Выбираем фитолампу

Как правило, в цветоводстве используются следующие газоразрядные лампы - люминесцентные, ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы высокого давления. Все они имеют подходящие для растений спектральные характеристики, но отличаются по показателям светоотдачи и мощности. Выбор конкретной осветительной системы зависит от потребностей ваших растений, ваших пожеланий и финансовых возможностей.

Люминесцентные лампы относятся к газоразрядным лампам низкого давления - давление в колбе соответствует десяткам миллиметров ртутного столба. К лампам высокого давления относятся ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы высокого давления - во внутренних колбах (горелках) работающей лампы создается давление 1-3 атмосферы, что сравнимо с давлением в автомобильной шине или в водопроводе городской квартиры. Например, давление в горелке натриевой лампы не превышает атмосферного. При правильной эксплуатации использование ламп высокого давления в быту совершенно безопасно.

Люминесцентные лампы (в дальнейшем ЛЛ) - самые распространенные из газоразрядных ламп. Их световая отдача - 50-80 лм/Вт при сроке службы 10-15 тыс.ч. (2-3 года). Рабочая среда в колбе ЛЛ - пары ртути низкого давления. Принцип действия основан на фотолюминесценции люминофоров - веществ, способных производить видимый свет под воздействием УФ-излучения. Световой поток ЛЛ значительно снижается со временем: за половину срока службы он падает приблизительно на 25%, к концу срока - на 40%, поэтому желательно менять лампу, не дожидаясь окончательного выхода ее из строя.

По форме ЛЛ бывают трубчатые, фигурные и компактные (последние мы обычно называем энергосберегающими). Компактные ЛЛ (энергосберегающие) имеют небольшие габариты и просты в использовании, но имеют, как правило, слишком малую мощность, чтобы быть пригодными для выращивания растений. Миниатюрный пускорегулирующий аппарат встроен в их цоколь, лампы вкручиваются в тот же патрон, что и лампы накаливания (цоколь Е27 - стандартный цоколь ламп накаливания, цоколь Е14 - цоколь ламп-миньонов). Кроме того, спектр компактных ЛЛ отличается от спектра трубчатых ЛЛ и в гораздо меньшей степени подходит для растений. Еще один минус КЛЛ - за счет закрученной спиралевидной колбы они тратят ощутимую часть светового потока на освещение самих себя.

Линейные люминисцентные лампы подходят для выращивания таких нетребовательных к освещению растений как маранта, калатея, строманта.

ЛЛ пригодны для освещения растений с невысокими требованиями к освещенности. Наиболее доступны лампы мощностью от 15 Вт до 65 Вт, с их помощью можно обеспечить уровень освещенности 4-5 тыс.лк при высоте подвеса 5-10 см над растениями. Плюс ЛЛ в том, что ее поверхность остается практически холодной. В силу небольшой мощности они не годятся для освещения больших площадей, зато они незаменимы в ситуации, когда нет места для монтажа светильника с более эффективными лампами. Когда лампу нужно установить практически вплотную к растениям (не более 20 см), например на стеллажах с небольшим расстоянием между полками, то используются именно ЛЛ.

Использовать люминесцентные лампы хорошо в тех случаях, когда установка ламп высокого давления просто нецелесообразна - например, для освещения одного-двух нетребовательных к свету растений, при выращивании небольшого количества рассады. Практически вплотную к светильнику с обычной ЛЛ холодного свечения отлично чувствуют себя калатея, маранта, строманта, фиттонии и криптантусы.

Использовать компактные люминесцентные лампы в цветоводческих целях неэффективно. В случае, если требуется точечное освещение и принципиальна компактность светильника, предпочтительно использовать специализированный светильник с более мощной лампой - ртутной.

1 люминесцентная лампа вырабатывает света в 4-6 раз больше, чем лампа накаливания такой же мощности. КПД ФАР для люминесцентных ламп в среднем составляет 20-22% (для компактных в 1,5 раза ниже).

Ртутные лампы типа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная) обладают светоотдачей 45-55 лм/Вт при сроке службы 10-15 тыс.ч. По принципу действия эти лампы очень похожи на ЛЛ - та же ртуть в качестве рабочей среды, но люминофор служит только для исправления цветопередачи, добавляя излучение в красной области спектра. Принципиальное отличие от ЛЛ заключается в высоком давлении рабочего вещества разряда в колбе, что позволяет производить компактные лампы мощностью от 50 до 400 Вт.

Ртутные лампы типа ДРЛ использовались с 50-х годов прошлого века для досветки растений в теплицах, в то время ДРЛ были наиболее эффективными источниками света для этих целей. Во многих тепличных хозяйствах до сих пор широко используется модификация этих ламп, спектр которых обогащен красным светом - ДРЛФ. В настоящее время в связи с появлением более эффективных и экономически выгодных источников искусственного света ртутные лампы постепенно заменяются на более современные источники света.

Преимущество ртутных ламп - низкая цена приобретения собственно лампы (стоимость пускорегулирующих аппаратов для различных типов ламп высокого давления отличается незначительно). При этом цена владения (оплата энергии, замена перегоревших ламп) очень быстро перечеркнет первоначальную экономию.

При точечном освещении небольших групп растений применение ртутных ламп существенно эффективнее, нежели ламп люминисцентных.

При наличии в продаже металлогалогенных и натриевых ламп использовать ДРЛ для освещения зимнего сада нецелесообразно. Однако для освещения одиночно стоящих растений или небольших групп растений в комнатных условиях можно с успехом применять специализированные компактные светильники настенного или потолочного крепления с ртутными лампами. Мощность таких ламп существенно больше, нежели ламп люминисцентных, а ведь светоотдача лампы возрастает с увеличением мощности. Это значит, что световой поток, производимый одной ртутной лампой мощностью 80 Ватт, больше светового потока, производимого четырьмя люминисцентными лампами мощностью 20 Ватт каждая.

1 ртутная лампа вырабатывает света в 3-4 раза больше, чем лампа накаливания такой же мощности. КПД ФАР для ртутных ламп в среднем составляет 10-12%.

Металлогалогенные разрядные лампы (в дальнейшем МГЛ) называются так потому, что в их колбу помимо ртути и аргона дополнительно вводятся галогениды металлов и их смеси, что позволяет создавать лампы с разнообразными спектрами. Эти лампы характеризуются высокой световой отдачей (80-100 лм/Вт), их срок службы составляет 6-10 тыс.ч. Обратите внимание: МГЛ нельзя монтировать как вам вздумается, у них бывают ограничения по положению горения (например, только горизонтальное), в противном случае у них снижается световой поток и срок службы.

В маркировке отечественных ламп буквы обозначают следующее: Д - дуговая, Р - ртутная, И - с излучающими добавками (т.е. галогенидами металлов), Т - трубчатая, Сф - софитная, З - зеркальная. Софитные двухцокольные лампы типа ДРИ-Сф выпускаются мощностью 70 и 150 Вт, используются в светильниках-прожекторах. Трубчатые лампы ДРИ-Т и зеркальные ДРИЗ выпускаются мощностью 250 и 400 Вт.

Для освещения зимних садов и оранжерей металлогалогенные лампы подходят идеально и с точки зрения спектрального состава света, и с точки зрения цветопередачи.

Все перечисленные типы МГЛ можно с успехом применять для освещения растений. У этих ламп хорошая цветопередача, с их помощью создается освещение с высоким уровнем зрительного комфорта. Правда, стоит это удовольствие недешево - МГЛ сами по себе дорогие (если НЛВД мощностью 250 В стоит в магазине примерно 500-600 рублей, то металлогалогенная лампа такой же мощности обойдется в 900-1000 рублей). Компромиссный вариант: использовать комбинированное освещение с помощью МГЛ и натриевых ламп высокого давления.

Субъективное впечатление от света металлогалогенной лампы: кажется, что она светит ярче натриевой лампы высокого давления такой же мощности. На самом деле это не так, просто человеческий глаз по-разному воспринимает излучение в разных участках спектра. Зрение человека наиболее остро реагирует на длины волн порядка 500 нм, что соответствует зеленому участку спектра. У МГЛ на этот участок приходится один из пиков излучения, в то время как у натриевых ламп высокого давления излучение в зеленой области практически отсутствует.

1 металлогалогенная лампа вырабатывает света в 5-7 раз больше, чем лампа накаливания такой же мощности. КПД ФАР для металлогалогенных ламп в среднем составляет 26-30%.

Натриевые лампы высокого давления (далее НЛВД) - наиболее эффективная группа источников света, в их колбах содержится смесь паров натрия и ртути с добавкой ксенона. Они обладают самой высокой световой отдачей (до 150 лм/Вт) и длительным сроком службы (от 16 до 24 тыс.ч.). Сразу после зажигания они светят желто-оранжевым светом, но в течение 5-7 минут по мере разгорания лампы цвет излучения стабилизируется и приобретает золотистый оттенок, приятный для человеческого глаза (цвет вечернего солнца). Цветопередача у НЛВД хуже, чем у МГЛ, поэтому при обустройстве зимних садов обычно используют оба типа ламп. Современные теплицы оборудованы именно НЛВД ввиду их большой экономичности. В маркировке отечественных НЛВД буквы обозначают следующее: Д - дуговая, На - натриевая, Т - трубчатая, З - зеркальная, Мт - матированная. Как правило, в продаже доступны лампы мощностью от 70 до 600 Вт.

Свет натриевой лампы высокого давления искажает цвета предметов.

Для освещения растений в помещениях с доступом естественного света НЛВД подходят идеально, а диапазон мощностей позволяет удовлетворить самые различные требования растений к освещенности. Кроме того, это самые экономически выгодные источники света. Отказаться от использования натриевых ламп высокого давления имеет смысл только в том случае, если требуется разместить лампы вплотную к растениям. Впрочем, маломощные НЛВД (50-70 Вт) выделяют мало тепла и с успехом используются для выращивания растений на стеллажах при минимальном расстоянии от колбы лампы до листьев.

Излучение НЛВД не так хорошо сбалансированно между участками спектра, как у МГЛ. Поэтому если вы сравните эффект от досветки МГЛ и НЛВД растений в глубине комнаты, куда не поступает естественный свет, то вполне может оказаться, что ваши растения будут лучше чувствовать себя под светом МГЛ. В помещениях без доступа естественного света обязательно используют оба типа ламп для коррекции спектра. Если же сравнить эффект от МГЛ и НЛВД на застекленной лоджии, то лучший результат покажет натриевая лампа высокого давления - ее светоотдача больше, а недостаток излучения в синей области спектра легко компенсируется естественным дневным светом.

1 натриевая лампа высокого давления вырабатывает света в 8-10 раз больше, чем лампа накаливания такой же мощности. КПД ФАР для натриевых ламп высокого давления в среднем составляет 26-30%.

Только с помощью ламп высокого давления можно эффективно освещать растения, занимающие большую площадь.

Лампа производит световой поток, распространяя его во всех направлениях. Произведенный свет нужно правильно перераспределить в пространстве, донеся его до растений с минимальными потерями. Если источник света характеризуется величиной светового потока, то растениям нужна освещенность на заданной поверхности. Причем не в одной точке, а на достаточно большой площади. Для обозначения требуемых растениям условий используется показатель удельной мощности (Вт/кв.м). Например, рефлекторные лампы накаливания, направляющие весь свет в одну точку, способны эффективно осветить очень небольшую площадь. ЛЛ создают наивысший уровень освещенности на площади, немного превышающей собственные размеры. С помощью зеркальных МГЛ или НЛВД можно осветить площадь, в десятки раз превышающие их габаритные размеры, при этом уровень освещенности будет примерно одинаков на всей этой площади.

Свет от горелки лампы распространяется на 360 градусов вокруг ее оси. Если вам требуется именно такое распределение света, то достаточно использовать трубчатую лампу, при этом никаких дополнительных оптических приспособлений не требуется. Если вам нужно направить свет в определенном направлении, то нужно дополнить лампу отражателем. Отражатель формирует желаемое светораспределение. Формирование правильного светораспределения, расчет геометрии отражателя - сложная инженерная задача, решаемая профессиональными светотехниками. Эффективность отражателя характеризуется показателем КПД оптической системы. Для описания светораспределения используется кривая силы света (КСС).

КСС представляет собой график в полярной системе координат. В центре находится источник света, плоскость вокруг него разбита на 360 секторов. Сила излучаемого лампой света отмечается в каждом секторе, точки соединяются между собой - получается график, по которому можно определить силу света в любом направлении от лампы (или светильника). Для лампы с отражателем график строится в пределах 180 градусов.

Качественный отражатель изготавливается на специальном оборудовании из специализированных материалов. Если для люминесцентных ламп можно изготовить отражатель самостоятельно из подходящих материалов (фольга, металлизированная пленка), то для ламп высокого давления такие эксперименты неприемлемы. Самодельный отражатель для ламп высокой интенсивности может в лучшем случае оказаться неэффективным, а в худшем - вывести лампу из строя и даже привести к пожару.

Отражатели для трубчатых ламп высокого давления, обычно используемые в индустриальных теплицах - довольно громоздкие приспособления, перекрывающие доступ естественного света. Для эффективной работы они нуждаются в защите от воздействия окружающей среды. Защитные покрытия предохраняют отражатель от загрязнения, но снижают световой поток. Несмотря на защиту, которая не бывает идеальной, со временем все же происходит запыление отражающей поверхности и, как следствие, снижение светового потока. Внешние отражатели требуют периодической чистки - например, в условиях теплицы чистку делают как минимум раз в год. КПД внешнего отражателя не превышает 85%, и после каждой чистки он неизбежно снижается. Запыленность отражателя приводит к падению КПД оптической системы до 50% и ниже, при этом изменяется светораспределение.

По перечисленным выше причинам особый интерес представляет использование зеркальных металлогалогенных и натриевых ламп, в которых используется встроенный отражатель - зеркальное напыление наносится на внутреннюю поверхности колбы сложной формы. При эксплуатации таких ламп отпадает необходимость в использовании внешних отражателей. При высоком КПД размеры системы меньше в несколько раз по сравнению с системой с внешним отражателем. Отпадает необходимость чистки, т.к. отражающая поверхность находится внутри лампы и имеет высшую из возможных степень защиты от загрязнения. Кроме того, КПД оптической системы практически не меняется на протяжении всего срока службы лампы. Зеркальная лампа светит только туда, куда мы ее направим - на цветы, при этом сложная формы колбы исключает возможность того, что лампа будет перегреваться под действием собственного света.