Освещение аквариума характеризуется тремя параметрами: во-первых, это яркость, вернее сила света, во-вторых, длительность, в-третьих, спектральный состав. Каждый из этих показателей достаточно важен. Сделать свет в аквариуме естественным значит сделать его максимально приближенным к характеристикам света падающего на водную поверхность в природе. Такой свет дают:
- правильный спектральный состав света ламп,
- точность цветопередачи ламп (CRI),
- свет с параллельными лучами.
Оптимальный спектральный состав света обеспечивается комбинированием разных люминесцентных, криптоновых и ламп накаливания. Лампы накаливания дают наибольшее количество лучей красно-оранжевого спектра. Криптоновые лампы, имеющие грибовидную форму, дают больше лучей оранжевого спектра. Белый цвет флуоресцентной лампы получается при смешении трех основных цветов света: красного, зеленого и синего. Разные оттенки белого света, от красновато-белого до голубовато-белого, могут быть получены при смешении разного количества трех основных цветов света. Но, кроме всего этого, растения будут красивы, если получат достаточно света правильного спектрального состава. Из всех цветов радуги им необходимы только красные и синие световые лучи, т.к. зеленые они просто отражают, другие цвета не воспринимают, а некоторые могут вообще им навредить. И чтобы правильно подобрать нужное освещение, важно купить аквариумные лампы с повышенной интенсивностью излучения - в красной и синей зонах спектра. Применять специальные лампы надо только в сочетании с лампами, спектральные характеристики которых наиболее подходят к дневному свету.
Цвет освещения, важен не столько для рыб, сколько для растений. В естественной жизненной среде рыб и растений происходит так, освещение в течение дня, и вместе с перемещением солнца, изменяет свои спектральные цвета. Например, если небо вдруг покрылось облаками, то свет будет окрашен синевой и температура цвета поднимается до 10000 К (градусы Кельвина), в то время как под чистым синим небом и при прямом попадании солнечного света, эта температура цвета от нейтральной точки, которая равна 5600 К, опускается до 4300 К. А так называемая норма света для производителей трубчатых ламп составляет 5000 К. Но дневной свет бывает разный. Если цветовая температура света поднимается до 10000К, то преобладает содержание синего (слегка голубоватого белого цвета). Если цветовая температура понижается (слегка желтоватый белый) за счет прямой инсоляции, то максимум интенсивности света переходит в область от жёлтого до красного. Видимый свет находится в диапазоне между 380 и 780 нм длины волны (нм или nm нанометр, одна миллиардная доля метра), от фиолетового до темно-красного.
Точность цветопередачи ламп. На точность цветопередачи ламп влияют цветовая температура света (K) и цветопередача CRI (или Ra). Цветовая температура, измеряемая в градусах Кельвина, значительно влияет на естественность освещения подводного ландшафта. Чтобы цветопередача в аквариуме была правильной, нужно чтобы лампа имела цветовую температуру не менее 5000 Kelvin, иначе все, что она освещает, будет иметь определенный оттенок, отличный от подлинного. Цветовая температура света (K) в Кельвинах не указывает на спектральный состав света лампы - она показывает, как воспринимает цвет света от данной лампы человеческий глаз. Это характеристика связанная именно с восприятием. Чем ниже цветовая температура, тем больше доля красного, и меньше синего цвета. Чем выше цветовая температура, тем больше доля синего и зеленого. Качественные лампы любой цветовой температуры дают такой свет, при котором белый цвет всегда будет белым, но вот все остальные оттенки совсем не обязательно передаются правильно! В этом как раз и состоит отличие ламп с разной цветовой температурой. Если цветовая температура менее 5000К, то все оттенки, отличные от белого, будут восприниматься как более теплые (больше красных оттенков), или более холодные (больше голубых) - отсюда названия трех основных типов флуоресцентных ламп: 5000K и более - нормальная цветопередача, дневной свет; ~4000K - много голубых оттенков, холодный свет; <3300K - много красных оттенков, слишком теплый свет.
В лампах c улучшенным CRI обозначение ставится в виде трех цифр, где первая обозначает коэффициент светопередачи (CRI): 7 - CRI=70+; 8 - CRI=80+; 9 - CRI=90+. Последние две соответствуют цветовой температуре (CCT). Например, /840 означает: CRI=80 и CCT=4000K. В принципе, чудес на свете не бывает, поэтому: Наибольшую цветоотдачу имеет лампа с CCT около 5000K, поскольку при этом соответствующее абсолютно черное тело имеет наибольшее количество люмен/ватт. Чем выше или ниже CCT, тем светоотдача - ниже. Однако не надо забывать, что для фотосинтеза, в отличие от глаз, люмены не столь важны. Лампа с более высоким CRI имеет более низкую светоотдачу, поскольку спектр ее является более широким. Реальная светоотдача зависит от температуры, балласта и многих других факторов.
Так называемые лампы с "широким спектром" (full-spectrum, wide spectrum) имеют более или менее однородный спектр, в отличие от обычных ламп, имеющих ярко выраженный пик в спектре, т.е. в такой лампе цветопередача более естественна за счет присутствия большего числа цветов в спектре. Трифосфорная или трихроматическая лампа (triphosphors, trichromatic) - имеют пики в спектре, соответствующие трем основным цветам. За счет этого улучшается цветопередача. Такие лампы имеют специальное редкоземельное галофосфорное покрытие.
Чтобы обеспечить нормальную жизнедеятельность растений, нужен весь видимый световой спектр. Самую важную роль играют два относительно узких спектральных диапазона - сине-зелёный (около 440 нм) и красный (660 и 700 нм). Свет различных длин волн имеет для растений неодинаковое значение. Длинноволновый диапазон видимой части спектра благоприятно воздействует на деление клеток и рост растения в длину. Коротковолновые сине-фиолетовые лучи тормозят рост, но одновременно с этим вызывают увеличение массы и цветение. Фиолетово-синий свет (470 нм) способствует размножению клеток растений, слишком большая доля синего света приводит к недостаточному росту растения в длину и оно становится маленьким и приземистым. Оранжево-красный свет (650-680 нм) определяет рост растения в длину и его размер, причем процесс поглощения в оранжево-красной области идет в 2 раза интенсивнее. Слишком большая доля красного света с удлинением стебля делает его длинным и тонким, и увеличиваются междоузлия. Оба цвета должны находиться в соответствующих пропорциях
Обратите внимание на ультрафиолетовую (УФ) составляющую света. Следует различать три типа УФ:
- Не вредный мягкий УФ (А). Участвует в процессе фотосинтеза, особенно у сине-зеленых водорослей;
- Вредный средний УФ (В). При сильной дозе и длинной экспозиции не полезен ни для рыб, ни для растений. Полезен в террариумах, так как помогает рептилиям синтезировать витамин D. При больших дозах задерживает рост растений и мальков;
- Очень вредный жесткий УФ (C), фильтруется озоновым слоем Земли. Используется в стерилизаторах. Не следует использовать для освещения!!!
Цветовое ощущение - общее, субъективное ощущение, которое человек испытывает, когда смотрит на источник света. Свет может восприниматься как теплый белый, нейтральный белый или холодный белый. Объективное впечатление от цвета источника света определяется цветовой температурой. Цветность света - температура черного тела, при которой оно испускает излучение с той же самой хроматичностью, что и рассматриваемое излучение. Иначе говоря, это мера объективного впечатления от цвета данного источника света. Если температура "черного тела" повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Основные показатели цветовой температуры для люминесцентных ламп таковы (единица: кельвин К):
- Белый сверхтеплый – 2700 К;
- Белый теплый – 3000 К;
- Белый естественный (или просто белый) – 4000 К;
- Белый холодный (дневной) – больше 5000 К.
Что касается цветовой температуры, лампы с низкой температурой (<5000K) придают красноватый оттенок, а лампы с высокой температурой цвета (>5000K) хорошо выявляют зеленый цвет. Например, при цветовой температуре менее 5000K свет плохой, потому что имеет желтый оттенок, а свет при 10000K белёсый и цвета становятся голубоватыми. При свете менее 5000K водные растения имеют желтый оттенок и выглядят нездоровыми. При свете 10000K водные растения становятся слишком зелеными и выглядят искусственными. Таким образом, при подборе ламп по цветовой температуре “K” чтобы растения под водой выглядели естественно, нужно выбирать лампы с цветовой температурой 7000-8000K. Лампы с низкой цветовой температурой K<5400 способствуют росту водорослей. Что касается люминесцентных ламп, то "теплые" (3300К) и "холодные" (4000К) не воспроизводят температуру дневного солнечного света, и дают слишком много зеленого света, но мало красного и синего для роста растений. Есть намного более совершенные лампы T5 "дневного света" (5400-8000К), температура света которых близка к солнечной.
Еще одна значимая характеристика, на которую надо обращать внимание (особенно при профессиональном освещении) – это цветопередача люминесцентной лампы. Достоверность цветопередачи определенной лампы показывает нам, насколько естественным выглядит наше окружение в свете этой лампы. Способность к цветопередаче отражает коэффициент (индекс) цветопередачи CRI (Color Rendering Index, Ra), или Индекс цветопередачи (ИЦ). CRI часто обозначается в каталогах как Ra. По максимуму составляет 100 – это значение многих ламп накаливания и солнечного света.
Люминесцентные лампы, имеющие одинаковое значение цветовой температуры, могут обладать различной цветопередачей, что необходимо учитывать. Причина отличия может заключаться в разном спектральном составе света, который они производят. CRI измеряет, насколько точно источник света передает истинный цвет объектов. Идеальный источник света имел бы CRI=100. Меньшие значения означают, что цвета смещены от их истинного оттенка и насыщенности: например, при желтом будут хуже видны желтые полосы, при синем - синие. Каждый производитель светотехнической продукции маркирует свои изделия по своему особому типу, но эти обозначения можно расшифровать и получить необходимую информацию о лампе. Для сравнения обычно выбирают 8 основных цветов [Ra-8] и вычисляют среднее. Полученное значение обозначается символом Ra и принимают за ИЦ - чем ниже эта величина, тем хуже цветопередача. От 91 до 100 считается как очень хорошая цветопередача, 81-91 - как хорошая, 51-80 - средняя цветопередача, менее 51- слабая цветопередача. Лампы с высоким CRI>90 предназначены для установки там, где важно очень точное восприятие цветов - в типографиях, графических студиях, музеях. Старайтесь использовать лампы с высоким значением CRI, чтобы ваши растения выглядели привлекательней. Эти два параметра обычно указываются на маркировке люминесцентных ламп. Например, /735 - означает лампу со значением CRI=70-75, CCT=3500K - лампа тепло-белого цвета, /960 - лампа с CRI=90, CCT=6000K - лампа дневного света. Нужно выбирать трифосфорные флуоресцентные лампы с максимальным CRI чтобы искажения цветов подводного мира были минимальными (с цветовой температурой 5400 - 10000K). Все флуоресцентные лампы нового типа T5 трифосфорные, и имеют CRI не менее 80.
Световая отдача зависит от длины лампы. Как видно, имеет смысл применять, например, одну лампу 40 Вт вместо двух ламп по 20 Вт. Цвет лампы в обозначении обычно стоит после знака /. Например, F18/43. Цвета обозначаются либо буквенной комбинацией (/CW и т.д.) или цифрами. Цвет задается значением цветовой температуры (CCT). Для стандартных ламп с невысоким коэффициентом светопередачи (CRI) цвет обозначается в виде двух цифр: Обозначение CCT Цвет
/25 4000K близок к холодному белому (CW - cool white)
/29 2900K близок к тепло-белому цвету - soft white, warm white
/33 4100K холодный белый (CW)
/35 3500K белый (W - white)
/54 6200K близок к дневному свету (D - day)
/77 аквариумная лампа
/76 Osram Natural De Lux
/15, /60 красный цвет
/16, /62 желтый цвет
/17, /66 зеленый цвет
/18, /67 синий цвет
/79 3800K имеет повышенное содержание красного цвета в спектре
/89 10000K актиничный (голубой цвет). Используется в риф-аквариумах
/05 актиничный (голубой цвет). Используется в риф-аквариумах
/03 супер-актиничный (super-actinic). Используется в риф-аквариумах
/01, /12 медицинские лампы. Излучают ультрафиолетовое излучение
/52 медицинская ультрафиолетовая лампа
/10 излучает УФ излучение (UV-A, UV-B)
Люмены и люксы часто являются источником путаницы. Эти величины являются единицами измерения светового потока и освещенности, которые нужно различать. Люмен - это единица светового потока, то есть испускаемого света. Люкс - это единица освещенности, то есть принимаемого света. Световой поток характеризует источник света, а освещенность - поверхность, на которую падает свет. Освещенность измеряется в люксах (Лк). Источник света со световым потоком в 1 Лм, равномерно освещающий поверхность площадью 1 кв. м создает на ней освещенность 1 Лк. Электрическая мощность лампы измеряется в ваттах (Вт), а световой поток ("световая мощность") - в люменах (Лм). Чем больше люменов, тем больше света дает лампа. Приборы для измерения освещенности называют люксметрами. Цвет освещения измеряется в градусах Кельвина.
Производители ламп указывают световой поток в люменах (т.е. это весь световой поток от данной лампы), но насколько это применимо для аквариумов? Да ни насколько. Эта величина показывает, насколько яркой кажется лампа для человеческого глаза, и только. Поскольку человеческий глаз неодинаково чувствителен к разным областям спектра, то это абсолютно не говорит о "реальной" яркости лампы. Максимальной чувствительность глаз человека обладает при длине волны 555 нм (зеленый цвет). Поэтому лампы, основной спектр излучения которых сдвинут в красную или синюю сторону будут нам казаться менее яркими. Отсюда вывод - если на одной лампе написано, что она дает больше люменов чем другая, то это еще не значит, что она ярче светит, она просто кажется более яркой.
Световой поток, излучаемый лампой, очень сильно зависит от температуры окружающего воздуха. Значения потока в люменах, которые указываются в каталогах, измерены при температуре воздуха 25°С. Применение различных рефлекторов может резко увеличить температуру окружающего колбу воздуха и уменьшить световой поток на 10-15%. Поэтому используемые светильники должны иметь отверстия для вентиляции для снижения температуры лампы.
