Без кейворда

Рифоводство 101 – Хо! Хо! Хо! – Давайте зажжем их!

Одна из областей, которая многим начинающим рифоводам кажется запутанной и дорогостоящей, – это освещение морского аквариума. Если у вас пресноводный аквариум, вы, вероятно, используете освещение по настроению, то есть освещение, которое вы считаете приятным. О, вы можете использовать лампу для выращивания растений или аквариумный свет полного спектра, если у вас есть растения, но в остальном освещение в основном такое, какое вам нравится.

Это прекрасно, если ваш морской аквариум будет системой только для рыб (FO), потому что морские рыбы не более требовательны к интенсивности освещения, чем их пресноводные сородичи. Однако я избегаю использования лавовых ламп с морскими рыбами, поскольку они могут испугаться, если подумают, что открылось жерло подводного вулкана. С другой стороны, если вы планируете завести полноценный рифовый аквариум, то освещение имеет гораздо большее значение. Использовать освещение по настроению здесь не вариант, но если вы подберете правильную комбинацию, то сможете найти такую, которая будет радовать и вас, и обитателей вашего аквариума.

Причина разницы между рыбными и коралловыми системами заключается в симбиотических динофлагеллятных водорослях кораллов. Известные как зооксантеллы, они важны для кораллов, анемонов и некоторых других обитателей, таких как моллюски, питание которых зависит от водорослей. Эти водоросли живут в тканях кораллов и других организмов. Находясь в безопасности и защищенные от вреда, они в ответ производят избыток пищи в процессе фотосинтеза, которую коралл может потреблять. У некоторых видов каменистых кораллов они обеспечивают более 80% питания, необходимого кораллу для выживания. Получив питание, кораллы в ответ производят отходы, богатые углекислым газом, азотом и фосфором, которые необходимы водорослям для выживания.

Для того чтобы эти погребенные водоросли могли фотосинтезировать, им необходим гораздо более мощный свет, чем для незащищенных, мало освещенных водорослей, таких как кораллина. Этот свет должен проникать как через воду, так и через ткани кораллов, обеспечивая при этом необходимую интенсивность и спектр для фотосинтеза. Именно это делает освещение рифового аквариума сложной задачей. Фотосинтез является ключевым компонентом для поддержания настоящего рифового аквариума.

Принцип работы ламп

Использование ламп накаливания для освещения аквариума уже почти прошло, и даже пресноводные аквариумы освещаются флуоресцентными трубками. Люминесцентные лампы, хотя и на стероидах, также используются в морских аквариумах. Знание того, как работает люминесцентная лампа, поможет нам выбрать подходящую для морской системы. По сути, это стеклянная трубка с двумя электродами – по одному на каждом конце. Трубка заполнена инертным газом и содержит небольшое количество ртути. Чтобы зажечь лампу, подается высокое напряжение, часть ртути испаряется и делает внутреннюю часть трубки проводящей. Ток проходит по трубке к другому электроду, и ртуть начинает светиться. Все это хорошо и замечательно, но это не очень сильное свечение, и большая его часть – невидимый ультрафиолетовый свет. Чтобы заставить трубки работать, стеклянная трубка покрывается материалом, известным как люминофор. Энергия от светящегося ртутного облака попадает на люминофор, и с атомами люминофора происходят всевозможные реакции. Обычно электроны люминофора находятся в состоянии покоя и вращаются в сферическом облаке, называемом “s-конфигурацией”. Излучение ртути придает энергию электронам, и они настолько возбуждаются, что меняют форму облака, превращая его в сплошную восьмерку, называемую “p-конфигурацией”. Однако этим ленивым атомам люминофора не очень нравится, когда их “супят”, и мгновением позже они возвращаются в свое сферическое состояние покоя. При этом они должны сбросить энергию, которую поглотили, и они делают это, испуская фотоны света, то есть флуоресцируют. Настоящая магия здесь заключается в том, что им не нужно излучать свет на том же спектральном уровне, что и ртуть; они могут изменить длину волны на более видимую для человеческого глаза. Именно так все люминесцентные лампы создают полезный свет.

Когда люминесцентные лампы только появились на рынке, они были несколько ограничены в длине волны, которую излучали. В то время люди привыкли к розоватому оттенку ламп накаливания, поэтому производители ламп выбрали люминофор, который в некоторой степени дублировал его. Называемый “теплым белым”, он имел слегка розоватый оттенок. Позднее, чтобы придать свету более сбалансированные тона, были созданы “холодные белые” люминофоры, в разряде которых было меньше розового. С годами используемые люминофоры становились все более сложными, и теперь во флуоресцентной лампе можно получить практически любой цвет радуги. Распространенные в морской аквариумистике люминесцентные лампы обычно имеют трехфосфорное покрытие. Используются люминофоры, излучающие красный, зеленый и синий свет, которые можно комбинировать для получения различных оттенков белого. Это похоже на цветной телевизор, где фосфоры иттрия, легированные европием, создают ярко-красный цвет, цинк-медь-алюминий – зеленый, а цинк-серебро-кобальт – синий, когда на них падает электронный луч телевизора.

Теперь кое-что происходит и в ртутном облаке в трубке. Как я уже говорил, на трубку подается высокое напряжение, чтобы все началось, но как только трубка загорается, она начинает нагреваться, и все больше и больше ртути испаряется. Сопротивление внутри этого ртутного облака начинает падать как камень, поэтому без решения проблемы лампа просто будет становиться все ярче и ярче, пока не перегорит. К счастью, решение есть. Во всех люминесцентных лампах используется балласт. Балласт выполняет две функции. Во-первых, он использует конденсатор для обеспечения начального высокого напряжения, необходимого для зажигания лампы. Когда лампа загорается, конденсатор работает как трансформатор, который ограничивает силу тока, потребляемого лампой, и не дает ей погаснуть при первом включении.

Балласты старых добрых времен, а некоторые из них широко используются и сегодня, – это обычные магнитные балласты. Они напоминают небольшой кирпич и довольно дешевы. Однако они имеют свои особенности в том, что они могут питать. Лампа и балласт должны соответствовать друг другу, иначе система не будет работать. На смену магнитным балластам во многих системах пришли электронные балласты. Они меньше, работают холоднее и обычно могут работать с несколькими типами ламп. Несколько лет назад я отдавал предпочтение магнитным, а не электронным балластам, поскольку последние были дороже, а среднее время между отказами составляло около половины дня. Промышленность решила эту проблему, и теперь электроника может служить так же долго, как и магнитная, то есть 10 лет и более. Кроме того, в них снижено радиочастотное излучение. Магнитные балласты выделяют тепло, а электроника создает радиопомехи. Нынешние модели уменьшили количество излучения и экранировали то, что осталось. Цены также снизились. Если вы планируете со временем модернизировать свой аквариум, то покупка несколько более габаритного электронного балласта, вероятно, будет разумным выбором.

Давайте рассмотрим металлогалогенные лампы (MH) и принцип их работы. Они имеют некоторые общие черты с флуоресцентными лампами. Они содержат инертный наполняющий газ и, как правило, небольшое количество ртути для начала работы. Им также требуется балласт, который выполняет ту же работу, что и люминесцентные лампы, то есть запускает лампу и ограничивает ток. Однако MH-лампы не могут работать с люминесцентным балластом, а люминесцентные лампы не могут работать с MH-балластом.

Разница заключается в том, как они производят свет. Нити накала в лампе MH расположены близко друг к другу. Когда через них проходит ток, они довольно быстро нагреваются до очень высоких температур. Внутри трубки также находятся ионы металлов в сочетании, в большинстве случаев, с йодом или бромом. При повышении температуры дуги эти ионы становятся летучими и попадают в газовое облако, которое нагревается между нитями накала, переходя в очень горячее состояние, называемое плазмой. В отличие от люминофоров, которые поглощают энергию и затем испускают свет, когда они расслабляются, плазма создает сильное возбуждение в металлах и испускает фотоны с высоким уровнем энергии. Используя различные комбинации галоидных металлов, эти лампы излучают различные части спектра, которые мы видим как видимый свет.

Какую лампу выбрать?

Я планировал, что известный ведущий ток-шоу Джерри Спрингер поможет нам выбрать тип ламп. К сожалению, он сейчас в разъездах и читает лекции о том, как уменьшить насилие в телепрограммах. Однако он прислал то, что должно было стать его заключительным словом по этой теме, и я приведу его здесь:

“Бесчисленные семьи разрываются на части из-за вопроса о выборе лучшего освещения для рифового аквариума. Очень часто члены семьи не обсуждают этот вопрос перед выбором освещения, и кто-то всегда остается недовольным. Этого можно было бы избежать, если бы они обсудили этот вопрос и достигли гражданского согласия. Не бывает счастливой семьи, когда один человек настолько доминирует, что не замечает потребностей других членов семьи. Злость еще больше возрастает, когда другие члены семьи приходят после долгой ночи сбора алюминиевых банок на улице, чтобы помочь заплатить за новые металлогалогенные лампы, которые вы купили. Когда это происходит, семья должна связаться с моими продюсерами, которые могут предложить им избить друг друга до полусмерти перед аудиторией студии”.

Часто на Reef Central тема освещения становится довольно острой. Одни клянутся, что без металлогалогенных ламп невозможно содержать нормальный морской аквариум; другие – за флуоресцентные лампы, но часто расходятся во мнениях, какой тип использовать. Одним нравятся мощные компакты, другие предпочитают обычные лампы T-12 Very High Output (VHO). Чтобы разобраться во всем этом, нам нужно знать немного больше о самом свете.

Покупая лампочки, вы почти всегда видите на упаковке надпись: “Лампа X дает 3600 люмен”. Что такое люмен? Люмен – это стандарт интенсивности света, который приравнивает световой поток к потребляемой мощности. Один ватт энергии эквивалентен 683 стандартным люменам. Но есть одна загвоздка. Комитет, контролирующий международные стандарты, выбрал Кларка В. Грисволда из Чикаго, штат Иллинойс, в качестве стандартного наблюдателя за люменами. Они обнаружили, что Кларк лучше всего видит свет при длине волны ровно 555 нм, поэтому они определили стандартный просвет на этом уровне. Я хотел попросить Кларка прокомментировать, почему это так, но каждый раз, когда я пытался связаться с ним, мне сообщали, что он в отпуске.

Все это кажется прекрасным, пока мы не поймем, что что-то не так. 40-ваттная лампа должна излучать 40 × 683, или 27 320, люмен. Эта 40-ваттная флуоресцентная лампа дневного света Sylvania, согласно упаковке, излучает всего 3600 люмен. В чем же дело? Ну, значение 683 люмен на ватт основано на теоретическом сравнении. Этот показатель существует только в мире науки и не имеет никакого отношения к реальному миру. Недавно я сравнивал лампы дневного света и обнаружил, что люминесцентная лампа Sylvania T-12 заявила 90 люмен на ватт, люминесцентная T-5 – около 85, а металлогалогенная – около 88. Все эти значения находились в диапазоне всего 12-13% от того, какой должна быть их теоретическая мощность. Это объясняется тем, что электрическая мощность не очень эффективно преобразуется в излучаемый свет. Большая часть сока, который мы подаем в лампы, заканчивается в виде тепла. В металлогалогенных лампах температура газовой плазмы приближается к 7000°C, а как насчет флуоресцентных? Они классные, не так ли? Не совсем. Металлогалогенная лампа концентрирует весь свой свет и тепло на небольшой площади, а люминесцентная распространяет свой свет и, если уж на то пошло, тепло по длинной трубке. На ощупь она лишь слегка теплая, но если сложить все тепло, выделяемое лампой по всей ее длине, то оно будет близко к тому, что выделяет металлогалогенная лампа на ограниченной площади дуги. И еще кое-что: когда люминофор флуоресцентной лампы попадает под ультрафиолетовое излучение, он испускает фотоны во всех направлениях. Это означает, что многие фотоны возвращаются обратно в центр трубки или ударяются об атомы люминофора рядом с ними. Поскольку свет, излучаемый люминофором, не совпадает с ультрафиолетовым излучением, которое возбудило люминофор в первую очередь, он теряется в трубке.

Вы меня поняли? Тогда у нас также есть наш стандартный наблюдатель Кларк. Он хорошо видит вещи только на расстоянии 555 нанометров, но свет может излучаться и на других длинах волн. Здесь я лучше остановлюсь и объясню, что такое нанометр. Еще в школе вы все помните мнемонику “Каждый хороший мальчик делает хорошо”, не так ли?

“Хранитель воды”, ради Пита! Это мнемоника нот на партитуре музыкальной страницы.”

О, иногда я теряюсь; спасибо. Я имел в виду…

Это цвета радуги и спектра. Кларк лучше всего видит в области “G” (зеленый), поэтому производители светомеров, таких как те, что продаются для фотоаппаратов, взвешивают их, чтобы они реагировали в этой области, которая составляет около 555 нм. Это означает, что если наша лампа производит фотоны вне этой области, они не будут регистрироваться так же сильно, как фотоны в желто-зеленой области спектра. Учитывая, что все это работает против нашей маленькой старой люминесцентной лампы, неудивительно, что ее фактическая светоотдача составляет лишь чуть более 10% от того, что предполагает формула.

У люменов есть еще один недостаток. Они измеряются на поверхности источника света. Это хорошо для определения эффективности конкретного источника света, но это не говорит нам о том, что происходит при передаче света. Достаньте старый фонарик и включите его. Поместите его в футе от стены и отметьте размер круга, который он освещает. Теперь переместите его обратно на два фута. Круг увеличился, не так ли? На самом деле, он не просто удвоился, а увеличился в четыре раза. Он также кажется более тусклым. Переместите его на три фута, и круг теперь в девять раз больше, чем был на расстоянии одного фута; переместите его на четыре фута, и он вырастет в 16 раз от своего первоначального размера. С каждым разом он становится все тусклее, и если бы мы измерили его мощность, то на расстоянии трех футов он был бы лишь на одну девятую ярче, а на расстоянии четырех футов – на одну шестнадцатую ярче, чем на расстоянии одного фута. Это происходит потому, что лампочка фонарика производит фиксированное количество люменов, и по мере увеличения освещаемой ею площади люмены, падающие на данную площадь, уменьшаются на тот же коэффициент, что и расстояние. Кроме того, если переместить фонарик так, чтобы он светил не перпендикулярно стене, а под углом 45°, мы получим яйцеобразный овал, маленький конец которого светит ярче, чем широкий.

Для измерения света, проходящего на расстояние, нам нужна другая единица, называемая люксом. Люкс – это количество люменов, освещающих поверхность данной площади, и стандарт основан на люменах на квадратный метр. Это более реальная единица измерения, чем люмен, потому что в нашем аквариуме свет должен пройти путь от колпака до дна аквариума. Во второй статье этой серии я сказал: “Высота всегда является проблемой, и я предостерегаю новичков от увлечения очень высокими аквариумами… Аквариум глубиной три фута требует почти в девять раз больше освещения, чтобы обеспечить тот же уровень света, что и аквариум глубиной один фут”. Это относится к люменам, когда мы измеряем свет на увеличивающемся расстоянии. Маленький эксперимент с фонариком поможет вам наглядно представить, что я имел в виду.

Использование люксов полезно, но оно не учитывает весь спектр; оно использует только ту желто-зеленую часть, на которой основан люмен. В рифовом аквариуме идея состоит в том, чтобы обеспечить свет, способствующий фотосинтезу, и так получилось, что 555 нм не является оптимальным. Действительно, некоторые виды хлорофиллов любят свет в фиолетовой области с длиной волны чуть более 400 нм, а другие лучше всего работают в желто-оранжевой области с длиной волны 575-625 нм. В последние годы ученые учли это и выработали новый стандарт, названный PAR. Это означает “фотосинтетическое активное излучение”, и оно измеряет свет во всем видимом спектре, отвечающий за фотосинтетическую активность. Первоначально измерительные приборы, используемые для этого, были известны как квантовые измерители, и они были очень дорогими по сравнению с обычными измерителями освещенности. Сейчас они доступны по разумным ценам, и хорошо оснащенные аквариумисты могут иметь такой прибор для проведения таких измерений. Еще лучше уговорить местный рифовый клуб приобрести такой прибор. Такие измерения проводятся только раз в несколько месяцев, поэтому весь клуб может пользоваться одним измерителем.

Значит, если мы знаем ПАР, то все уже готово, верно? Ну, не совсем. PAR измеряется на расстоянии, и именно расстояние в рифовом аквариуме вызывает много споров о том, какая система освещения лучше. Флуоресцентная лампа рассеивает свет по длинной трубке, в то время как металлогалогенная концентрирует его на небольшой площади. Если вы посмотрите прямо на металлогалогенную лампу, она будет почти ослепительно яркой, но даже самые яркие люминесцентные лампы могут заставить вас прищуриться. Когда я рассказывал о люменах для разных ламп, вы, возможно, заметили, что количество люменов, фактически производимых металлогалогенными и люминесцентными лампами, удивительно близко друг к другу. Это потому, что ни одна из систем не имеет заметных преимуществ перед другой. Разница заключается в том, как они распределяют эти люмены. Галогенные лампы концентрируют свет в виде точечного источника, а люминесцентные распространяют его в виде континуума. Это означает, что при равной мощности MH и люминесцентных ламп мы получаем примерно одинаковое количество света. Просто MH концентрирует его, как фонарик, на небольшой площади, а флуоресцентные распределяют свет довольно равномерно по всему аквариуму. При правильном использовании люминесцентные лампы прекрасно подходят для освещения домашнего аквариума. Вопрос в том, как настроить свет, который они дают.

Если вы использовали фонарик типа Maglite, то у него есть луч, который можно регулировать от широкого до узкого, перемещая линзу. Это возможно потому, что свет сначала фокусируется отражателем, который собирает фотоны, движущиеся во всех направлениях от источника света, и отражает их к отверстию линзы. В фонарике такой отражатель называется “параболическим” и представляет собой вытянутую полусферу, которая позволяет переместить источник света в точку, где все фотоны отражаются под одним прямым углом к отверстию отражателя.

Металлогалогенное освещение действует как точечный источник, поэтому для фокусировки луча без использования линз можно использовать параболические отражатели. Перемещение лампы MH в нужную точку отражателя может создать узкий луч, а перемещение в другую точку – широкий луч, как у Maglite. Как я уже упоминал ранее, количество люменов на ватт у люминесцентных и металлогалогенных ламп отличается очень незначительно. Однако, поскольку MH-лампа является более точечным источником, она позволяет лучше сфокусировать луч, что дает возможность увеличить общее количество люмен на освещаемой площади. Наша удлиненная люминесцентная лампа не может быть сфокусирована подобным образом, поэтому ее свет охватывает широкую область за счет снижения количества люкс в освещаемой области. Как правило, если вам нужен очень высокий уровень света на довольно маленькой площади, всегда используйте MH. Это также относится к глубоким аквариумам. Как люминесцентные, так и MH лампы распределяют световой рисунок по мере увеличения высоты аквариума, тем самым уменьшая общую освещенность на дне аквариума. Однако, поскольку лампы MH могут проецировать очень плотный луч, эффект увеличения расстояния может быть компенсирован легче, чем при использовании люминесцентных ламп.

Пока кажется, что MH – это выход, но подождите минутку. Луч MH действительно силен в области, лишь немного превышающей диаметр отражателя. За пределами этой области интенсивность света начинает падать так же быстро, как падающая звезда. Что-то, размещенное всего в шести дюймах за пределами зоны основного луча, получит очень мало света. Люминесцентные лампы не страдают от этого эффекта. Их свет остается довольно постоянным по всей длине, поэтому они дают гораздо более равномерное освещение. Те, кто занимается аквариумным хобби, особенно поставщики освещения, хорошо знают об этом преимуществе. Первым решением было получить больше света от люминесцентных ламп. Производители ламп сначала удвоили мощность в трубках без их удлинения, назвав их высокопроизводительными (HO); а позже утроили мощность и назвали их очень высокопроизводительными (VHO). Это позволило флуоресцентным лампам, которые в свое время были 40-ваттными, вырабатывать 110 Вт в той же трубке длиной четыре фута. Эта маленькая хитрость позволила флуоресцентным лампам встать в один ряд с металлогалогенными лампами в качестве жизнеспособного типа аквариумного освещения.

На этом этапе нам нужно узнать немного больше о люминесцентных лампах. Распространенной бытовой люминесцентной лампой уже давно является люминесцентная лампа Т-12. Число после буквы Т – это диаметр трубки в восьмых долях дюйма. Это означает, что Т-12 имеет диаметр 1½ дюйма. Такой диаметр подходит для освещения комнаты, но в аквариуме лампа такой толщины не нужна. С отражателями типа магазинных светильников, используемыми во многих аквариумах, на пол и стены попадает столько же света, сколько и на дно аквариума. Не очень эффективно, не так ли? Довольно толстая лампа T-12 действительно не подходит для хорошего дизайна отражателя. Чтобы исправить этот недостаток, были изобретены лампы Power Compacts (PC). Это гораздо более узкие флуоресцентные лампы, чем Т-12, поэтому в рефлектор можно втиснуть больше ламп. Единственная проблема заключается в том, что трубка настолько слабая, что для ее закрепления приходится складывать ее в U-образную форму, поэтому большая часть производимого света врезается в другую сторону U-образной формы, заметно снижая мощность света. Такая U-образная форма также не способствует хорошему дизайну отражателя; поэтому ПК немного лучше, чем Т-12, но не намного. Пару лет назад на аквариумном рынке появилась трубка нового диаметра. Это была тонкая T-5, высокопроизводительная, диаметром всего 5/8″, но все еще однотрубная, как T-12. Как и трубки для ПК, этот маленький диаметр позволял поместить больше трубок под аквариумный колпак, а тонкая конструкция позволила разработать гораздо лучшие отражатели. Для Т-5 мы можем сделать длинный отражатель параболической формы, соответствующий ее диаметру, и, поскольку трубка такая тонкая, использовать отдельные отражатели для каждой лампы. Это дает более сфокусированный луч и, хотя он все еще не такой интенсивный, как у ламп MH, больше света достигает дна аквариума.

Металлогалогенные лампы также имеют несколько форм. Изначально распространенным типом был цоколь mogul, с трубкой, которая вкручивается в гнездо, как лампочка. Этот тип MH имеет конструкцию “лампа в лампе”, при этом дуговая трубка закрыта внешней экранирующей трубкой. Это защищает дуговую трубку и одновременно ограничивает УФ-излучение дуговой трубки, которое может быть вредным при низких длинах волн. Базовые трубки Mogul также имеют две подгруппы: одна форма использует дополнительный стартовый электрод для запуска плазмы дуги (зондовый старт), а другая использует сами электроды дуги для запуска дуги (импульсный старт). Зондовый запуск утверждает, что высоковольтные импульсы, используемые для запуска лампы, не разрушают электроды дуги. Используемый балласт должен использовать систему запуска лампы, иначе она не будет гореть.

Другой основной группой металлогалогенных ламп являются двухсторонние трубки, обычно называемые HQI (high quartz iodide). Это дуговые трубки с контактами на обоих концах, как у флуоресцентов. Трубка довольно тонкая и не имеет внешней защитной трубки. Обратите внимание – эта неэкранированная дуговая трубка излучает опасное ультрафиолетовое излучение, и кварцевое стекло не блокирует его. Не смотрите на голую трубку. При использовании этого типа МЗ между дугой и зрителем всегда должна находиться панель из обычного стекла или пластика, защищенного от ультрафиолетового излучения. Необработанный прозрачный пластик, например, стенки акрилового аквариума, прозрачен для ультрафиолета. Основные преимущества ламп HQI в том, что их можно разместить больше внутри колпака, а их рефлектор может быть меньше, чем у ламп с цоколем mogul. Они работают жарче, чем MH с цоколем Mogul, и могут давать немного больше света. Я отдаю предпочтение лампам HQI для большинства применений, но лампы на базе MH обычно дешевле.

И последнее слово об использовании MH-ламп для освещения аквариума. При включении MH-лампы существует начальный период, когда лампа не дает полной мощности. Это связано с тем, что температура плазмы лампы должна достичь определенного уровня, прежде чем металлогалогениды полностью испарятся. В зависимости от лампы, это может занять около 10-15 минут. Еще одна необычная особенность заключается в том, что если вы выключите лампу, вы не сможете сразу же запустить ее снова. После выключения горячей лампе требуется некоторое время, чтобы остыть. Во время охлаждения металлогалогенные лампы находятся в газообразном состоянии, и при подаче высокого напряжения лампа перегорает. В металлогалогенные балласты встроен таймер, предотвращающий повторный запуск в течение определенного периода времени. Опять же, период тайм-аута повторного включения составляет от 10 до 20 минут.

Что все это нам дает? Это означает, что в аквариумах стандартной глубины (менее 30 дюймов) можно использовать любую из этих систем. Если ваш аквариум глубже, то вы должны смириться с тем, что будете использовать только MH. Флуоресцентные лампы просто не справятся с такой глубиной аквариума. Выбор за вами, но многие рифоводы предпочитают использовать комбинацию MH и флуоресцентных ламп – во многих случаях это лучшее из двух миров. На мой взгляд, если вы можете себе это позволить, я рекомендую использовать комбинированное решение, а не один тип освещения.

Держитесь, нам осталось рассказать еще немного. Если вы посмотрите на описание освещения большинства резервуаров месяца, вы часто увидите: “Я использую два 12K 175-ваттных MH, дополненных четырьмя актиничными флуоресцентными лампами T-5”. Что это значит? Во-первых, давайте обсудим “К”, которое люди часто принимают за “кило”, то есть тысячу. На самом деле, мы можем поблагодарить ирландца Уильяма Кельвина за К. В честь лорда Кельвина названа температурная шкала. Единицы измерения те же, что и в шкале Цельсия, но ноль начинается с абсолютного нуля. Значит, они говорят о том, насколько горячими становятся лампы, верно? Извините; это не имеет никакого отношения к теплу, выделяемому лампами, а является мерой цвета излучаемого света. Запутались? Температура цвета? Когда мы говорим о свете, нам нужен способ определить спектр. Ранее я использовал длину волны в нанометрах для определения цвета, но проклятые фотографы не узнают нанометр, если он попадет им в лицо (что происходит постоянно), поэтому они используют температуру в качестве определения. Раскаленная кочерга” горячая, но не совсем горячая. По мере увеличения температуры мы получаем желто-горячую, затем бело-горячую и, наконец, сине-бело-горячую. С увеличением температуры по Кельвину длина волны сокращается, и получаемый цвет переходит от красного к синему и далее. С научной точки зрения, значение K – это видимый цвет света, излучаемого черным телом при определенной температуре по Кельвину. Солнечный свет – это то, что любит Кларк Грисволд, когда он в отпуске, и, поскольку солнце светит при температуре около 5000-7000°K, ему нравится 555 нм для рассматривания предметов. В аквариумном освещении нас в основном интересует освещение в диапазоне 6000-14 000 К, от белого солнечного света до голубовато-белого. Это область, где фотосинтез достигает своего пика. Как флуоресцентные, так и MH-лампы доступны в значениях К от 20 000 и выше. Однако будьте осторожны: они не только кажутся тусклыми для наших глаз, которые не так чувствительны к этим высоким значениям К, как к более низким, но и их истинная светоотдача обычно намного ниже, чем у их аналогов с меньшим значением К. Теперь для маленького наноаквариума выбор несколько ограничен, поскольку мы можем установить только один светильник над аквариумом. Здесь необходим некоторый компромисс, поэтому необходимо использовать лампы с более высоким значением К, чтобы обеспечить сине-фиолетовые волны, необходимые для фотосинтеза. В таких случаях, вероятно, подойдут лампы с 12 000-14 000°K. Также,

некоторые PC-трубки поставляются с одной стороной, излучающей довольно скромный K-белый свет, и другой стороной, излучающей почти актинический спектр. Я упоминал об актиничном свете в этой теме, и это требует некоторого объяснения. Актинический свет означает свет, способствующий химической реакции. В 1980-х годах начали появляться флуоресцентные лампы, длина волны которых была чуть выше длины волны “черного света”. Они излучали свет в области 420-450 нм, а это длина волны, которую любят фотосинтезирующие водоросли. Быстро стало очевидно, что эти лампы могут быть полезны в аквариумах, особенно морских, где такой свет, возможно, позволит аквариумистам успешно содержать кораллы. Так и произошло, и они стали одной из инноваций, сделавших возможным содержание рифов.

Сейчас в большом аквариуме я люблю смешивать и сочетать. В 100-галлонном аквариуме я могу установить и MH, и флуоресцентные лампы под одним навесом. Это позволяет выбирать значения К, которые охватывают более широкий диапазон, чем это возможно при использовании одной лампы. Я предпочитаю использовать пару MH-ламп 8 000-10 000K для центральной зоны, где будут демонстрироваться кораллы. Затем я дополняю их актиничными флуоресцентными лампами. Я использую актинический свет для флуоресцентных ламп, потому что он дает им “толчок”. Свет с такой длиной волны очень хорошо проникает в воду – гораздо лучше, чем свет в среднем и верхнем спектральном диапазоне. Более мощные лампы MH затем используются для обеспечения верхнего спектра излучения, и их удар может загнать этот свет глубже, чем это могут сделать флуоресцентные лампы. Это сбалансированный подход. Большинство рифоводов включают все лампы примерно на 8-10 часов в день, но устанавливают актиники на час раньше и выключают на час позже, чем MH, имитируя таким образом рассвет и закат.

Несмотря на то, что МГ и флуоресцентные лампы являются сегодняшними стандартами, возможно, мы наблюдаем рассвет новой эры. Светоизлучающие диоды (LED) существуют уже некоторое время; у меня даже был светодиодный калькулятор в начале 70-х годов. В те времена цвета были ограничены, а производительность была ужасной. Сегодня это не так. Одиночные диоды теперь могут излучать белые цвета с высоким спектральным выходом, а их общая светоотдача растет каждые несколько месяцев. Они выделяют очень мало тепла и потребляют мало электроэнергии. Появляются светодиодные бленды, которые утверждают, что по светоотдаче они равны стандартным MH и флуоресцентным лампам. В настоящее время они очень дороги, но цены могут снизиться по мере совершенствования технологии. Кроме того, лишь немногие отчеты об использовании оценили их работу в морских аквариумах. Тем не менее, ожидайте, что в ближайшие несколько лет они станут более распространенными.

Другие соображения по поводу освещения

После того как вы выбрали светильники, их нужно установить над аквариумом. Многие аквариумисты выбирают готовые навесные системы, но наши более трудолюбивые члены изготавливают свои собственные. Два распространенных способа использования светильников – в колпаке/навесе или в подвесных светильниках. Оба метода имеют свои достоинства. В подвесном методе лампы подвешиваются к потолку, в отдельных отражателях для MH или световых полосах для флуоресцентных ламп. Этот метод позволяет регулировать расстояние ламп от аквариума и обеспечивает лучшую вентиляцию, чем навес, что является важным моментом, особенно для больших аквариумов. При использовании навеса лампы устанавливаются практически на фиксированной высоте, и хорошая вентиляция навеса является обязательным условием.

Как я только что упомянул, тепло всегда является важным фактором при монтаже системы освещения. Всегда возникают разговоры о том, что MH производит больше тепла, чем люминесцентные лампы, но в действительности их общая теплоотдача не сильно отличается для систем аналогичной мощности. MH-лампы производят все свое тепло на небольшой площади, а люминесцентные лампы распространяют свое тепло по трубке. Что заставляет тепло МГ лампы влиять на температуру воды в аквариуме больше, чем тепло люминесцентной лампы, так это то, что первая генерирует тепло в основном в виде лучистой энергии. При использовании блока люминесцентных ламп над резервуаром большая часть тепла уходит в воздух в пространстве навеса, откуда охлаждающие вентиляторы могут его отводить. Лампы MH нагревают не только воздух, но и передают лучистую тепловую энергию через воздух непосредственно в толщу воды. В небольшом аквариуме в доме с кондиционером вентиляция должна поддерживать в аквариуме желаемую температуру. В больших аквариумах, однако, это может стать проблемой. Это связано с тепловой массой. Небольшой резервуар, скажем, куб размером 2′ x 2′ x 2′, вмещает около 60 галлонов воды. Площадь поверхности этого куба, считая верхнюю часть, составляет 20 квадратных футов (я считаю только пять сторон, потому что дно бака изолировано подставкой). Это означает, что на каждый квадратный фут открытой поверхности приходится 3 галлона воды, и эта открытая поверхность рассеивает тепло в комнату. Теперь, если мы увеличим размер куба до 3 футов на сторону, у нас будет чуть больше 200 галлонов воды на 45 квадратных футов открытой поверхности. Это уменьшает площадь рассеивания тепла, поскольку теперь на каждый квадратный фут поверхности приходится 4,5 галлона. Это снижает скорость охлаждения на 50%. По мере увеличения объема резервуара этот недостаток возрастает, и где-то наступает момент, когда требуется другой способ охлаждения резервуара. Это означает использование чиллера, что значительно увеличивает общую стоимость освещения.

Несколько слов о монтаже балластов. При проектировании системы освещения всегда выбирайте выносные балласты. Гораздо лучше, если они находятся в подставке, а не в колпаке или навесе. Там они меньше подвергаются воздействию влаги и брызг, и, если они магнитные, они отводят генерируемое ими тепло от аквариума.

Ну, это получилось довольно длинно. В заключение я хочу сказать последнее слово об освещении. У вас прекрасное освещение, все хорошо, но новый коралл, который вы только что запустили, обесцвечивается. Почему? Мы всегда проповедуем карантин на Reef Central, но не только болезни убивают. Воздействие избыточного количества света также может привести к гибели. Первоначально в обесцвечивании кораллов на мировых рифах винили глобальное потепление. Возможно, это и сейчас так, но все больше исследователей указывают на то, что не только тепло убивает кораллы. По мере потепления океана кораллы становятся менее устойчивыми к интенсивному свету, а симбиотические водоросли, которые они содержат, прекращают фотосинтез. В итоге водоросли отмирают, а коралл погибает. Когда коралл добавляют в новый аквариум, температура воды может быть намного выше, чем когда он находился в транспорте, и он, конечно, намного ярче в хорошо освещенном аквариуме. Это может привести к обесцвечиванию. Решением проблемы является медленная акклиматизация нового коралла к новым условиям. Это можно начать при приглушенном освещении карантинного аквариума. Когда коралл будет добавлен в основной аквариум, вы можете поднять высоту освещения над поверхностью воды, чтобы уменьшить освещенность и дать кораллу адаптироваться. Такая простая вещь может означать разницу между успехом и неудачей.

Когда аквариумисты понимают, как современное аквариумное освещение влияет на содержание их рифового аквариума, они могут сделать мудрый выбор, который принесет пользу обитателям их аквариума и будет радовать глаз зрителя, не опустошая его кошелек.

Для получения дополнительной информации по этой теме вы можете посетить мою старую тему “Освещение”, но учтите: она еще более бессвязна, чем эта, если вы можете в это поверить.

Source: reefkeeping.com