Почему нельзя вести расчет по люменам - Аквафорум

Володя Череп · 21.01.2007, 16:33

Люмен - это единица измерения потока лучистой энергии, оцениваемой по зрительному ощущению. А человеческий глаз и растения по разному воспринимают излучение с разной длиной волны. Например, глаз наиболее чувствителен к зеленому свету, а растения - к синему и красному.

Для сравнения ламп в растительном аквариуме более корректно использовать количество фотонов, излучаемое лампой и поглощаемое растениями, так как на фотосинтез влияет именно количество поглощенных фотонов.

Есть стандартная мера, определяющая количество энергии, доступной для фотосинтеза - PAR (Photosynthetic Available Radiation - излучение, доступное для фотосинтеза), измеряемая в микроэйнштейнах на метр квадратный в секунду (один микроэйнштейн эквивалентен 6.02 * 10^17 фотонам).

Но PAR не учитывает различия в поглощении растениями фотонов разной длины волны. Поэтому есть еще одна мера - PUR (Photosynthetic Usable Radiation - излучение, пригодное к использованию в фотосинтезе), также измеряемая в мкЭ/(м^2 * сек). PUR - это величина, аналогичная люменам, Но люмены можно применять для человеческого глаза, а PUR - для растений. Так как разные виды растений имеют различные характеристики поглощения фотонов, то значение PUR вычисляется по усредненной характеристике.

Более подробно обо всем этом можно прочесть на сайте Миклухи в следующей статье:
http://msaqua.com/html/aqua/lamps/busko/ivo.htm

В указанной статье приводится сравнительная таблица для нескольких десятков ламп. Рекомендую обратить внимание на колонки "Power Watt", "Rated lumens" и "PUR". Приведу фрагмент этой таблицы для 40-ваттных люминесцентных ламп:

Лампа -------------- лм ----- PUR
Gro-Lux ------------- 1200 -- 27.4
Warm White ------- 3100 -- 18.1
Cool White Dlx ---- 2250 -- 22.4
Warm White Dlx -- 2200 -- 21.4

Световой поток лампы "Gro-Lux" на 45-60% меньше, чем световой поток обычных ламп. В то же время, количество полезных для фотосинтеза фотонов на 20-50% больше.

В указанной статье приводится также таблица, в которой лампы отсортированы в порядке убывания эффективности PUR.
________________________

Рекомендации и выводы:

1. При подборе количества ламп для растительного аквариума необходимо учитывать световые требования планируемых к посадке растений, высоту водяного столба, наличие отражателей, дополнительной подачи CO2 и удобрений.

2. Наиболее корректным является подбор количества ламп по значениям PUR этих ламп. Если значения PUR неизвестны, то можно руководствоваться значениями PAR.

Как правило, значения PUR или PAR неизвестны. Поэтому при использовании ламп с одинаковым принципом действия (например, люминесцентных) сгодятся старые добрые ватты на литр или отношение количества ламп к расстоянию между лицевым и задним стеклами (при условии, что длина лампы лишь немного меньше длины аквариума).

Лично я пользуюсь люминесцентным лампами и руководствуюсь ваттами на литр.

3. Люмены на литр также пригодны для расчета количества ламп, но при условии использования ламп с похожим спектром. Например, имеет смысл суммировать лм/л для двух люминесцентных ламп дневного света, но для фитолампы и лампы дневного света такое суммирование бессмысленно.

Люмены на литр можно учитывать для того чтобы грубо прикинуть, насколько ярко будет выглядеть аквариум для человеческого глаза или для фотосъемки.

Кокан · 22.01.2007, 03:35

Цитата:

Люмен - это единица измерения потока лучистой энергии, оцениваемой по зрительному ощущению.

О! Я не знал такого определения, спасибо!
Теперь в башке всё по местам, раньше мучился непонятками. Я раньше думал, что это светопоток просто в видимом участке спектра, но разные длинны волн, при одинаковом потоке фотонов, воспринимаются глазом субъективно как разная яркость. Надеюсь, я правильно понял.
У меня есть чисто практические наблюдения.
Стояли над аквариумом Т5 лампы 21 ват. 6400К (других опознавательных знаков на них небыло) роста растений - 0, они просто неподвижно стояли. Поменял на лампы Cool White, 840 спектр, той же мощности и всё просто поперло, при визуально той же яркости света...

Володя Череп · 22.01.2007, 13:40

Цитата:

Допис від Кокан

Я раньше думал, что это светопоток просто в видимом участке спектра, но разные длинны волн, при одинаковом потоке фатонов, воспринимаются глазом субъективно как разная яркость. Надеюсь, я правильно понял.

Тоже правильно. В определении это выражается словами "... оцениваемой по зрительному ощущению". Математически это выражается с помощью так называемой кривой видности, которая характеризует чувствительность среднего нормального глаза к свету различной длины волны.

Цитата:

У меня есть чисто практические наблюдения...

Интересное наблюдение. В таблице из статьи Ivo Busko на сайте Миклухи наиболее подходящими для сравнения лампами являются лампы GE SPX65 (вместо Т5 6400К) и Cool White. Для GE SPX65 коэффициент эффективности PUR/Watt равен 0.60, а для Cool White - 0.51. На первый взгляд, под лампой 6400К должен был наблюдаться более интенсивный рост растений. Но, принимая во внимание соотношение R/B (PUR red/PUR blue), можно заметить, что у лампы GE SPX65 значительно меньше красного (R/B = 0.37), чем у лампы Cool White (R/B = 0.61). Если, я правильно подобрал аналоги для сравнения, то можно сделать вывод, что растениям очень не хватало красного света.

Есть также следующее соображение относительно применения PUR в аквариумистике. Величина PUR учитывает среднюю характеристику поглощения света растениями, но не учитывает характеристику поглощения света водной средой. Например, Д. Вальштад упоминает, что вода сама по себе поглощает красный свет, а растворенная в воде двуокись углерода - синий свет. Многие аквариумисты используют торф, который также вносит свой вклад в поглощение света. Если узнать коэффициенты поглощения красного и синего света для различных компонентов водной среды, то можно получить более подходящие для аквариума значения "PUR red" и "PUR blue".

PavelZverev · 13.05.2008, 17:35

Цитата:

Допис від Володя Череп

Есть также следующее соображение относительно применения PUR в аквариумистике. Величина PUR учитывает среднюю характеристику поглощения света растениями, но не учитывает характеристику поглощения света водной средой. Например, Д. Вальштад упоминает, что вода сама по себе поглощает красный свет, а растворенная в воде двуокись углерода - синий свет. Многие аквариумисты используют торф, который также вносит свой вклад в поглощение света. Если узнать коэффициенты поглощения красного и синего света для различных компонентов водной среды, то можно получить более подходящие для аквариума значения "PUR red" и "PUR blue".

Есть даже соображения, что водная среда так изменяет характеристику света, что PUR & PAR существенны только для наземных растений. Для водных важнее интенсивность света (как бы мы ее не называли), т.е. грубо говоря Lm. То же самое и по спектрам ламп. Пики в красной и синей областях... А не на водорослях ли делались эксперименты. Так у них хлорофилл отличный от высших растений, по-моему...

Добавлено через 2 минуты

Цитата:

Допис від Макс111

Статья очень интересная, но несколько устаревшая (2001). В ней не упоминаются новые трехполосные лампы 830, 840 и 860 цветности, выпускаемые OSRAM, PHILIPS и на которых основаны DENNERLE. Именно сочетание этих ламп с очень высокой световой отдачей и считается сейчас оптимальным для роста растений. Новейшие исследования на Западе см. основной немецкий форум http://www.aquariumforum.de/private.php А там мнение одно - лучшие лампы OSRAM 830, 840 и 860 цветности и их аналоги DENNERLE за 30 Евро за штуку.

Gro-lux и другие так называемые Фито-лампы с низкой цветоотдачей - барахло и "Ошибка молодости".

См. также новые исследования по эффективности лампа http://www.hereinspaziert.de/Seh-Wuc...Ergebnisse.htm

Lampen wie die Gro-Lux, die für sich in Anspruch nehmen, am Photosynthesespektrum von Pflanzen entwickelt worden zu sein, besitzen wegen der geringen tatsächlichen Strahlungsleistung (geringer physikalischer Wirkungsgrad) nur eine schlechte syn-Ausbeute. Zusammen mit ihren schlechten Farbwiedergabeeigenschaften und ihrer geringen Lebensdauer sind diese Lampen meiner Meinung nach wenig empfehlenswert.

Лампы как Гро-люкс, которые якобы разработаны с учетом спектра фотосинтеза имеют низкую производительность по синтезу из-за своей низкого светового потока. Кроме того эта лампа имеет плохую цветопередачу и низкий срок жизни и использовать эту лампу не рекомендуется.

Здесь говориться также, что Гролюкс устаревшая и низкоэффективная лампа
http://www.aqua-passion.net/articles..._5.htm#tableau

С уважением

Полностью согласен.

http://www.defblog.se/permalink/1402.html

По-ходу, Амановские лампы никуда не годны

Растения об этом в аквариумах Амано не знают.

astrocrab · 15.09.2008, 16:14

Цитата:

Допис від PavelZverev

Есть даже соображения, что водная среда так изменяет характеристику света, что PUR & PAR существенны только для наземных растений. Для водных важнее интенсивность света (как бы мы ее не называли), т.е. грубо говоря Lm.

что за соображения? вода так радикально характеристику света не меняет, она только поглощает по-разному разные цвета. синий слабо, красный -достаточно сильно. на глубине воды 50 см, например, синий поглощается на 1%, красный на 50%.

PUR должен работать и в этом случае, только в воде меняется соотношения красного и синего. а люмен привязан к чуствительности человеческого глаза, поэтому примерять его к растениям смысла мало и для наземных и для подводных растений.

PavelZverev · 15.09.2008, 17:34

Цитата:

Допис від astrocrab

что за соображения? вода так радикально характеристику света не меняет, она только поглощает по-разному разные цвета. синий слабо, красный -достаточно сильно. на глубине воды 50 см, например, синий поглощается на 1%, красный на 50%.

PUR должен работать и в этом случае, только в воде меняется соотношения красного и синего. а люмен привязан к чуствительности человеческого глаза, поэтому примерять его к растениям смысла мало и для наземных и для подводных растений.

А поглощение красного цвета на 50% - это несущественно?

Тогда что подразумевается под характеристиками?

zvz · 01.04.2009, 16:12

Цитата:

Допис від astrocrab

на глубине воды 50 см, например, синий поглощается на 1%, красный на 50%.

Красный на глубине в 50 см поглощается менее, чем на 16 %. Это 700 нм, наиболее необходимый растениям диапазон 640-680 и того меньше. Таким поглощением для большинства случаев можно пренебречь. Но это для кристально чистой воды. Если мутная, тогда другое дело. В мутной как раз синее излучение поглощается сильнее.

Кокан · 22.01.2007, 16:43

Цитата:

Если узнать коэффициенты поглощения красного и синего света для различных компонентов водной среды, то можно получить более подходящие для аквариума значения "PUR red" и "PUR blue".

Если задаться целью, то решается это не сложно, а скорее всего, это и в справочниках должно быть.

Цитата:

Если, я правильно подобрал аналоги для сравнения, то можно сделать вывод, что растениям очень не хватало красного света.

Вообще похоже на недостаток красного, но нужно иметь уверенность в правильности предположения. 6400К - тоже ведь понятие растяжимое.

Mykhaylo · 22.01.2007, 21:48

Все эти температуры ИМНО вещь весма условная. В дорогих я не спец, а вот энергосберегалки 2700К Электрум или Люмакс действительно желтые, а вот 2700 от Фора визуально практически не отличаются от 4000К вышеупомянутых фирм.
Для себя я остановился на комбинации энергосберегалок 4000К:2700К Электрум или Люмакс в пропорции 1:1 - 2:1 и "удельной мощности" 0,6-1 Вт/л при столбе до 30 см.

Макс111 · 23.01.2007, 11:09

Статья очень интересная, но несколько устаревшая (2001). В ней не упоминаются новые трехполосные лампы 830, 840 и 860 цветности, выпускаемые OSRAM, PHILIPS и на которых основаны DENNERLE. Именно сочетание этих ламп с очень высокой световой отдачей и считается сейчас оптимальным для роста растений. Новейшие исследования на Западе см. основной немецкий форум http://www.aquariumforum.de/private.php А там мнение одно - лучшие лампы OSRAM 830, 840 и 860 цветности и их аналоги DENNERLE за 30 Евро за штуку.

Gro-lux и другие так называемые Фито-лампы с низкой цветоотдачей - барахло и "Ошибка молодости".

См. также новые исследования по эффективности лампа http://www.hereinspaziert.de/Seh-Wuc...Ergebnisse.htm

Lampen wie die Gro-Lux, die für sich in Anspruch nehmen, am Photosynthesespektrum von Pflanzen entwickelt worden zu sein, besitzen wegen der geringen tatsächlichen Strahlungsleistung (geringer physikalischer Wirkungsgrad) nur eine schlechte syn-Ausbeute. Zusammen mit ihren schlechten Farbwiedergabeeigenschaften und ihrer geringen Lebensdauer sind diese Lampen meiner Meinung nach wenig empfehlenswert.

Лампы как Гро-люкс, которые якобы разработаны с учетом спектра фотосинтеза имеют низкую производительность по синтезу из-за своей низкого светового потока. Кроме того эта лампа имеет плохую цветопередачу и низкий срок жизни и использовать эту лампу не рекомендуется.

Здесь говориться также, что Гролюкс устаревшая и низкоэффективная лампа
http://www.aqua-passion.net/articles..._5.htm#tableau

С уважением

Глеб Рыхлевский · 29.01.2007, 09:32

Что нужно читать на коробке и учитывать при покупке энергосберегающих ламп
для аквариума? Мне нужно ими осветить небольшую ёмкость.

Люблю_растения · 29.01.2007, 13:42

Цитата:

Допис від Глеб Рыхлевский

Что нужно читать на коробке и учитывать при покупке энергосберегающих ламп
для аквариума? Мне нужно ими осветить небольшую ёмкость.

А они не пишут на коробках того,что нужно для определения подходящей для акварастений лампы!

На некоторых фирменных указывается только светоотдача,но спектр,насколько я смотрел, указывается мало где.Лучше всего посмотреть визуально на цвет самой лампы когда они стоят включенные на демонстрационном стенде у продавцов.
Я месяц назад обошёл около десятка точек с лампами.Был в магазинах и на рынках.Взял себе на пробу несколько разных производителей: vitoone (посредственные лампы из недорогих.Спектр слишком бело-голубой,но цена невысокая 12гр.Без всяких опознавательных указаний спектра и светоотдачи.); DeLux (4100К. Лампа хорошая.18Вт стоит 18грн.Поставил себе в качестве досветки для криптокоринника.Растениям нравится.); SPC 25wt (лампа неплохая.Имеет полную маркировку на цоколе 27Е 2700К 1500Лм.Но цена её выше чем у остальных(около 30грн ).
Кстати,когда уже затарился лампами увидел на одной точке на рынке "Героев днепра" чудесные лампы Phillips с таким замечательным оранжево-жёлтым спектром,что все остальные энергосберегающие лампы меркнут по сравнению с этими.Но стоят они уже за 35грн.
Самое интересное,что искал-то я лампу для 45л аквариума с анубиасами,а нашёл для всех остальных кроме этого.В анубисятник,как это не странно, лучше всего подошла лампа накаливания Osram 25вт.
А какого,если не секрет, объёма Ваша ёмкость и что там планируется содержать?

Mykhaylo · 29.01.2007, 16:20

Я смотрю на 3-4 параметра
1. Фирма - у меня нет предубеждения к Китаю и нашим лампам и годичній опіт сие подтверждает, посему беру или Electrum или Люмакс
2. Клас энергосбережения - предпочтительнее А - выше светоотдача, лучше спектр (визуально)
3 Очень важная зарактеристика цветовая температура. Я покупаю или 2700К (теплый белый, визуально как лампа накаливания) или 4000К (у разных фирм называется по разному или холодный белый (у Электрума) или натуральный (Люмакс, Львовские) . Есть еще 6400К, но у меня под ними всегда начинали переть синезеленые и свет у бюджетных мертвый.
Но все эти К довольно условны и у разных фирм могут отличаться например 2700К от Электрума (классА) радикально отличается от Фора 2700К (класс Б) - последняя значительно белее

Если ставить одну лампу, то ИМНо лучше 4000К, если 2, то в комбинации с 2700К 2:1 - 1:1.
Все вышесказаное ИМНО из личного опыта - не более.
Все мои аквариумы http://dybkov.kiev.ua/M/PHOTOG/DIGITAL/AQUA/ именно под энергосберегалками. Местами написано что под какими, если что - могу уточнить.

Mykhaylo · 29.01.2007, 16:25

Да, цены Люмакс приблизительно 1грн/1Вт (в пределах 13-23 Вт)
Электрум - длинные от 11 грн за 15 Вт до 17 за 25Вт. Есть покороче той же мощности - они подороже. Самые дорогие 3-5 Вт. Из маломощных использую Фора 7Вт (классБ) - светит на 3-4Вт в сравнении с классом А, зато цена 8-40 в Brille, вместо 21 грн за 5Вт Электрум
Лампы покупаю в Караване (Электрум), Эпицентре (Люмакс) и Brille (Фора) - на рынках и электротоварах много дороже

Kolyanich · 25.09.2007, 10:07

Добавлял себе 2 энергосберегалки. Выбирал в магазине Brille. Выбор состоит из 2х производителей, самой Brille и Fora. Купил Fora на 18W и Brille на 15. Обе на 2700К. Только вот брилле светит голубым, а фора чисто желтая (лампа накаливания и то более белая). И не смотря на то что в форе 18 ват, по яркости она на порядок уступает брилловской 15ке. Возможно из за того что у нее класс B. При выключеных ЛБ энергосберегалки светят акву довольно оригинально, одна половина голубая (растения выглядят потрясно), вторая желтая (ощущения настоящего класического болота, у которого вода от древесины пожелтела). Фора сгорит, куплю брилле.
Кстати смотрел как светит 6500 фора, она желтит больше брилловской 2700. Вот вам и температура.