Высота и способы расположения лампы над растением.

Наилучшее расположение ламп достигается при условии, что свет от них попадает на растения под углом в 90^о. Слишком высоко подвешенные лампы с целью осветить как можно больше растений в итоге расходуют свою мощность неэффективно, счетчик крутится, а растения испытывают недостаток света. Оптимальной для растений является высота расположения лампы в пределах от 15 см для светолюбивых до 55 см для теневыносливых. Обычно лампы, не оборудованные рефлектором (отражателем) излучают свет под углом в 360 градусов — то-есть, по всем направлениям, поэтому располагать их вертикально вовсе не эффективно. Наиболее экономичный вариант — направлять световой поток перпендикулярно поверхности листьев, то-есть, располагать лампу непосредственно над растениями, и оборудовать источник света специальным отражателем из фольги, полированного алюминия или зеркал. Можно купить готовые рефлекторы в магазинах аквариумных товаров, качество рефлектора зависит от качества обработки поверхности. При помощи рефлектора можно избежать ощущения дискомфорта, когда свет попадает в глаза человека, вызывая непреодолимое желание выключить лампу, а главное — направить без потерь почти 3/4 светового потока на растения, которое часто расходуется вхолостую. Фитолампы содержат весь необходимый растениям спектр излучений и поэтому излучают свет, раздражающий человеческое зрение. Поэтому для фитоламп особенно необходимы рефлекторы-отражатели.

Высота подвешивания ламп в идеале должна быть регулируемой, чтобы при обнаружении следов ожогов на листьях растения можно было изменить высоту подвешивания ламп. Бледные листья и вытянутые стебли могут сказать о том, что источник света находится слишком высоко.

Практические примеры освещенности (яркости освещения)

10-20 люкс (lux) - искусственное уличное освещение (street artificial light)
100 люкс - нормальное комнатное освещение (normal living room lighting)
300-500 люкс - освещение флюоресцентными лампами (лампами дневного света) в офисе
5000 люкс - дневной свет при облачном небе
10000 люкс - дневной свет, чистое небо
> 20,000 люкс - яркий солнечный свет

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОСВЕЩЕНИЯ

Длительность освещения обычно составляет 12-16 часов, в зависимости от вида растений. Более точные данные, а также рекомендации по фотопериодизму (например, о том, как заставить цвести упомянутую выше пуансеттию) можно найти в специальной литературе. Для большинства растений приведенной выше цифры вполне достаточно.

   Помимо всего прочего, лампы должны подсвечивать растения так, чтобы на них было приятно смотреть. Натриевая лампа в этом смысле - не самая лучшая лампа для растений (на фото показана разница - как растения выглядят под натриевой лампой в сравнении с освещением их металлогалоидной лампой).

РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ЛАМП

Мы подошли к самому главному - сколько взять ламп для освещения растений. Рассмотрим две схемы освещения: люминесцентными лампами и газоразрядным светильником.
Количество люминесцентных ламп можно определить, зная средний уровень освещенности на поверхности. Необходимо найти световой поток в люменах (умножив освещенность в люксах на площадь поверхности в метрах). Потери света составляют примерно 30% для лампы, висящей на высоте 30 см от растений, и 50% для лампы на расстоянии 60 см от растений. Это верно, если вы используете рефлектор - без него потери возрастают в несколько раз. Определив световой поток ламп, можно найти их суммарную мощность, зная, что люминесцентные лампы дают примерно 65 Лм на Вт мощности.

Для примера рассчитаем, сколько ламп потребуется для освещения полки с растениями размером 0,5x1 м. Площадь освещаемой поверхности составит 0,5x1=0,5 кв.м. Допустим, что нам необходимо осветить растения, предпочитающие умеренный свет (15000 Лк). Осветить всю поверхность полки с таким уровнем освещенности будет сложно, поэтому мы сделаем оценку исходя из средней освещенности 0,7x15000 =11000 Лк. При этом растения, требующие больше света, поставим на полке непосредственно под лампу, где освещенность выше средней.

Итого, необходимо 0,5х11000=5500 Лм. Лампы на высоте 30 см должны давать примерно в полтора раза больше света (потери составляют 30%), т.е. около 8250 Лм. Суммарная мощность ламп должна быть около 8250/65=125 Вт, т.е. две компактные люминесцентные лампы по 55 Вт с рефлектором обеспечат нужное количество света. Если вы хотите поставить обычные трубки по 40 Вт, то их потребуется три штуки или даже четыре, поскольку трубки, размещенные близко друг к другу, начинают взаимно экранировать, и эффективность осветительной системы падает. Старайтесь использовать современные компактные люминесцентные лампы вместо обычных, по большей части устаревших, трубок. Если не использовать рефлектор, то в данной схеме придется брать в три или четыре раза больше ламп.

Лучше всего подвесить лампу над растениями: при боковом освещении они растут, вытягиваясь в сторону источника света. Минимальное расстояние от растений до лампы должно составлять 25 - 50 см. Это необходимо, чтобы уберечь растения от чрезмерного теплового излучения. Если растения освещаются только искусственным светом, то лампы должны гореть не менее двенадцати часов в день. Если же искусственное освещение используется только как дополнительное, например, в зимнее время, то достаточно четырех-шести часов

Основные понятия

Люмены и люксы часто путают. Эти величины являются единицами измерения светового потока и освещенности, которые нужно различать.
Электрическая мощность лампы измеряется в ваттах, а световой поток ("световая мощность") - в люменах (Лм). Чем больше люменов, тем больше света дает лампа.
   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 в 1 Лк.

Расчёт количества люминесцентных ламп

1. Выберите уровень освещенности.

2. Необходимый световой поток на поверхности: L=0,7 x A x B (длина и ширина в метрах)

3. Необходимый световой поток ламп с учетом потерь (при наличии рефлектора):Lamp=L x C (C=1,5 для лампы на высоте 30 см и C=2 для лампы на высоте 60 см)

4.Суммарная мощность ламп: Power=Lamp/65

Для газоразрядных ламп расчет аналогичен. Специальный светильник с натриевой лампой мощностью 250 Вт обеспечивает средний уровень освещенности 15 тыс. Лк на площадке размером 1 кв.м.

   Если известны светотехнические параметры светильника, то рассчитать освещенность совсем просто. Например, из фигуры слева видно, что светильник (OSRAM Floraset, 80W) освещает круг диаметром около метра на расстоянии чуть менее полуметра от лампы. Максимальное значение освещенности 4600 Лк.

Освещенность к краю спадает достаточно быстро, поэтому такой светильник может быть использован лишь для растений, которым нужно не очень много света.

 Чтобы найти освещенность на расстоянии от светильника, необходимо значение силы света поделить на квадрат расстояния. Например, на расстоянии полметра под лампой значение освещенности будет равно 750/(0.5x0.5)=3000 Лк.

Очень важный момент при освещении растений - лампы не должны перегреваться: при повышении температуры их светоотдача резко падает. В рефлекторе должны быть отверстия для охлаждения ламп. Если используется много люминесцентных ламп, то следует использовать вентилятор для их охлаждения (например, компьютерный). Мощные газоразрядные светильники обычно имеют встроенный вентилятор.

Полезные правила

Освещенность на поверхности обратно пропорциональна квадрату расстояния от лампы до поверхности. Если вы передвинули лампу, висевшую над растениями на высоте полметра, на высоту одного метра от растений, увеличив таким образом расстояние между ними в два раза - то освещенность растений уменьшиться в четыре раза. Об этом надо помнить, когда вы проектируете систему для освещения растений.
Освещенность на поверхности зависит от величины угла, под которым освещается эта поверхность. Например: солнце в летний полдень, находясь высоко в небе, создает на поверхности земли освещенность в несколько раз большую, чем солнце, низко висящее над горизонтом в зимний день. Если вы используете для освещения растений светильник прожекторного типа, то старайтесь, чтобы свет был направлен перпендикулярно растениям.

Спектр и цвет

Цвет излучения лампы характеризуется цветовой температурой (CCT - Correlated Color Temperature). Это основано на принципе того, что если нагревать, например, кусок металла, то его цвет изменяется от красно-оранжевого до синего. Температура нагреваемого металла, при которой его цвет наиболее близок к цвету лампы, называется цветовой температурой лампы. Она измеряется в градусах Кельвина.

Другим параметром лампы является коэффициент цветопередачи (CRI - color rendering index). Этот параметр показывает, насколько близки цвета освещаемых объектов к истинным цветам. Эта величина имеет значение от нуля до ста. Например, натриевые лампы обладают низкой цветопередачей: все предметы под ними кажутся одного цвета. Новые модели люминесцентных ламп имеют высокий CRI. 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.

В результате процесса фотосинтеза, происходящего в растениях, энергия света превращается в энергию, используемую растением. В процессе фотосинтеза растение поглощает углекислый газ и выделает кислород. Свет поглощается различными пигментами в растении, в основном, хлорофиллом. Этот пигмент поглощает свет в синем и красном участках спектра.Помимо фотосинтеза существуют и другие процессы в растениях, на которые свет различных участков спектра оказывает свое влияние. Подбором спектра, чередованием длительности светлого и темного периодов можно ускорять или замедлять развитие растения, сокращать вегетационный период и т.д.

Например, пигменты с пиком чувствительности в красной области спектра отвечают за развитие корневой системы, созревание плодов, цветение растений. Для этого в теплицах используются натриевые лампы, у которых большая часть излучения приходится на красную область спектра. Пигменты с пиком поглощения в синей области отвечают за развитие листьев, рост растения и т.д. Растения, выросшие с недостаточным количеством синего света (например, под лампой накаливания), более высокие - они тянутся вверх, чтобы получить побольше "синего света". Пигмент, который отвечает за ориентацию растения к свету, также чувствителен к синим лучам.

Отсюда следует важный вывод: лампа, предназначенная для освещения растений, должна содержать как красные, так и синие цвета.
Многие фирмы-производители люминесцентных ламп предлагают лампы со спектром, оптимизированным для растений. Они лучше для растений, чем обычные люминесцентные (используемые для освещения помещений). Такую лампу имеет смысл приобрести, если вам необходимо заменить старую лампу: при одинаковой мощности специальная лампа дает больше "полезного" для растений света. Но если вы устанавливаете новую систему для освещения растений, то не гонитесь за этими специализированными лампами, которые намного дороже обычных. Установите более мощную лампу с высоким коэффициентом цветопередачи (маркировка лампы - /9..). В ее спектре будут все необходимые составляющие, и света она даст намного больше, чем специальная лампа.

В этой части будут рассмотрены типы ламп, используемые для освещения растений.
Лампы для освещения растений бывают двух видов - лампы накаливания, в которых есть спираль, и газоразрядные лампы, где свет генерируется при электрическом разряде в смеси газов. Лампы накаливания могут прямо включаться в розетку. Газоразрядные лампы требуют специальной пускорегулирующей аппаратуры (называемой также балластом) - эти лампы нельзя включать в розетку, несмотря на то, что некоторые из них своими цоколями напоминают лампы накаливания. Только новые компактные люминесцентные лампы со встроенным балластом можно вкручивать в патрон.