Články » Osvětlení akvária, rostliny a Watt, Lux, Lumen 
Osvětlení akvária, rostliny a Watt, Lux, Lumen
Osvětlení akvária, rostliny a Watt, Lux, Lumen
Důvod proč jsem napsal tento článek je ryze praktický. Proč vysvětlovat něco stále dokola, když to stačí jednou srozumitelně napsat?
V dnešní době asi nikoho nenapadne jiný způsob jak osvětlit akvárium, než nějaký elektrický zdroj světla, petrolejka nebude moc to pravé. Asi málokomu uniklo, že elektrický příkon udáváme ve Wattech, značených W. Když kupujeme žárovku, kupujeme ji podle příkonu, tedy příkladem 100 W. Když kupujeme tzv. úspornou žárovku, už věc tak jasná není. Máme zažito, jak moc svítí 100 W žárovka a tak nám prodejce prodá jako náhradu za 100W žárovku „úsporku“ s příkonem 20 W. Zamontujeme ji místo původní 100W žárovky a ona opravdu svítí zhruba stejně. Jak vidíme z příkladu, různé zdroje světla poskytují stejné světlo při různém příkonu, nebo chceme-li, různé světlo při stejném příkonu (100W „úsporka“ svítí zhruba 5× více než 100W žárovka). Rozdíl je v tom, kolik energie přemění jednotlivé zdroje světla na chtěné světlo, a kolik energie na nechtěné teplo.
Světlo vyzářené zdrojem světla ve viditelném spektru (ne všechno světlo lidské oko vidí, o tom dále), tedy jeho množství, se určuje v jednotce Lumen. Lumen je jednotka světelného toku, značí se lm. Je to množství všeho viditelného světla, vyzářeného zdrojem světla ve všech směrech. Je to velice důležitá jednotka, pokud chceme posoudit, kolik určitý zdroj světla svítí. Běžná 100W žárovka svítí 1300 lm, běžná „úsporka“ 20 W svítí obvykle taktéž 1300 lm. Abychom mohli posoudit, jak moc svítíme za kolik, protože rozvodné závody nám účtují kWh (tedy kiloWatthodiny, to asi zná každý), měli bychom vědět, který zdroj světla je jak moc výhodný. Samozřejmě chceme co nejvíce světla od světelného zdroje s co nejmenším příkonem, co nejméně zaplatit za co nejvíce světla, a právě proto se můžeme často setkat s přepočtem lm/W (Lumen na Watt). Když to vztáhneme na to co jsem uvedl výše, u 100W žárovky napíšeme 1300 lm/100W = 13 lm/W, u „úsporky“ 1300 lm/20 W = 65 lm/W. Je jasné, že čím je výsledek vyšší, tím více Lumenů obdržíme ze zdroje světla za méně Wattů, tedy více světla za méně peněz. Delší životnost zdroje světla pak kompenzuje jeho vyšší pořizovací cenu, speciálně v případech jako je akvárium, kde dochází denně jen k jednomu rozsvícení, které nejvíce snižuje životnost zářivek a která je výrazně vyšší než u žárovek. U životnosti se ještě pozdržím. Můžete číst mnoho názorů o nutnosti výměny zářivek co půl roku, protože snižují s dobou provozu svou svítivost. V praxi ale snižují svou svítivost mnohem více vlivem toho, že jsou zaprášeny, případně je zaprášeno krycí sklo akvária. V porovnání s tímto může být ztráta svítivosti na konci životnosti zářivky zanedbatelná.
Abych byl dostatečně srozumitelný každému, představte si foukátko, do kterého teče hadicí bublifuk (to jsou zde naše Watty) a vylétávají z něj bubliny (naše Lumeny). V tomto přirovnání ke zdroji světla je pak Watt kolik se spotřebovává bublifuku, Lumen kolik bublin se produkuje, a lm/W kolik bublin se vyrábí z kolika dodávaného bublifuku. Samozřejmě chceme co nejvíce bublin (pochopitelně stejně velkých) z co nejméně bublifuku, stejně jako autem dojet co nejdále za co nejméně benzínu.
Konečně se tou nejzákladnější teorií dostáváme k tomu co nás zajímá. Představme si, že všechno světlo vyzářené zdrojem světla dopadá na plochu čtverečního metru. A nyní že totéž světlo všechno dopadá na plochu dvou čtverečních metrů. Ta plocha 1 m2 bude pochopitelně osvětlena ohledně intenzity 2× více, než ta plocha 2 m2, asi jako když ty bublinky z toho bublifuku budou dopadat na dvě plochy, kde na té menší v každý moment zanechají sice stejně fleků jako na té větší, ale fleky budou hustější. Nic těžkého pro představu, koupelnu Vám osvětlí stejně mnohem slabší žárovka, jako silnější veliký obývák. Řekněme si, že jednotkou intenzity osvětlení je Lux, značený lx, kde 1 lx je 1 lm/1 m2.
Když celou věc domyslíme do důsledků, napadne nás, že zářivková trubice je válcového tvaru a tak nesvítí jen tam, kam chceme. Jak je to pak v situaci, kdy třeba jen čtvrtina z produkovaného světla svítí kam chceme a zbytek jinam? Pochopitelně pak jen čtvrtina z produkovaného světelného toku osvětluje co chceme a nemůžeme počítat intenzitu osvětlení jako to co produkuje zdroj světla v Lumenech lomeno osvětlenou plochou v metrech čtverečních, k výpočtu musíme použít jen to světlo, které na plochu opravdu svítí. Myslím, že je jasné, že je značný rozdíl, jestli máte pod zářivkou pro viditelné světlo dobře odrazivý a správně tvarovaný materiál, směřující co nejvíce světla kam chceme, nebo pro viditelné světlo dokonale neodrazivou černou barvu. Z předešlého asi každý pochopí, že nejde o nějaký detail, o to více když si v měřítku nakreslí svou zářivku nad akváriem (pohled z boku, zářivka je tak na nákresu kroužkem) a zakreslí si úhel, který svírá osa zářivky k čelnímu a zadnímu sklu (nebo k tomu kam má užitečně svítit). Je to vlastně známý koláčový graf, s výsečí svítíme a výsečí plýtváme. A také jasně vidíme, že situace bude jiná na hladině a na dně nádrže, ten úhel je pochopitelně ke dnu a k hladině jiný. Použití reflektorů za osvětlení tedy není jen vhodné, ale je nevyhnutelné, pokud nám jde o ekonomiku provozu. Navíc vhodnými reflektory dokážeme účinně snížit rozdíl osvětlení na hladině a na dně, když výsledný kužel světla svírá co nejmenší úhel.
Měli bychom si ještě říci, jakým světlem osvětluje povrch Země naše Slunce, jakým světlem svítí žárovka a jakým zářivka. Zatímco v případě Slunce a žárovky je spektrum světla spojité (obsahuje celé spektrum ve viditelné oblasti), zářivka produkuje různé části spektra různě, některá velice výrazně a některá velice málo, ale to všechno v takovém poměru, aby se našim očím zdálo, že vidíme bílé světlo. Podle toho, která část spektra je výrazněji zastoupena pak určujeme barevnou teplotu zdroje světla. Čím vyšší barevná teplota, tím je světlo více bílé, dále až modré. Čím je barevná teplota nižší, tím je světlo žlutější, nebo až červenější. Vyšší barevnou teplotu vnímá člověk jako studenější světlo, nižší jako teplejší světlo. K za hodnotou barevné teploty značí jednotku Kelvin, stejně jako u teploty.
Viditelné světlo má rozsah vlnových délek 400–750 nm (toto světlo zahrnuje jednotka Lumen). Fotosynteticky aktivní záření (ve zkratce FAR nebo PhAR), tedy vlnové délky světla využívané rostlinami pro fotosyntézu, jsou 380–760 nm. Zde je rozdíl mezi tím co vidíme a mezi tím co „vidí“ rostliny. Dalo by se říci, že rostliny mohou využít i světlo, které my lidé už nevidíme. Co s tím? V akvaristice to jednoduše zanedbáme, běžně používané zářivky se vyrábějí tak, aby při jejich osvětlení viděl člověk a z logiky věci vyplývá, že výrobce použije u běžné zářivky takové luminofory, aby dosáhl co nejvíce lm/W, co člověk nevidí se u běžných zářivek nepočítá. To že rostliny využívají k fotosyntéze různě různé části spektra pak pomineme také, protože v jedné nádrži budeme většinou pěstovat rostliny různé, s různými podíly různá spektra různě absorbujících barviv, a to už bychom se z toho nevymotali vůbec. I to, že obecně rostliny využívají různé části spektra různě efektivně pomineme a vystačíme s tvrzením, že rostlinám nevadí ani chybějící části spektra. Co my to vlastně chceme? Mít hezky svěže zelené a prosperující rostliny a jestli vyhodíme měsíčně kilo či tři přebujelé zeleně do odpadu, nás příliš netrápí. Pěstování rostlin v akváriích nejsou dostihy v přírůstcích a pokud neprovozujeme pěstírnu, nějaké výnosy jsou pro nás nepodstatné, důležité je, že se rostlinám daří. Dovolím si tedy zkratku, pro běžného akvaristu značně zjednodušující a věřím že i vyhovující. Určitá rostlina potřebuje určitou intenzitu osvětlení, po zanedbání všeho zmíněného ji klidně stanovme v Luxech, tedy v intenzitě světla v pro člověka viditelné části spektra a zjednodušeně si řekneme, že to spektrum bude pro rostliny stejně dobré, ať už to světlo bude teple či studeně bílé. Než se pustíte do boje za univerzální pravdu, kolik znáte akvaristů, kteří znají přesně graf vyzařovaného spektra svých zářivek a vědí, jak moc se kterou částí spektra svých zářivek kam trefují? A kolik z nich považuje akvaristiku za vědeckou disciplínu s nutností to zkoumat? Potřebujeme zjednodušení, ovšem alespoň na něčem postavené, zanedbávající co lze (to dělá lidstvo od nepaměti v mnoha oborech), ale alespoň řádově respektující šanci rozlišit, co je málo světla pro konkrétní rostlinu, a co už je dostatečné. Z tohoto pohledu můžeme klidně střelit hodně vedle, když uvedeme minimální hodnotu v Luxech, když zároveň budeme vědět, že při takovém osvětlení jej bude pro pěstování určité rostliny dostatečně a umožní nám to s velkou pravděpodobností vyloučit z možných důvodů špatného růstu světlo.
Existují různá tvrzení o barevné teplotě světla, kterým do akvária svítit. Můj osobní názor je, že je prakticky jedno, zda je akvárium osvětleno světlem o barevné teplotě 2700 K nebo 6500 K, je to spíš otázka vkusu, protože tohle opravdu nejsou dostihy, stačí když to slušně roste, a jestli 2 mm za den, a nebo 2 cm za den, bude většině z nás jedno (kdo to přesně měří a proč), když jsou rostliny zdravé a svěží. Nakonec důležitější než absolutní hodnota přírůstků je pro většinu z nás skutečnost, jak se nám pohled do akvária jeví, jak moc se nám to líbí, a co je platné, že něco roste jako o život, když při pohledu do akvária vidíme, že to světlo není tak úplně to, co bychom si představovali podle svého vkusu.
Jaký zdroj světla si vybrat? Z ekonomického hlediska vzcházejí nejlépe zářivkové trubice, možnou volbou mohou být i „úsporky“, třeba tam, kde nám rozměr nádrže nedovoluje zářivkové trubice použít, nakonec na takové osvětlení narážím od počátku tohoto článku. Pokud proti úsporkám bude někdo argumentovat výrazně nižší svítivostí, nechť si prosím započte do lm/W také předřadník, který se u úsporek započítává, protože je součástí, kdežto u zářivkových trubic nikoli, když jejich součástí není a hodnota lm/W pak vypadá u zářivkových trubic lepší než vlastně pro celé osvětlovací těleso je. Zářivky či úsporky volíme podle několika parametrů. Prvním jsou mechanické parametry, prostě se nám musí zářivka do držáku vejít (na délku) a také pasovat do patic, úsporka totéž. Dalším parametrem je příkon. U zářivkových trubic je dáno předřadníkem, jakou zářivku, tedy s jakým příkonem, můžeme použít. Rozdíl v udané hodnotě +/-10 % lze zanedbat (36 W místo předepsaných 40 W není problém). U úsporek je v tomto o starost méně, svůj předřadník mají uvnitř konstrukce a tak výměnou měníme i předřadník, což oceníme především při experimentech s osvětlením, kdy značný rozsah příkonů úsporek má stejný závit a pasují tak na stejné místo bez potřeby cokoli dalšího měnit. U zářivkových trubic oceníme jejich tvar, kdy už jen tím, že jsou na délku nad celým akváriem, rozprostírají vyzařované světlo lépe.
U zářivek i úsporek se udává ještě další číslo, příkladem 840. První číslo znamená desítky procent indexu podání barev. Je to o tom, jak dobře rozeznáme s takovýmto osvětlením barvy, jak moc přirozeně s porovnáním ke slunečnímu světlu uvidíme. Klasická žárovka má 100 %, což je způsobeno spojitým spektrem vyzařovaného světla. Hodnotu pod 80 % nedoporučuji, příkladem zářivka označená 640 se nehodí ani do kanceláře se šéfem skrblíkem, tedy čím je první číslo vyšší, tím lépe. Další dvě čísla udávají barevnou teplotu světla ve stovkách Kelvina. Cokoli od 27 do 65 je nad akvárium dobré, jen při požití 27 nebuďte překvapeni, že je akvárium nějaké moc žluté a při 65 že je to jako ve dne a ne jako ve večer plný pohody doma. Bílý den je 65 (6500 K). Použijete-li zářivkových trubic více, lze barevnou teplotu i kombinovat. Běžně se doporučuje kombinace trubic 830 a 840, 840 vepředu bude nejspíš pro většinu lidí líbivější. Pokud se rozhodnete pro nějakou speciální zářivkovou trubici, dejte pozor na to, abyste pořídili alespoň 60 lm/W, běžně zářivkové trubice svítí i přes 90 lm/W, tak proč vyhazovat hříšné peníze za nějakou ozdobu místo rozumného světla jen proto, že to má dobře udělanou reklamu.
A teď konečně můžeme začít teoretizovat, polemizovat a zkoušet. Začneme tím, že budeme hledat vhodné osvětlení pro akvarijní rostliny. Běžně se uvádí, že je potřeba pro nenáročné rostliny svítit do nádrže zářivkami 0.3 W/l, pro méně náročné 0.5 W/l, pro náročnější 0.75 W/l a pro náročné až 1 W/l. Jenže co to vlastně je? Co to říká? Vůbec nic! Ty hodnoty totiž těžko mohl stanovit pro všechny rostliny jeden člověk za stejných podmínek a tak někdo stanoví hodnotu podle svého osvětlení, přičemž za zářivkami nemá reflektor, jiný také nemá reflektor a má zářivku umístěnou výše nad akváriem a využívá tak ještě méně světla, další má reflektor, další nádrž hlubokou 60 cm s černou vodou (absorbující část světla), a jak to mám já, odpovídá to něčemu? Zkrátka je to hodnota úplně k ničemu, říkající maximálně poměr mezi rostlinami, více či méně světla, ale i to je nutno brát se značnou rezervou. Uvádět tak u rostlin potřebné osvětlení v Luxech, to by byla (po tom co jsme si řekli) paráda, že ano?
Takže jak z toho ven? Vynecháme složité úvahy a půjdeme na to kupeckými počty a troškou zkušeností. Na webu lze najít informaci, že průměrný slunečný den znamená intenzitu osvětlení od 32000 lx do 100000 lx. Musíme si ale uvědomit, že kde je v přírodě dostatek světla a další podmínky pro růst rostlin, neporostou jen rostliny vodní, ale něco také nad hladinou, tedy hladinu zastíní. Dále od břehu bude zase větší hloubka vody a ona voda nebude jen čistou vodou, tedy světlo bude absorbováno. Těžko mohu dělat vědecké závěry, ale odhadnu světlo, které se dostane k většině rostlin tak na čtvrtinu, tedy mohlo by stačit jako minimum i 8000 lx. Tuto hodnotu porovnám se svou praxí získanou zkušeností, že při osvětlení 7500 lx mimo vyloženě náročných rostlin už rostliny rozumně rostou (náročnější hůře, velmi náročné nerostou), při 4000 lx už roste jen málo co. Akvárium má dejme tomu plochu hladiny 0.4 m × 1 m = 0.4 m2. Takže abychom dostali 8000 lx, potřebujeme k tomu zdroj světla, poskytující alespoň 3200 lm (0.4 m2 × 8000 lx), ovšem počítaje jen to, co svítí kam má. Má-li běžná zářivka 90 lm/W, pak potřebujeme 3200 lm/90 lm/W = 35.6 W, použijeme slušný reflektor (ať co nejvíce světla svítí kam svítit má) a něco přidáme, takže takových 40W zářivek nad akvárium s hladinou 100 × 40 cm budeme považovat za minimum - při výšce hladiny 40 cm to je 160 l nádrž, při 50 cm jde o 200 l. Ano, vím, příliš mnoho domněnek, doplněných o praktickou nezdokumentovanou zkušenost, ovšem docela sedí s běžnou praxí, kdy už vůbec může něco růst. V tomto konkrétním případě bych ale světla přidal, protože reflektor nebude až tak ideální jak by si člověk přál, a nádrž která má být hodně slušně zarostlá znamená, že si listy rostlin vzájemně stíní a rostliny nejsou sázeny jako rajčata s poctivě udržovaným rozestupem. Navíc píšu o minimu jak do akvária svítit, a kdo by chtěl spodní hranici možného, když touží po nádherných svěže zelených, a leckdy i náročnějších rostlinách. A horní hranice osvětlení? Nic se nemá přehánět a pokud se v akváriu zazelená i písek, snadno poznáme, že už je světla trošku moc. Dohnáno do extrému, při určité intenzitě osvětlení se začínají rostliny bránit, zastavují fotosyntézu, ale za tak silnými zdroji světla se snad už nikdo z nás akvaristů nevydá.
Řekněme si rovnou, že jsem tímto článkem do akvaristiky nic nového nepřinesl, ale možná jsem mnohým představil pohled, jakým se na problematiku ještě nedívali. Pokud je tomu tak, a třeba ač mohu být nařčen ze značného zjednodušování (jistě právem), budu jen rád, pokud vyvolám diskuzi či zájem tuto problematiku řešit ještě jinak, než na úrovni, že mi někdo něco řekl, že nějak má být, tak to tak asi jedině a definitivně být musí.
Co Vy na to? Nebylo by krásné uvádět, při kolika Luxech na listech rostliny ona rostlina ještě roste, klidně bez nároku na absolutní přesnost, ale s tím, že budeme řádově přesnější a podmínky reprodukovatelnější, než při udávání jakýchsi podivných a nicneříkajících Wattů zářivek na litr?
Za správnost informací zodpovídá autor článku, dotazy směřujte na autora. Hodnocení článku hvězdičkami provádí redakce. K článku se vyjádřete pomocí palců (líbilo se / nelíbilo se).
Líbilo se: 60x • Nelíbilo se: 0x • Zveřejněno: 01.12.2010 • Upraveno: 01.12.2010 • Přečteno: 6969x
Schválili: Bob66 07.01.13 • Jarka 18.01.14 • romant 18.01.14 • Rex 18.01.14 • slavko 21.06.16
Související články
| Žádné související články |
Další články z rubriky Osvětlení
| 24.08.2012 | | Odvětrání krytu osvětlení | 897x |
| 06.07.2011 | | Osvětlení: O zářivkách „po miliónté“, ale trochu jinak (ECODESIGN) | 1188x |
| 16.12.2010 | | Noční LED osvětlení | 6005x |
| 09.09.2014 | | LED reflektor - ano či ne. | 1739x |
| 29.12.2022 | | Kontrolér světla pomocí NodeMCU ESP 8266 s Wi-Fi a mosfetu s kanálem N. | 36x |
| 08.11.2010 | | Úprava stávajícího akvarijního osvětlení | 2595x |
| 01.08.2009 | | Výroba světelné rampy | 5476x |
| 16.09.2011 | | LED osvětlení a jeho regulace | 2176x |
| 04.02.2017 | | Osvětlení akvária LED svítidly T5 - vlastní výroba osvětlovací rampy | 105x |
| 15.12.2014 | | Výroba led osvetlenia na malé akvária | 1242x |
Komentáře návštěvníků
Funkce je dostupná pouze pro přihlášené uživatele
Další články tohoto autora
| 27.07.2014 | | CO2 - snadno, levně a bezpečně | 3039x |
| 03.05.2013 | | DIY skimmer | 1639x |
| 23.02.2011 | | Porodnička | 1918x |
| 15.01.2011 | | Léčba V-Penicilinem | 1305x |
| 03.12.2010 | | CO2, rostliny, a co jsem ještě nezkusil | 4145x |