низкий нагрев источников света в процессе работы;
• отсутствие мерцающего и стробоскопического эффекта;
• экологичность;
• безопасность;
• имеется возможность подбирать светодиоды с различной степенью защиты;
• большой срок эксплуатации.

Общие сведения об аквариумах

Модельный ряд аквариумных систем поражает воображение. В настоящее время дизайнеры и любители создают настоящие произведения искусства, которыми можно любоваться до бесконечности. Каждая конструктивная часть играет важную роль. Среди них – освещение. При подборе светодиодных источников света для аквариумной системы необходимо знать особенности конструкций этой искусственно созданной среды обитания для содержания организмов-гидробионтов. Различаются они по таким параметрам:

1. области применения (декоративные, специальные, коллекционные, общие, видовые, селекционные);
2. габаритным размерам;
3. конструкции (каркасные, бескаркасные, бесшовные);
4. форме (шарообразные, прямоугольные, настенные, квадратные, цилиндрические, угловые, полукруглые);
5. материалам, применяемым для его изготовления;
6. комплектацией;
7. наличием дополнительных функций;
8. внешнему виду (дизайном).

Аквариумы всегда стараются выполнить под интерьер помещения и с учетом его особенностей. Форма и размеры гармонируют с помещением.

Аквариумные системы могут быть укомплектованы системой очистки и непрерывным или временным притоком воды, фильтрацией, аэрацией, системой охлаждения, ультрафиолетовой стерилизацией. Кроме того, они могут устанавливаться у стены, отдельно стоящими с подходом с любой стороны и в виде витрин, а то и в виде аквариума-картины. Все эти нюансы необходимо учитывать при расчете светодиодного освещения.

Расчет освещения аквариума

Уровень освещенности зависит от объема, с учетом глубины, его обитателей и используемых для декора растений. Светодиодное освещение может осуществляться следующими видами:

Светодиодный прожектор является ярким светильником, который применяют для габаритных и глубоких аквариумных систем. В зависимости от размера и объема заливаемой воды может быть установлено от 1 до 3 изделий. Мощность этих источников света может составлять 25, 50 или 100 Вт. Например, для аквариума емкостью 100 л можно установить 2 прожектора по 25 В или один – 50 Вт.

Подсвечивая стандартный аквариум 5 метровой светодиодной лентой первого поколения типа SMD 3528, необходимо помнить, что ее мощность всего 30 Вт и этого хватает только для 30 литрового аквариума. Современные изделия SMD 5050, SMD 5630, SMD 5730 имеют в 2 ÷ 5 большую мощность и излучают 18, 40 и 45 Лм соответственно. Ими можно осветить аквариум объемом 100 ÷ 200л, но нужно подумать о системе охлаждения (в процессе работы светодиоды нагреваются). Производители выпускают изделия с разной степенью защиты, что позволяет при использовании защиту IP68 использовать ленту даже в воде. Чаще всего, любители делать все своими руками, приклеивают изделие по периметру крышки аквариума с помощью силиконового клея. Таким образом, достигается равномерная подсветка.

Освещение лампами светодиодного типа подходит для аквариумов, емкостью не более 50 л. Лампы подбираются по мощности и цветовой температуре со спектром близким к дневному свету. Выбирают светодиоды мощностью не более 0,2 Вт.

Важно! Подсветка и освещение, разные понятия. Первая используется как дополнение к основной освещенности.

Расчет освещения аквариума производится исходя из примерных стандартов, а они гласят, что на 1 л воды необходимо 40 Лм светового потока и 0,5 Вт мощности для обычных систем без прихотливых растений и 60 Лм и до 1 Вт с ними. Такие аквариумы называют голландскими. Необходимо помнить еще один очень важный фактор – глубина. Многолетний опыт показал, что на каждые 100 мм глубины уровень освещенности падает на 50%. Это необходимо учитывать для аквариумов глубиной более 0,5 м. При неправильном подборе источника света может случиться следующее:

1. рыбки будут погибать или болеть, а растения – чахнуть. Это происходит в случае нехватки света;
2. вода в аквариуме будет мутнеть, стенки – зарастать илом и зеленеть, растения – бурно расти.

Правила подбора светодиодного освещения

При подборе и расчете светодиодного источника света необходимо учитывать следующие факторы:

• учесть обитателей, которые будут находиться в емкости;
• определиться с конструктивным исполнением;
• подобрать освещение по типу и мощности исходя из норматива 0,5 % Вт на 1 л воды, а также обратить внимание на производителя источников света (должен хорошо себя зарекомендовать на рынке производителей аналогичной продукции);
• надежно установить купленные изделия или выполнить их своими руками с учетом всех особенностей такого вида освещения и подсветки.

Явные преимущества применения светодиодного освещения для аквариумов такие как простота расчета и несложный монтаж сделали эти источники света наиболее востребованными и популярными.

Видео о светодиодной подсветке аквариума