Skip to content

Лампы дневного света спектр – технические характеристики (размер, тип, вид, цоколь, вес, срок службы, КПД) и принцип работы ламп дневного света, а также марки и ГОСТ

Содержание

GREENERGY » Люминесцентные лампы

Это весьма распространенный тип газоразрядных ламп, используемых для облучения растений. Впервые люминесцентные лампы были созданы в СССР в конце 30-х годов коллективом физиков под руководством акад. С. И. Вавилова.

Люминесцентные лампы низкого давления представляют собой тонкие белые стеклянные трубки, диаметр и длина которых зависит от мощности ламп.

На обоих концах стеклянной трубки укреплены двухштырьковые цоколи, которые служат для крепления ламп в специальных патронах. Цоколи соединены с электродами, находящимися внутри трубки. Электроды представляют собой двойную вольфрамовую спираль, покрытую слоем окиси бария или других щелочноземельных металлов. Электрическая энергия, подводимая к люминесцентной лампе, вызывает электрический разряд в парах ртути, которыми наполнена лампа.

Мощность, Вт

Напряже­ние, В

Размеры ламп, мм

внешний диаметр

полная длина

длина без штырьков

диаметр цоколя

15

127

27±0

451,6

437,4

27

30

220

26 ±3

908,8

894,6

27

40

220

40 ±4

1213,6

1199,4

40

80

220

40±4

1514,2

1500,0

40

Ультрафиолетовое излучение ртутного разряда поглощается тонким слоем люминофора (тонкокристаллический порошок), нанесенного на внутренние стенки трубки, и вызывает его свечение (фотолюминесценцию). Таким образом, светящийся состав (люминофор) превращает невидимое ультрафиолетовое излучение в видимое излучение. Небольшая часть ультрафиолетового излучения (длиннее 300 нм) проходит через стекло и попадает на растения.

В зависимости от химического состава люминофора излучение ламп может быть разного цвета: белого, синего, зеленого, розового, красного.

В последнее время были изменены названия отдельных люминесцентных ламп, отличающихся по цветности излучения. Так, лампы ДС (дневной свет) теперь называют ЛД, а с улучшенной цветопередачей — ЛДЦ; ХБС (холоднобелый свет) — ЛХБ; ВС (белый свет) — ЛБ; ТБС (теплобелые) — ЛТБ.

Спектр излучения люминесцентных ламп: слева — ЛДЦ, справа — ЛБ

Лампы ЛД имеют цветовую температуру 6500 К — их цветность соответствует цвету голубого неба без солнца; лампы ЛХБ — 4800 К, что соответствует небу, покрытому тонким слоем белых облаков; ЛБ — 4200 К, что соответствует яркому солнечному дню; ЛТБ — 2800 К, что соответствует цветности ламп накаливания.

Однако надо помнить, что совпадение цветовой температуры не означает полного совпадения со спектральным составом излучения.

В светокультуре растений большое распространение имеют лампы дневного и белого света, в спектре излучения которых варьируют различные оттенки рассеянного дневного света в летний день.

Для зажигания люминесцентной лампы необходимо устройство, обеспечивающее предварительный подогрев электродов. Таким устройством служит стартер, т. е. маленькая неоновая лампочка в металлическом или пластмассовом футляре. В момент включения лампы в сеть стартер находится под полным напряжением и в нем возникает тлеющий разряд. Электроды стартера нагреваются, и один из них, сделанный из биметалла, изгибается до соприкосновения с другим. В результате этого они замыкаются, и катоды ламп накаливаются проходящим через них током.

Люминесцентные лампы чутко реагируют на падение напряжения в сети. Например, лампы с номинальным напряжением 220 В не загораются при падении напряжения в сети до 190 В, что иногда бывает в тепличных хозяйствах, удаленных от магистральных линий энергопередачи. В то же время при изменении напряжения в сети на 1 % лучистый поток люминесцентных ламп также изменяется на 1%. У ламп накаливания это изменение составляет около 3,0%. При этом световая отдача у люминесцентных изменяется на 0,44%, а у ламп накаливания — почти на 2%.

Срок службы люминесцентных ламп по ГОСТ 6825—70 составляет 10000 ч. Частое включение и выключение ламп быстро сокращает его. В тепличных хозяйствах условия эксплуатации более благоприятны, так как там лампы обычно горят без перерыва по 10—12 ч в сутки и более. По мере эксплуатации ламп их световой поток постепенно уменьшается. По этой причине в последние годы в исследовательских организациях для поддержания постоянной высокой облученности опытных растений через каждые 1000 ч горения примерно одну пятую часть ламп заменяют в определенной последовательности новыми. Для лучшей работы ламп рекомендуется температура воздуха 20—25° С. При температуре около 5° С лампы зажигаются плохо, а светоотдача уменьшается. При температуре выше 35°С их эксплуатация не допускается.

Относительная влажность воздуха свыше 65% ухудшает условия зажигания люминесцентных ламп. Для устранения этого поверхность ламп рекомендуется покрывать гидрофобной защитной пленкой. Температура стекла лампы, непрерывно горящей 15—20 ч, не превышает 45—50° С.

Световой поток люминесцентных ламп увеличивается с повышением их мощности. При равных затратах электроэнергии крупные лампы излучают больше света, чем мелкие.

Светотехнические и электрические характеристики люминесцентных ламп

Мощность ламп, Вт

Напряжение, В

Сила тока ламп, А

Световой поток, лм

Световая отдача, лм/Вт

в сети в лам­пе

лдц

ЛБ

лдц

ЛБ

15 127 54 0,33 460 710 30 47
30 220 104 0,35 1320 I960 44 65
40 220 103 0,43 1750
2800
44 70
80 220 102 0,88 3225 4880 40 61

За последние годы мощность люминесцентных ламп значительно возросла. В США начали выпускать лампы мощностью 400 Вт. Длина каждой лампы около 2,5 м. Такие лампы обеспечивают световой поток до 20 тыс. лм.

Применение крупных ламп (при создании облучательной установки, равной удельной мощности) позволяет сократить число пусковых приспособлений (стартеров и дросселей) и значительно уменьшить расходы на монтаж установок. При светофизиологических исследованиях иногда используют цветные люминесцентные лампы с широким спектром излучения. К ним относятся: красные (Л-37) с максимумом излучения 560—620 нм, синие (Л-30) с максимумом излучения 430—540 нм, зеленые (К-35) с максимумом излучения 530 нм и др.

За последние годы в ряде стран на базе обычных люминесцентных ламп начали выпускать специальные лампы для выращивания растений с особым люминофором — фитолампы. Спектральные кривые излучения этих ламп близки к спектральным кривым фотосинтеза и синтеза хлорофилла, особенно в зонах 400—500 и 600— 700 нм. У нас, люминесцентные лампы подобного типа— ЛФ-40-1 и ЛФ-40-2 созданы и изготовлены Всесоюзным научно-исследовательским светотехническим институтом (ВНИСИ), а затем совместно с Институтом электрификации ВАСХНИЛ (ВИЭСХ) испытаны в лаборатории искусственного климата Тимирязевской академии. Предварительные исследования показали, что эффективность фитоламп на 20—30% выше, чем у серийно выпускаемых осветительных ламп типа ЛДЦ или ЛБ той же мощности.

Спектры излучения люминесцентных фитоламп: А — ЛФ-40-1; Б — ЛФ-40-2; В — L. Fluora

Аналогичные по устройству и спектральному составу излучения лампы выпускаются и в других странах: ГДР (Lumoflor), США (Grolux), Японии (Plantalux), Финляндии (Floralux). На рисунке изображена кривая распределения излучения лампы фирмы Osram (ФРГ) — «L. Fluora».

Дроссели, необходимые для поддержания нормально го режима горения ламп, обычно монтируют в отдельном железном ящике со сквозными отверстиями для вентиляции и уменьшения нагрева. Ящик соединяют с облучательной рамой гибким резиновым шлангом, внутри которого находятся провода, соединяющие дроссели с лампами. Длина шланга не ограничена. Поэтому ящики с дросселями можно помещать в стороне на любом расстоянии от рам.

В облучательных установках для теплиц, изготовляемых в ГДР (Praxisaggregat), — РА-57 и РА-62 — дроссели смонтированы над осветительной рамой с лампами, что в значительной степени повышает вес установки и может вызвать перегрузку конструкции теплицы.

Быстрое и надежное зажигание обеспечивается у ламп, у которых поверхность стеклянной трубки покрыта пленкой из четыреххлорного олова (ЛБ-40 бп). Прозрачность пленки достигает 94%. Лампы этого типа могут применяться в районах с пониженным напряжением сети.

Чтобы растения максимально использовали излучение ламп, их обычно монтируют параллельно на металлической или деревянной прямоугольной раме с интервалами между продольными осями трубок от 35 до 90 мм. Размер рамы определяется длиной лампы и площадью, которую надо облучать. Рамы с люминесцентными лампами помещают горизонтально над растениями или вертикально между рядами растений. Горизонтально их располагают при выращивании рассады или низкорослых растений; вертикально — при выращивании на плодоношение более высоких растений (томаты, кукуруза, пшеница).

В помещениях без естественного излучения или при слабой облученности в теплицах применяют отражающие экраны (один на раму) из полированного алюминия, жести или окрашенного железа. Невысокая температура на поверхности люминесцентных ламп допускает также использование в качестве экрана белого картона, бумаги или побеленной фанеры, которые необходимо пропитать огнестойким раствором. Особенно высокое отражение дает экран, покрытый специальным раствором: BaS04 — 1000 вес. ед.; кинопленка — 26; ацетон— 1300 вес. ед.

Для повышения коэффициента отражения и улучшения вентиляции экран рекомендуется помещать на расстоянии 2—3 см от ламп.

Облученность и освещенность под горизонтальной рамой с люминесцентными лампами ДС-30 при удельной мощности 450 Вт/м2: 1- с белым экраном; 2 — без экрана

Применение отражающих экранов позволяет увеличить облученность и освещенность растений на 30—40% . Чем выше будет коэффициент отражения экрана, тем больше лучистой энергии попадет на растение. В последнее время в теплицах стали применять полуавтоматические экраны из мягких материалов, свертывающихся в трубку, что позволяет ими пользоваться в зависимости от наличия или отсутствия солнечного излучения (полиэтиленовая пленка, покрытая алюминием). Экранированные рамы, приближенные к растениям до 5 см, повышают около них температуру воздуха на 2— 5° С по сравнению с температурой помещения. Поэтому общую температуру воздуха в помещении надо соответственно понижать.

По мере удаления растений от горизонтальных или вертикальных рам облученность и освещенность уменьшаются, но значительно слабее, чем при удалении от ламп накаливания, так как источником излучения в данном случае является плоскость, а не точечный источник.

Облученность н освещенность растений под люминесцентными лампами ДС-30, смонтированными на раках с интервалами 60 мм

Расстояние между растениями и рамой, см

Без экрана

С экраном

облученность в области ФАР, Вт/м2

освещенность, клк

облученность в области ФАР, Вт/м2

освешенность клк

2

30,0

7,5

48,0

12,0

5

28,0

7 0

44,0

11,0

10

25,0

5,5

40,0

10,0

15

24,4

6,1

35,0

9,0

25

22,0

5,5

30,0

7,5

50

14,0

3,5

18,0

4,5

Суммарная облученность и освещенность растений, находящихся между вертикальными рамами, зависит от частоты размещения рам и количества ламп. При расстоянии между рамами 50 см (удельная электрическая мощность 450 Вт/м²) освещенность на поверхности листьев колеблется от 5 до 7 клк, а фотосинтетически активная облученность — от 20 до 28 Вт/м². При расположении рам на расстоянии 100 см одна от другой освещенность растений снижается до 3,5—5 клк, а облученность — до 14—20 Вт/м².

Облученность и освещенность между вертикальными рамами с люминесцентными лампами. Расстояние между рамами 100 см. Удельная мощность 300 Вт/м2.

При культуре растений с боковым облучением между вертикальными рамами с люминесцентными лампами достигается равномерное облучение верхних и нижних листьев. В этом случае лучистая энергия ламп используется полнее, результатом чего является хорошее состояние растений и более высокий урожай. Боковое облучение люминесцентными лампами теперь широко распространено.

Кроме стандартных рам с люминесцентными трубками, предложены оригинальные системы расположения их между растениями как горизонтально, так и вертикально.

В безрамном облучателе, предложенном Ю. М. Жилинским и В. Д. Куминым (Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства), люминесцентные лампы соединены между собой металлическими шарнирами, которые позволяют изменять расстояние между ними, т. е. менять удельную мощность. Вертикальное размещение каждой лампы отдельно между растениями позволяет наиболее полно использовать их лучистую энергию. Предварительные испытания в теплицах совхоза «Марфино» (Москва) дали весьма положительные результаты.

Для некоторых декоративных культур с успехом применяют облучение растений снизу, когда люминесцентные лампы располагаются ниже листьев. В отдельных случаях рамы помещают и сверху, и с четырех сторон вокруг растений, создавая так называемые «световые ящики». Такие установки позволяют выращивать до плодоношения светолюбивые южные культуры: баклажаны, перец и др. Удельная мощность установки достигает 2 кВт/м².

Передвижение рам по мере роста растений осуществляется либо с помощью блоков и противовесов, либо скольжением вдоль направляющей вертикальной оси с закреплением положения специальными барашками.

Другой способ повышения эффективности люминесцентных ламп — создание ламп с направленным светораспределением. В СССР такие лампы выпускались под маркой ЛБР-40. Верхний полуцилиндр каждой трубки покрыт отражающим слоем из двуокиси титана и имеет направленное вниз выходное окно с размахом в 130°. Световой поток — 3460 лм.

Чтобы одним количеством установок облучать два или три участка теплицы по 8—12 ч в сутки, рамы с люминесцентными лампами поочередно передвигаются по горизонтали на довольно большие расстояния (5—10 м и более). Надо сказать, что для выращивания хороших растений этот прием требует строгого соблюдения определенных условий. Облучаемая часть теплицы должна быть наглухо закрыта от той, где растения не облучают. Это требование вызвано биологическими особенностями тепличных культур (томатов, огурцов и др.). Каждое растение для нормального развития и роста должно в течение суток не менее 6—8 ч находиться в темноте при одновременном понижении температуры воздуха на 5-7 °С.

Выдерживать эти требования, т. е. устраивать светонепроницаемые занавески и понижать температуру в части теплицы, довольно сложно. Поэтому в последнее время ряд хозяйств отказывается от такого способа использования облучательных установок.

В исследовательских целях горизонтальные рамы с люминесцентными лампами иногда монтируют на каретку, постоянно движущуюся над растениями вперед и назад со скоростью 10—15 м/мин. Переменное облучение растений способствует их росту и активизирует физиологические процессы.

Малая единичная мощность люминесцентных ламп, недостаток в их излучении оранжево-красной части спектра, необходимой для более интенсивного фотосинтеза и правильного формирования растений, побудили к созданию ряда установок, в которых люминесцентные лампы и лампы накаливания смонтированы совместно, но в самостоятельных электрических схемах. Как показали многочисленные исследования, объединение этих двух типов ламп способствует успешному росту растений только в том случае, если облученность от ламп накаливания будет примерно в 3—5 раз слабее, чем от люминесцентных ламп.

На основе благоприятного влияния на растения добавления небольшого излучения ламп накаливания было сделано предложение заменить дроссели лампами накаливания, включив их в одну электрическую схему, мотивируя эту замену удешевлением конструкции, уменьшением ее веса, меньшим расходом меди и трансформаторной стали. Таким образом, лампы накаливания иногда стали использовать в качестве балластного сопротивления, необходимого для зажигания и горения люминесцентных ламп. При этом для нормальной работы люминесцентных ламп мощностью 30 Вт вместо дросселя применяли лампы накаливания мощностью 40 Вт, а для люминесцентных ламп мощностью 40 Вт — лампу 60 Вт на напряжение 127 В.

Авторы предложенных конструкций (например, облучатель типа ОСТ-10-40), к сожалению, упустили из виду, что совмещенная электрическая схема, помимо указанных преимуществ, имеет ряд серьезных недостатков. К последним относится прежде всего большая затрата электроэнергии во время эксплуатации облучательных установок. Вместо дросселя, в котором потери составляют 7—9 Вт, приходится ставить лампу накаливания мощностью 40—60 Вт. В современных теплицах, где число люминесцентных ламп при выращивании рассады достигает иногда нескольких тысяч, такой прием вызывает колоссальный перерасход электроэнергии и значительно повышает себестоимость единицы продукции. Кроме того, лампы накаливания, работающие с перекалом, быстро выходят из строя, что уменьшает и без того небольшой срок их службы (1000 ч). У люминесцентных ламп ухудшаются условия зажигания и приходится помещать вдоль лампы узкую металлическую полосу, соединенную с каким-либо электродом лампы.

При совмещенной схеме светоотдача люминесцентных ламп падает на 25—38% (Рохлин), т. е. аннулируется основное преимущество люминесцентных ламп. И самое главное, в таких установках значительно увеличивается количество оранжево-красного и инфракрасного излучения. Качество растений, выращенных под комбинированной установкой, значительно хуже, чем под люминесцентными лампами той же мощности.

По расчетам Ф. Казанцева и А. Басова, чтобы получить освещенность рассады огурцов порядка 7 клк, требуется следующая удельная мощность: люминесцентные лампы (ЛЛ) —480 Вт/м²; ЛЛ + ЛН — 770 Вт/м² и ЛП — 1200 Вт/м². При этом готовность рассады к первой прищипке под ЛЛ + ЛН или ЛН всего только на 1—3 дня опережает рассаду под ЛЛ. Урожай плодов в варианте ЛЛ + ЛН был на 8% выше, зато затрата электроэнергии на 43% больше, чем при облучении рассады люминесцентными лампами.

Весьма перспективный прием повышения эффективности люминесцентных ламп — питание их током высокой частоты. Под руководством Л. Г. Прищепа разработаны и испытаны схемы включения ламп на повышенной частоте (2650 Гц).

Люминесцентные облучательные установки, работающие на повышенной частоте, имеют следующие преимущества:

  • на 10—30% повышается светоотдача ламп;
  • на 10—15% увеличивается срок их службы;
  • на 10 -20% снижаются потери электроэнергии на балласте;
  • в 3— 5 раз уменьшаются размеры пусковой аппаратуры; упрощается включение ламп.

Другой прием, значительно снижающий расход электроэнергии на выращивание растений, — импульсный способ излучения. Автор (О. И. Кузнецов, Ленинградский сельскохозяйственный институт) получил короткие импульсы (1 —10 мс) с помощью специальных генераторов на полупроводниковых управляемых вентилях — тиристорах, обладающих высоким КПД. Досвечивание огуречной рассады импульсным методом значительно ускорило ее выгонку и сократило расход электроэнергии в два раза. Испытания в теплицах Ленинграда (фирма «Лето») подтвердили перспективность предложения.

устройство, праметры, схема, плюсы и минусы

Современные люминесцентные лампы (ЛЛ) прекрасно справляются с освещением жилых, рабочих и технических помещений большой площади и позволяют снизить общее потребление электричества на 50-83%, уменьшив таким способом счета за коммунальные услуги.

В этой статье рассмотрим рабочие характеристики ЛЛ, их устройство, разберем основные преимущества и недостатки в сравнении с другими типами осветительных приборов. В дополнение приведем тематические фото и схемы, а также видеоролики о принципе работы лампочек люминесцентного типа и особенностях их применения.

Содержание статьи:

Принцип работы и устройство ЛЛ

Люминесцентный прибор представляет собой газозарядный источник света, где в ртутных парах электрический разряд создает интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Компактные модули люминесцентного типа имеют стандартный цоколь, благодаря которому становятся удобной заменой ярких, но более энергозатратных ламп накаливания.

Как работает люминесцентная лампочка?

В видимый человеческому глазу свет его преображает специальный состав под названием люминофор, состоящий из галофосфата кальция, смешанного с дополнительными элементами.

После подключения к центральной электросети люминесцентной лампы, внутри стеклянной колбы требуется поддерживать так называемый тлеющий разряд.

Он дает возможность обеспечить свечение люминофорного слоя в постоянном режиме и даже в период кратковременного отключения центрального электропитания.

Люминесцентные лампы разных формЛюминесцентные лампы разных форм

Раньше классическая лампа люминесцентного типа имела вид запаянной с двух сторон трубки, внутри которой находятся пары ртути. Сейчас приборы выпускаются в более разнообразных формах и конфигурациях

Конструкционные особенности прибора

Традиционная лампа люминесцентного типа — это стеклянный цилиндр с внешним диаметром 12, 16, 26 и 38 мм, обычно представленный как:

  • прямая удлиненная трубка;
  • изогнутый U-образный модуль;
  • кольцо;
  • сложная фигура.

В торцевые края герметично впаяны ножки. На их внутренней стороне размещены вольфрамовые электроды, конструктивно напоминающие биспиральные тела накала, встроенные в лампочки «Ильича».

Ламповая триспиральЛамповая триспираль

В отдельных типах люминесцентных ламп используются более прогрессивные триспирали, представляющие собой закрученную биспираль. Оснащенные ими приборы имеют повышенный уровень КПД и более низкий порог теплопотери, существенно поднимающие общую эффективность светопотока

С наружной части электродные элементы подпаяны к металлическим штырькам металлического , на которые подается рабочее напряжение.

U-подобные и прямые приборы обычно оснащены цоколями G5 и G13, где буквенная кодировка означает штырьковый тип цокольного элемента, а цифровая показывает, на каком расстоянии друг от друга располагаются рабочие элементы.

Электропроводная среда, располагающаяся внутри стеклянной колбы, обладает отрицательным сопротивлением. Когда между двумя противоположными электродами возникает рост тока, требующий ограничения, оно проявляется и снижает рабочее напряжение.

В схему цепи включения обычной люминесцентной лампочки входит или балластник. Он отвечает за создание высокоуровневого импульсного напряжения, необходимого для корректной активации лампы.

Схема устройства люминесцентной лампыСхема устройства люминесцентной лампы

Рисунок показывает внутреннее обустройство лампы люминесцентного типа и наглядно объясняет базовый принцип работы ее основных составных элементов

Помимо этой детали, ЭмПРА комплектуется . Он представляет собой элемент тлеющего разряда, внутри которого располагаются два электрода, окруженные средой инертного газа.

Один из них состоит из биметаллической пластины. В спящем режиме оба электрода находятся в разомкнутом состоянии.

Распространенные виды таких лампочек

Первичная классификация изделий на люминесцентной основе производится по уровню базового давления. Приборы высокого давления используются для осветительных установок большой мощности и наружного уличного освещения.

Лампы низкого давления применяются в быту для подачи света в производственные, технические и жилые помещения различного назначения.

Вид #1 — модули высокого давления

Устройства высокого давления вырабатывают насыщенный светопоток хорошей плотности. Внутренняя поверхность колбового элемента имеет специальное люминофорное покрытие из фторогерманата или арсената магния.

Рабочая мощность таких люминесцентных ламп колеблется в диапазоне 50-2000 Вт.

Люминесцентная лампа высокого давленияЛюминесцентная лампа высокого давления

Ртутные модули высокого давления для корректной работы нуждаются в 220 ваттном номинальном сетевом напряжении. Коэффициент их пульсации обычно составляет от 61 до 74%

Полный розжиг осветительного модуля происходит в течение 3 секунд. Срок службы 80-125-ваттных изделий составляет около 6 000 ч, а лампы от 400 Вт и более могут проработать до 15 000 ч при беспрекословном соблюдении правил эксплуатации, установленных изготовителем.

Вид #2 — изделия низкого давления

ЛЛ низкого давления применяется для обеспечения светопотоком жилых, технических и производственных помещений.

Конструкционно прибор является трубкой из прочного стекла, содержащей внутри аргон под давлением 400 Па и в небольшом количестве ртуть либо амальгаму. На рынке предлагается в самых разнообразных модификациях и оснащается двумя электродными элементами.

Компактная люминесцентная лампаКомпактная люминесцентная лампа

Самая низкая температура, которую могут переносить ЛЛ низкого давления, составляет -15 °C. Поэтому для использования на открытых площадках эти источники света считаются неактуальными

Стеклянная колба может иметь самый разный диаметр. Уровень светоотдачи варьируется в зависимости от мощности самого устройства. Для его корректной работы требуется стартер дроссельного типа. Средний срок службы составляет 10 000 часов.

Особенности компактных ЛЛ

ЛЛ компактного типа – это изделия-гибриды, соединяющие в себе некоторые специфические отличительные черты ламп накаливания и характеристики люминесцентов.

Благодаря прогрессивным технологиям и расширившимся инновационным возможностям, имеют небольшой диаметр и некрупные габариты, свойственные лампочкам «Ильича», а также высокий уровень энергоэффективности, характерный для линейки приборов ЛЛ.

Разновидности компактных люминесцентных лампРазновидности компактных люминесцентных ламп

ЛЛ компактного типа выпускаются под традиционные цоколи E27, E14, E40 и очень активно вытесняют с рынка классические лампы накаливания за счет обеспечения качественного света при существенно меньшем потреблении электроэнергии

КЛЛ в большинстве случаев оснащаются электронным дросселем и могут использоваться в осветительных приборах специфического типа. Также применяются для замены в новых и раритетных светильниках простых и привычных ламп накаливания.

При всех достоинствах у компактных модулей есть такие специфические недостатки, как:

  • стробоскопический эффект или мерцание – основные противопоказания здесь касаются эпилептиков и людей с различными заболеваниями глаз;
  • выраженный шумовой эффект – в процессе пролонгированного применения появляется акустический фон, способный вызвать определенный дискомфорт у человека, находящегося в помещении;
  • запах – в некоторых случаях изделия издают едкие, неприятные ароматы, раздражающие обоняние.

Последняя позиция чаще наблюдается у безымянных поделок китайского происхождения, а первыми двумя часто страдают даже брендовые приборы, изготовленные согласно всем правилам и современным требованиям. Рейтинг лучших производителей КЛЛ мы привели .

Базовый спектр цветовых температур

Цвет свечения – один из самых важных параметров, напрямую зависящий от состава люминофора, преображающего ультрафиолетовое излучение в свет.

Сегодня к наиболее распространенным относятся 7 определений оттенков потока, вырабатываемого люминесцентными лампами:

  • ЛЕБ – естественный белый с заметным холодным оттенком;
  • ЛДЦ – натуральный дневной с улучшенным качеством цветопередачи;
  • ЛТБ – теплый белый;
  • ЛД – традиционный дневной белый;
  • ЛБ – классический белый;
  • ЛЕЦ – естественный с максимально качественной передачей оттенков;
  • ЛХБ – простой холодный белый.

Для жилых помещений, где человек проводит много времени, подходят оттенки теплой гаммы или натуральные дневные лампы с повышенным уровнем цветопередачи.

Белые и дневные тона, как правило, присутствуют в офисных, рабочих, промышленных помещениях, кабинетах и аудиториях. Они способствуют концентрации внимания, повышают мозговую активность и улучшают общую обучаемость и производительность труда.

Самые холодные оттенки применяются в медицинских учреждениях, лабораториях, больницах и технических помещениях. Они придают предметам дополнительную четкость и усиливают остроту зрения.

Цветные люминесцентные лампыЦветные люминесцентные лампы

Люминесценты для мясных витрин продовольственных магазинов отличаются специально подобранным спектром излучения розового цвета. Он подчеркивает естественные оттенки продукции, делая ее более привлекательной в глазах покупателей

Цветовые компоненты, добавленные в люминофор, позволяют получать розовый, голубой, зеленый и другие необычные ламповые оттенки.

Такие приборы используются в дизайнерских, рекламных и коммерческих целях. С их помощью создают оригинальное свечение, необходимое в конкретном отдельно взятом случае.

Больше информации о цветовой температуре света, особенностях восприятия цвета человеком и нюансах выбора мы писали .

Сильные и слабые стороны устройств

Как у любых технических приспособлений, предназначенных для освещения бытовых и рабочих помещений, у люминесцентных ламп имеются свои слабые и сильные стороны.

На основании этой информации можно определить, где разумнее их использовать, а в каких случаях стоит отдать предпочтение источникам света иного плана.

Положительные стороны ламп

Основным преимуществом люминесцентных изделий считается повышенная светоотдача и хороший уровень КПД. Они обеспечивают помещение освещением, не раздражающим глаз, и демонстрируют нормальную выносливость даже в условиях интенсивной эксплуатации.

Лампы накаливания и компактный люминесцентный модульЛампы накаливания и компактный люминесцентный модуль

Модуль примерно в 5 раз превышает базовую мощность обычной лампочки «Ильича». А 20-ваттный люминесцент дает световой поток, равный тому, что обеспечивает лампа накаливания в 100 Ватт

Разнообразные температуры световых оттенков, приближенные по гамме к естественному солнечному свету, позволяют подобрать подходящий осветительный прибор под различные цели и для помещений любого назначения.

Поток света, выдаваемый модулем, получается не направленным, а рассеянным. Спокойное, приятное глазу сияние исходит не только от вольфрамовой нити, располагающейся внутри, но и от всей наружной поверхности колбы.

Это позволяет использовать люминесцентные источники как для создания общего фонового освещения, так и для организации зонального света.

Люминесцентное освещениеЛюминесцентное освещение

Для применения в местах, где освещение включается автоматически, согласно сигналам датчиков движения, люминесценты не подходят. Они ограничены по допустимому количеству включений за определенный временной период и при слишком частой активации могут выйти из строя

Продолжительность службы люминесцентных изделий варьируется в зависимости от модели и доходит до 20 000 часов или до 5 лет.

Однако, покупателю следует знать, что этот ресурс лампа вырабатывает только при соблюдении таких условий, как:

  • наличие достаточного объема качественного электропитания без скачков и перепадов;
  • качественный ;
  • определенное количество активаций, обычно, не более 2000 за первые 2 года использования, что составляет всего 5 включений в день.

Нарушение этих базовых условий существенно ухудшит эффективность осветительного прибора, и значительно укоротит срок его жизни.

Люминесцентное освещение в теплицеЛюминесцентное освещение в теплице

Модули можно использовать для освещения теплиц. Они обеспечивают естественный свет, максимально приближенный к солнечному, не потребляют много электропитания и проявляют хорошую стойкость к перепадам напряжения, характерным для загородных энергоподающих сетей

Уровень энергопотребления у люминесцентов почти в 5 раз ниже, чем у традиционных изделий, поэтому их можно отнести к источникам света.

С их помощью удастся эффективно осветить большое помещение, не расходуя при этом больших денег на коммунальные платежи.

Рабочая температура на поверхности колбы не превышает 50 градусов. Это дает возможность эксплуатировать лампу в помещениях, где к пожарной безопасности предъявляются повышенные требования.

Основные недостатки модулей

Первым большим минусом изделий является излишняя чувствительность к температурным перепадам. Они сильно реагируют на движение ртутного столбика и могут перестать работать при похолодании ниже -20 °C.

Жара, превышающая +50 °C, далеко не лучшим образом сказывается на функционировании и серьезно ограничивает спектр использования этих источников света.

Влаговоспримчивость тоже не относится к плюсам и не позволяет широко применять изделия в ванных комнатах и санитарных помещениях.

Люминесцентные лампыЛюминесцентные лампы

Со временем люминофор в ламповых колбах деградирует и спектр излучения изменяется. Параллельно падает уровень светоотдачи прибора и заметно снижается КПД

Иногда к недостаткам причисляется и сам светопоток, имеющий линейчатый, неравномерный спектр, искажающий естественные оттенки находящихся в комнате предметов.

Не все ощущают это визуально, но для тех, кто улавливает этот минус слишком явственно, продаются лампы с люминофором, приближенным к сплошному, более натуральному спектральному цвету. Правда, их светоотдача существенно меньше.

Случаются ситуации, когда люминесценты мерцают с удвоенной частотой питающей сети. Проблема эта решаема некоторым усовершенствованием прибора, в частности, применением с подходящим уровнем емкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора.

Но то, что производители пытаются сэкономить и не комплектуют приборы конденсаторами необходимой емкости, несколько огорчает.

Вкручивание люминесцентной лампы в патронВкручивание люминесцентной лампы в патрон

Бытовые ЛЛ модули лучше всего себя чувствуют, когда температура окружающего воздуха держится в диапазоне от +5 до +35 ˚С. Когда градусник демонстрирует меньшие показатели, пуск устройства существенно затрудняется, а время эксплуатации заметно сокращается

Потребность в дополнительном пусковом устройстве тоже немного снижает популярность ламп. Им обязательно требуется либо чрезмерно шумный и довольно громоздкий дроссель со стартером низкой надежности или более прогрессивный ЭПРА, имеющий функцию корректировки мощности, но при этом стоящий солидных денег.

Еще одно уязвимое место люминесцентов – высокая чувствительность к включению. Во время непосредственной активации лампы на электродах выгорает и осыпается особый состав, который обеспечивает стабильность разряда и защищает внутреннюю вольфрамовую нить от перегрева.

Постоянное включение существенно снижает срок службы прибора. Кроме того, появляется заметное глазу, раздражающее мерцание, а края ламповой колбы темнеют и теряют эстетичность.

Химическая угроза здоровью

Одним из основных недостатков люминесцентных источников света является химическая опасность. В ламповой колбе содержится высокотоксичная ртуть, причем ее количество колеблется от 1 до 70 мг.

Пары этого вещества могут нанести вред здоровью людей, постоянно находящихся в помещениях, освещаемых приборами ЛЛ типа.

Утилизация токсичных элементов люминесцентных лампУтилизация токсичных элементов люминесцентных ламп

Целостность отработавшей лампы нельзя нарушать, иначе токсичная ртуть попадет во внешнюю среду. За несанкционированную утилизацию предусмотрен штраф, поэтому лучше передать изделие в центр, занимающийся переработкой элементов, опасных для природы и человека

Когда модуль выходит из строя, его ни в коем случае нельзя разбивать или отправлять в обыкновенную урну. Его необходимо и правилам, четко описанным в действующем законодательстве.

Например, отвозить на полигоны, где от населения принимают токсичные материалы для их корректного уничтожения или переработки.

Сравнение с другими источниками света

Изделия ЛЛ-типа существенно отличаются как от устаревающих ламп накаливания, так и от прогрессивных светодиодных.

По сравнению с первыми они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, обеспечивая при этом такой же уровень насыщенности светопотока. Зато LED-приборам они несколько уступают по мощности в сочетании с энергопотреблением.

Сравнительная таблица ламп разных видовСравнительная таблица ламп разных видов

Таблица наглядно в цифрах показывает, насколько выгоднее использовать вместо традиционных лампочек Эдисона более современные источники качественного освещения

Правда, лампа накаливания весь период работы горит с одинаковой интенсивностью, тогда как люминесценты теряют часть насыщенности из-за выгорания внутреннего слоя, отражающего ультрафиолет.

LED-изделия в процессе эксплуатации приобретают некоторую тусклость благодаря деградации рабочих диодов. А в отдельных моделях есть возможность регулировки яркости освещения при помощи диммера.

В лампах накаливания или люминесцентах такая функция не предусмотрена. Но этот удобный режим в LED-приборах не бесплатен и за него придется отдать дополнительную сумму.

По уровню конструкционной хрупкости лампы накаливания и люминесценты схожи, так как имеют стеклянную колбу. Лед-модули в этом плане более устойчивы к ударам и механическим повреждениям. Да и отсутствие внутри каких-либо вредных и токсичных элементов делает их значительно привлекательнее для эксплуатации в домашних условиях.

Осветительные лампы разных видовОсветительные лампы разных видов

Самые высокие расходы за весь эксплуатационный период влечет за собой использование ламп накаливания. Люминесценты расходуют энергию в разумных пределах, а светодиоды дают возможность снизить затраты до самых минимальных показателей

Что касается финансовой стороны, то изначально меньше других стоит лампочка накаливания. Однако, учитывая ее рабочий ресурс всего в 1 000 часов, это вряд ли можно считать ярко выраженным достоинством.

Базовая цена люминесцентов выше, однако, и служат они значительно дольше. Как говорят солидные производители, их хватает на 10 000-15 000 часов в том случае, если количество ежедневных активаций не превышает 5-6 раз.

Светодиодные модули могут похвастаться еще лучшими показателями, но и заплатить за это удовольствие придется намного больше, а это не во всех случаях целесообразно. Хотя тенденция замены одних источников света другими, прослеживается повсеместно. О необходимости замены люминесцентных лампочек светодиодными и порядке выполнения этой работы .

Выводы и полезное видео по теме

По какому принципу работают люминесценты. Подробное объяснение всех нюансов функционирования экономичных и энергоэффективных приборов для освещения:

В чем заключаются основные отличия люминесцентных элементов от простых и традиционных ламп накаливания. Сравнение мощности, светопотока и энергопотребления двух современных осветительных изделий:

Что собой представляют компактные энергосберегающие лампочки люминесцентного типа. Как они работают, сколько ватт потребляют и для каких целей используются:

Прибор люминесцентного типа – это практичный аналог классической лампы накаливания. С его помощью можно обеспечить качественным светопотоком помещение любых габаритов, снизив при этом энергопотребление. Прослужит он долго и не доставит владельцам никаких существенных хлопот.

Потом, когда лампы отработают свой срок, их понадобится утилизировать, а взамен купить новые, более прогрессивные модули.

А какой тип лампочек предпочитаете вы и что думаете о лампочках-люминесцентах? Поделитесь с другими пользователями своим мнением, расскажите, в чем вы видите основные плюсы ЛЛ, а что, лично для вас, является существенным недостатком этих приборов.

Если вы владеете хорошими теоретическими знаниями по теме вышеизложенной статьи и хотите дополнить наш материал полезными нюансами, пишите, пожалуйста, свои комментарии в блоке ниже.

Почему дешевые люминесцентные лампы плохо подходят для фотосъемки (+ немного теории о спектре): dmitry_novak — LiveJournal

   Газоразрядные трубки (люминесцентные лампы) используются повсеместно. Раньше мы только работали и учились при таком свете, а сегодня государство позиционирует энергосберегающие лампы как стандарт и для домашнего освещения.

Это прискорбно, потому что многие такие лампы не только пульсируют с частотой полупериода переменного тока (в силу малой инерционности свечения), но и обладают прерывистым спектром, что в совокупности утомляет зрение и не обеспечивает корректной цветопередачи.

   Сегодня многие фирмы предлагают фотографам комплекты для предметной съемки на основе энергосберегающих ламп. И можно со 100%-й уверенностью сказать, что используемые там лампы не являются полноспектральными высококачественными источниками света с колориметрической точки зрения.

   Почему это важно и зачем вообще я завел речь о спектре?

   Многие считают, что если свет источника визуально белый, а серая карта после тыканья пипеткой становится нейтрально серой, то мы имеем точную цветопередачу. Но это заблуждение.

   Давайте оттолкнемся от нашего главного, эталонного светила.

   В природе существует лишь один естественный источник света, достаточно яркий и неизменный во времени в рамках существования человека как вида, чтобы можно было считать его эталонным — это Солнце.

   Вот спектр солнечного света (здесь и далее спектры схематичны):

   Смесь раскаленных элементов и ионизированных газов, из которых состоит Солнце и его корона, своим свечением заполняет видимый спектр и даже выходит за его пределы в ультрафиолетовом участке.

   С точки зрения колориметрии и цветовосприятия это означает, что предметы любых цветов, лежащих в пределах этого спектра, и освещенные солнечным светом, будут восприниматься как одинаково интенсивные (естественно, в отрыве от особенностей психологии восприятия цвета, которая изначально наделяет одни цвета более темным «характером», а другие — более светлым). Теоретически это обеспечивает спектральную линейность в системе «Солнце — предмет – глаз (камера)».

   Это во многом объясняет то, что большинство фотокамер обеспечивает наилучшую цветопередачу при солнечном освещении (и не забываем, что на матрице еще байеровская мозаика фильтров со своими кривыми характеристиками).

   Близка к солнечному свету фотовспышка. В их колбах обычно используется газ ксенон, имеющий вот такой спектр:

   Спектр линейчатый, но линии достаточно часты и равномерны, чтобы считать его условно непрерывным. Избыток холодной синей части спектра частично отсекается специальным покрытием желтоватого цвета, нанесенным на колбу вспышки. Кстати сказать, качество вспышки можно легко определить именно по качеству этого покрытия и по точности цветовой температуры.

   В результате получается почти непрерывный спектр, очень близкий к солнечному. Поэтому вспышку можно также приближенно считать колориметрически корректным источником света.

  Лампы накаливания считаются практически стопроцентными по показателю CRI (Color Rendition Index). Вот спектр лампы накаливания:

   Он также непрерывен, но в нем преобладает желто-красное излучение и не хватает синего. Цветовая адаптация зрительного аппарата человека позволяет это частично компенсировать, хотя цвета от фиолетовых до зеленых будут восприниматься темнее и теплее, чем они есть в действительности. В фотографии низкая цветовая температура легко компенсируется при обработке пропорциональным сдвигом всех цветов в холодную часть спектра.

   Можно использовать и конверсионные светофильтры. Важно, что при этом все равно диапазон воспроизводимых цветов остается непрерывным, как и при солнечном освещении.

   Итак, мы рассмотрели три источника, каждый из которых дает условно непрерывный спектр и потому сохраняет отношения, пропорции цветов в целом(хотя они все вместе могут сдвигаться в теплую или холодную сторону). Для таких источников света цветовая температура полностью или почти полностью характеризует оттенок и то, какое влияние они будут оказывать на цветопередачу при просмотре или при фотосъемке.

   Соответственно, такой спектральный сдвиг легко компенсируется настройкой баланса белого (а именно — цветовой температуры). Разумеется, это может сделать более заметными фотонные шумы, но данный вопрос лежит уже в совершенно иной области, и сегодня мы об этом не будем говорить.

   А теперь давайте посмотрим, к какому свету нас хотят приучить экологи и государство (а также изготовители дешевых наборов постоянного света для фото и видео).

 

   Итак, барабанна дробь! Дешевая энергосберегающая люминесцентная лампа:

   Странная картина, не правда ли?

   Излучаемый свет кажется белым, потому что действительно при сложении цветных полос в спектре получится белый. Но представьте себе, что мы освещаем таким светом фотографируемую сцену — получится, что многие цвета в ней вообще не будут освещены, банально «выпадут». Между прочим, именно этим обусловлено то, что под люминесцентными лампами так заметны дефекты кожи на портретах — просто как бы теряются промежуточные участки градиентов, яркие линии спектра «высвечивают» узкие области оттенков, а провалы затемняют такие же узкие области.

   Возьмем энергосберегайку подороже:

   В целом ситуация лучше, но все равно спектр имеет почти глухие провалы, где цвет будет искажен, а переходы потеряют пластичность.

   Причем эти провалы невозможно исправить настройкой баланса белого, здесь даже профилирование толком не поможет.

Понятно, что для качественной съемки такие источники света использовать нельзя. И что-то мне подсказывает, что и для глаз они как минимум некомфортны.

 

   Впрочем, есть очень качественные и очень дорогие люминесцентные лампы, которые имеют ровный спектр и высокий показатель CRI и используются например как эталонное освещение в полиграфии. Качественные лампы ставят и в качестве подсветки в дорогих мониторах. Но это скорее исключение, чем правило.

Еще одним серьезным недостатком люминесцентных ламп является то, что они имеют низкую инерционность свечения и при этом питаются переменным током, а значит в большей или меньшей степени «моргают» с частотой полупериода осветительной сети. Во-первых, это вредно для глаз. Во-вторых, это создает два неприятных эффекта. Первый из них — строб при видеосъемке, когда частота развертки матрицы приближается к частоте сети, и на изображении появляются бегущие полосы или мерцание. Второе явление — это «прыгающий» баланс белого между соседними кадрами, обусловленный тем, что выдержка может быть короче, чем период пульсации и захватывать момент угасания свечения, при котором цветовая температура сильно отличается от исходной.

   Недавно в широкой продаже появился и еще один очень перспективный вариант — светодиодные лампы:

   Спектр у них почти сплошной, хотя есть небольшой провал, но в целом вполне адекватно.

Многое зависит от производителя, но в целом этот вид источников света представляется очень перспективным, особенно учитывая малую потребляемую мощность и, как следствие, возможность экономичного питания от батарей на выезде.

   Серьезным преимуществом светодиодных ламп является то, что, в отличие от люминесцентных, они работают от постоянного тока в силу своего принципа действия и потому не пульсируют полупериодом переменного тока, а значит свет их постоянен и подходит для видеосъемки без эффекта строба, а также нет проблемы с различным балансом белого от кадра к кадру, как у люминесцентных ламп.

  UPD: Настоятельно рекомендуется прочитаться и вот этот аддендум, где я разъясняю некоторые возникшие вопросы.

<br><br>

Спектр люминесцентных ламп дневного света. Энергосберегающие источники света от Osram. Какие бывают разновидности ламп

В январе нынешнего года компания General Electric (GE) объявила о прекращении выпуска в США компактных люминесцентных ламп к концу 2016-го. Новая светодиодная технология смела со своего пути успевшую стать привычной люминесцентную, как когда-то она сама свергла «правление» ламп накаливания, изобретённых основателем GE Томасом Эдисоном.

Так что же собой представляет люминесцентная лампа?

Люминесцентные лампы — это ртутные газоразрядные осветительные приборы низкого давления, в которых для излучения видимого света используется флюоресценция. Электрический ток в газе возбуждает пары ртути, которые начинают излучать свет в ультрафиолетовом диапазоне, что вызывает свечение внутреннего фосфорного покрытия.

Различают следующие типы люминесцентных ламп: с холодным катодом, горячего запуска и электролюминесцентные.

Горячий запуск

Наиболее распространёнными являются лампы горячего запуска. Источник света такого типа состоит из стеклянной колбы, наполненной инертным газом (как правило, аргоном) низкого давления. С каждой стороны колбы расположен электрод из вольфрама. Балласт регулирует мощность электродов. В старых лампах для их запуска использовался стартёр. В современных используются электронные пускорегулирующие аппараты.

Они в чём-то напоминают лампы накаливания. Начальное свечение производится разогретой спиралью из вольфрама, но затем электрический разряд в смеси паров ртути и инертных газов вызывает Особый состав, который покрывает стенки колбы, поглощает ультрафиолет и излучает видимый свет. Называется он люминофором и является смесью соединений на основе фосфора. Благодаря ему таких ламп превосходит мощность излучения ламп накаливания в несколько раз. Нить накаливания продолжает светиться и по окончании розжига, но только для поддержания разряда.

Для создания электрического разряда необходимо высокое напряжение. Чем холоднее колба, тем выше этот параметр. Но, поскольку высокие показатели опасны, были разработаны средства «разогрева» колбы для снижения напряжения.

Один из методов разогрева заключается в использовании стартера. При подаче напряжения зажигается разрядная лампа, нагревающая биметаллические контакты. Контакты замыкаются, шунтируют её, и электрический ток нагревает которые, в свою очередь, нагревают и ионизируют инертный газ. Остыв, биметаллические контакты размыкаются, подавая всё напряжение, а также энергию дросселя на электроды. Если разряда не произойдёт, то процесс повторится снова. После зажигания лампы стартер отключится, так как его сопротивление намного превышает сопротивление плазмы.

В современных системах быстрого старта электроды постоянно подогреваются, а дуга инициируется заземлённым рефлектором или стартовой полосой.


Люминесцентные лампы с холодным катодом

Холоднокатодные люминесцентные лампы — это приборы, температура катода которых не превышает 150 °C по сравнению с 900 °C ламп горячего запуска. Рабочее напряжение — 600-900 В, пусковое — 900-1600 В. Свет излучается ионизированным газом, для создания которого необходимо высокое напряжение. Разряд возникает при пробое пространства между электродами. Газ в лампе в нормальных условиях является диэлектриком, но в электрическом поле ионы и электроны приходят в движение. При подаче высокого напряжения электрическое поле настолько разгоняет заряженные частицы, что они, сталкиваясь с молекулами газа, выбивают из них электроны. Вновь созданные ионы и электроны также задействуются в ионизации: процесс становится лавинообразным.

В лампах горячего пуска разряд является дуговым, а источниках света холодного разряда — тлеющим. Постепенно ртуть переходит из жидкого состояния в газообразное. Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, инициируют выделение энергии и интенсивное излучение в ультрафиолетовой области. Свет излучается люминофорным покрытием внутри колбы. Ртуть излучает фотоны, которые возбуждают атомы фосфора, увеличивая энергию его электронов. При возвращении электронов в начальное состояние атомы фосфора излучают световую энергию.


Электролюминесцентные лампы

Излучение света в электролюминесцентных лампах происходит благодаря прохождению электрического тока прямо через фосфоросодержащие материалы с эффектом нетермического преобразования электроэнергии в световую. Данный эффект также используется в светодиодах (LED) и органических светодиодах (OLED). Электролюминесцентные лампы отличаются от светодиодов тем, что в последних свет излучается в p-n переходе — месте соединения двух полупроводников, а у первых свет излучается всем слоем-активатором.

Высоковольтный переменный электрический ток проходит через тонкий слой фосфора или полупроводника, что имеет следствием излучение им света. Два слоя твёрдого вещества, один из которых прозрачен, действуют подобно электродам, а порошкообразный фосфор или проводник между ним

подходит ли и как выбрать фитолампу для подсветки комнатных растений

Может ли растительный мир существовать без солнца? Конечно нет. И самый выносливый дуб, и самый неприхотливый кактус – все они тянутся к свету, а недостаток его – губителен. Взращивая и пестуя зеленые насаждения в собственном доме или квартире, помните не только о поливе, подкормке и рыхлении. Организация искусственной подсветки – первостепенная задача любого ответственного хозяина.

Что представляют собой фитолампы дневного света для подсветки

Люминесцентная лампа – искусственный источник освещения, свет которого максимально приближен к естественному. Такое приспособление помогает цветоводу создать для своих питомцев приемлемые условия для роста в то время, когда естественного освещения явно недостаточно. По времени – с ноября по март. Без люминесцентной лампы процесс фотосинтеза у растения застопорится, собьются его естественные ритмы, ростки начнут хиреть.

СПРАВКА! Если у вашего питомца начали желтеть и опадать листья (в первую очередь нижние), они бледнее и меньше, чем обычно, а ствол резко идет в длину – это сигнал о том, что пора переставить горшок на более освещенное место, либо установить над подоконником дополнительную подсветку.

Фитолампа дневного света подходят для использования в тепличных хозяйствах, оранжереях, как аквариумный светильник, для освещения частных коллекций декоративных растений и подсветки проклюнувшейся рассады.

Внешне такая лампа выглядит, как длинная трубка из плотного стекла. Внутри – пары ртути и инертного газа. Между электродами, установленными внутри, при включении прибора возникает дуговой разряд, который способствует возникновению ультрафиолетового излучения.

Но, поскольку человек не может его увидеть невооруженным глазом, внутреннюю сторону колбы покрывают специальным веществом – люминофором. Он поглощает ультрафиолет и излучает уже видимое нам свечение.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Оттенок освещения и спектр можно регулировать изменением состава люминофора. В продаже есть разные виды ламп с такой регулировкой: общего назначения (в которых на внутреннюю поверхность колбы нанесен один слой вещества), специальные (спектр красного и синего цвета, приобретаемые для организации осветительной системы больших площадей) и лампы усиленного свечения (для этого наносят несколько слоев люминофора).

Как выбрать?

Выбор образца зависит от целей, которые ставит перед собой цветовод. Мало купить лампу и периодически ее включать – нужно отталкиваться от потребностей растений.

Растения условно можно поделить на 3 группы.

  1. Длиннодневные – это обитатели северных и умеренных широт. Досвечивание является для них жизненной необходимостью, в противном случае они не будут ни цвести, ни плодоносить. Время досвечивания -14 часов и более.
  2. Нейтральные – развиваются без ярко выраженной зависимости от длительности светового дня.
  3. Растения короткого дня – гости из южных широт. Требуемая продолжительность светового дня – более 12 часов.

Отталкивайтесь при выборе от следующих параметров:

  • Напряжение в сети. Почти все люминесцентные лампы подключается к розеткам мощностью 220 В.
  • Мощность осветительного прибора. Имейте ввиду, что существует прямая зависимость между габаритами и мощностью (например, у колбы длиной 450 мм мощность 15 Вт, а у лампы в 1500 мм – 58 Вт). Стандартные образцы: 15, 18, 30, 36 и 58 Ватт.
  • Тип цоколя. Конструкций держателя может быть несколько, это зависит от типа лампы. Наиболее часто встречаются типы Е14 и Е27, штырьковые реже – G, G2, G24 (G24Q1, G24Q2, G24Q3), G53, G23.
  • Срок службы. Средняя продолжительность, указываемая в инструкции к большинству приборов – до десяти тысяч часов. В идеальных условиях эксплуатации (и, конечно, если лампа была сделана с учетом всех необходимых норм и с использованием качественных материалов) конструкция может прослужить в два раза дольше. Так утверждают изготовители. Однако практика говорит о другом: 7500 часов – тот потолок, выше которого «перепрыгнуть» описываемым осветительным приборам не удается.
  • Дополнения. Если вы планируете освещать лампой несколько горшков на подоконнике – можно не утруждаться поиском сложных модификаций. А вот для оранжерей и теплиц, а также для аквариумов, следует выбрать модель с повышенным уровнем защиты от влаги. Не помешает и таймер автоматического включения выключения.

Люминесцентные лампы могут быть:

  • Линейные. Самые первые и самые крупные в линейке люминесцентных ламп. В настоящее время редко применяются в быту, в основном – для освещения магазинов, складских и производственных помещений.
  • Компактные. Удобные лампы, работающие по тому же принципу, что и линейные, но имеют вкручивающийся цоколь и встроенный пускатель. Они отлично решают проблему нехватки места в помещении. Газовой смеси в них содержится меньше, чем в линейных, однако не качестве это не отражается. Выпускаются в 3-х цветовых температурных диапазонах: холодном, красном и дневном. Ресурса таких ламп хватает примерно на 8000 часов работы.
  • Энергосберегающие. Дают больше света на единицу мощности прибора, долговечны и имеют широкий выбор оттенков спектра.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Срок службы лампы сокращается от нестабильности питающего напряжения в сети, повышенной или пониженной температуры окружающей среды, частотой включения и выключения механизма.

Чаще всего из строя выходят компактные лампы.

Обзор модели Osram Fluora для подсветки растений

фото 2фото 2Osram Fluora выделяются в линейке осветительных приборов и ценой, качеством. На прилавки магазинов выложен один тип ламп, но представители его отличаются друг от друга размерами, мощностью и силой потока света.

  • Спектр излучения: 440 и 670 нм.
  • Самое маленькое изделие – 438 мм в длину, самое длинное – 1500 мм.
  • Заявленный срок эксплуатации – 13000 часов.

Этот тип используется повсеместно: в жилых домах и офисах, гостиницах и торговых центрах, декоративных выставках и оранжереях, хорошо подходят также для террариумов и аквариумов. Лампы Osram Fluora не только стимулируют рост растений, но и имеют эстетичный внешний вид, потребляют мало электроэнергии и не мерцают.

ВНИМАНИЕ! Некоторые пользователи жалуются на то, что свет этой лампы вызывает резь в глазах и головную боль. Ультрафиолет действительно способен доставить некоторые дискомфорт, если находит под ним долго, и, тем более, смотреть на яркий свет устройства.

Читайте также! О .

Поэтому, если вам нравятся товары этой марки, но вы боитесь неприятного эффекта – обратите внимание на прибор Osram Natura. Его белый свет не раздражает глаза, а свечение, помимо красных и синих волн, обладает еще и волнами зеленого спектра.

Подходит ли лампа дневного света для комнатных насаждений?

Подходят, но не все. Лучше всего приобрести компактные люминесцентные лампы полного спектра: с теплой температурой свечения – для цветения комнатных растений и с холодной – на период роста до цветения. Выбирайте мощные приборы (50–100 ватт).

Стандартные типы дают достаточную дозу ультрафиолета, но их синий цвет отрицательно сказывается на цветении.

Читайте также! .

Как рассчитать количество?

Садоводы рекомендуют следующее – на 1 дм. кв. площади растения должно быть:

  • не менее 2,5 Вт для теплолюбивых растений;
  • от 1,5 до 2,5 Вт – для растений, требующих умеренную подсветку;
  • 0,5-1,5 Вт – для теневыносливых.

ВАЖНО! Подсветка будет эффективна только в том случае, если вы будете включать лампы регулярно и в одно и тоже время. Делая это время от времени вы, скорее, навредите растениям, сбивая их биоритмы.

Рекомендации по установке

Выбирайте спектр правильно. Оранжевый и красный цвета стимулируют фотосинтез и помогают выработке энергии, но притормаживают процесс цветения. Оттенки от сиреневого до зеленого оказывают положительное влияние на цветение, а вот желтые цвета в процессе роста практически не участвуют.

Расстояние от тенелюбивого растения до лампы должно составлять не более 50 см, от светолюбивого – не более 15 см. Если у вас есть возможность, установите ваших питомцев на стеллаж так, чтобы на одной полке стояли растения примерно одной высоты – это весьма удобно. Растения, более других любящие свет, ставьте в середину, остальные – по краям. Крепление для ламп должно быть подвижным.

Эффективнее всего включать освещение не ночью или вечером, как многие ошибочно думают, а днем, когда еще есть естественный поток света.

Установите в боковой и верхней частях ламп специальные рефлекторы: они помогут не потерять даже самые незначительные лучи света. Отражатели могут быть разные: из фольгированной или зеркальной пленки, фарфоровой эмали. Не забывайте время от времени их протирать чистой тряпкой.

СПРАВКА! Самые популярные торговые марки – Philips , Osram, Narva и Sylvania.

Разобраться в изобилии осветительных приборов сложно, но реально. Уделите время и тщательно изучите технические характеристики, особенности использования нюансы установки таких ламп – потраченное время с лихвой окупится. Ваши растения будут благодарны вам за уход и внимание к себе!

Рейтинг автора

Автор статьи

Доцент кафедры энергетики. Автор статей по осветительным приборам.

Написано статей

Следующая

ЛюминесцентныеКак устранить опасность от разбитой люминесцентной лампы

Вред светодиодных и люминесцентных ламп

Вред светодиодных и люминесцентных ламп.

За последние 15 лет мы стали свидетелями технологической революции в сфере технологий искусственного освещения. В наши дни традиционная лампа накаливания конструкции Эдисона-Лодыгина в домах, общественных местах и в производственных помещениях уступила место обычным и компактным люминесцентным лампам, галогенным и металлогалогенным лампам, многоцветным и люменоформным светодиодам. Во многих странах, в том числе и в России приняты законы, стимулирующие использование современных энергосберегающих источников света, вместо традиционных, потребляющих большие мощности ламп накаливания. Например, Федеральным законом РФ №261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности» с 2009 года был введен запрет на импорт, выпуск и реализацию ламп накаливания мощностью 100 ватт и более, а для муниципальных и государственных предприятий – запрет на закупки любых  ламп накаливания для освещения.

Смена элементной базы произошла и во всех видах устройств жидкокристаллическими экранами. На смену подсветке экрана на основе микрофлуоресцентных ламп также пришли твердотельные источники света — светодиоды, которые стали стандартным решением в смартфонах, планшетах, ноутбуках, мониторах и телевизионных панелях.  Технологическая революция привела к радикальному изменению нагрузки на глаза: большинство современников читают и смотрят для получения информации не на хорошо освещенную отраженным светом бумагу, а на испускающие свет светодиодные дисплеи.

Рядовые потребители быстро заметили разницу между световой средой, создаваемой традиционными лампами накаливания и высокотехнологичными источниками света,такими как светодиоды. В некоторых случаях пребывание в среде с искусственным освещением на новой технологической основе стало приводить к снижению производительности труда, к повышенной утомляемости и раздражительности, к усталости, нарушениям сна, и заболеваниям глаз и нарушениями зрения.  Также стали отмечаться случаи ухудшения состояния людей, страдающих такими хроническими заболеваниями как эпилепсия, мигрень, заболевания сетчатки, хронический актинический дерматит и солнечная крапивница.

Проблема со здоровьем стали возникать из-за того, что светодиоды, как и другие источники света новых поколений были разработаны и стали производиться в то время, когда промышленные стандарты безопасности не были нормой. Проведенные за последнее десятилетие исследования показали, что не все типы и конкретные модели  современных высокотехнологичных источников света (светодиоды, люминесцентные лампы) могут быть безопасны для здоровья человека. Формально, с точки зрения существующие стандартов фотобиологической безопасности источников света (Европейские EN 62471,IEC 62471, CIE S009 и российский ГОСТ Р МЭК 62471 «Светобиологическая безопасность ламп и ламповых систем») абсолютное большинство бытовых источников света при условии правильного монтажа и использования относятся к категории «безопасны в использовании» («свободная группа» ГОСТ Р МЭК 62471)  и лишь некоторые к категории «незначительный риск».  По стандартам безопасности оцениваются следующие риски от воздействия источников света:

1. Опасности ультрафиолетового излучения для глаз и кожи.

2. Опасности излучения диапазона УФ-А  для глаз.

3. Опасности излучения синего спектра для сетчатки глаза

4. Тепловой опасности поражения для сетчатки.

5. Инфракрасная опасность для глаз.

Лучистая энергия от источников света может вызвать повреждения тканей организма человека с помощью трех основных механизмов, первые два из которых не зависят от спектрального состава света и характерны для воздействия излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового спектров:

  • Фотомеханического – при длительном поглощении большого количества энергии, ведущего к повреждению клеток. 
  • Фототермического  — в результате краткого (100 мс -10 с) поглощения интенсивного света, приводящего к перегреву клеток.
  • Фотохимического – в результате воздействия света определенной длины волны происходят специфические физиологические изменения в клетках, приводящие нарушению их деятельности или гибели. Этот вид повреждений характерен для сетчатки глаза при поглощении света синего спектра с длиной волны в диапазоне 400-490 нм излучаемого светодиодами

Иллюстрация №1. Синий спектр излучения светодиодов — ранее неизвестная и серьезная угроза для здоровья сетчатки глаза человека. (Если вы читаете статью на ЖК мониторе — просто задержите взгляд на картинке ниже и прислушайтесь к своим ощущениям).  

В реальной жизни опасности поражения кожи, глаз или сетчатки фотомеханическими и фототермическими механизмами могут возникнуть лишь при нарушении правил безопасности: зрительный контакт с мощным источником света, с малых расстояний или в течение длительного времени. При этом тепловое и мощное световое излучение обычно явно различимо, и человек реагирует на его воздействие охранительными безусловными рефлексами и поведенческими реакциями, прерывающими контакт с источниками повреждающего светового излучения. Накапливаемый эффект теплового излучения на протяжении жизни человека на хрусталик глаза приводит к денатурации белков в его составе, что приводит к пожелтению и помутнению хрусталика – возникновению катаракты. Для профилактики катаракты стоит защищать глаза от воздействия любого яркого света (особенно солнечного), не смотреть на электрическую дугу сварки, огонь в костре, печи или камине.

Значительную опасность для здоровья глаз представляют собой воздействие  ультрафиолетовой (люминесцентные и галогенные лампы) и синей части спектра светового излучения светодиодов, которые субъективно в общем спектре светового излучения человеком не воспринимаются, и воздействие которых не может быть контролируемо безусловными или условными рефлексами.

Многие виды искусственных источников света при работе испускают незначительное количество ультрафиолетового излучения: кварцевые галогенные лампы, линейные или компактные флуоресцентные лампы и лампы накаливания. Наибольшее количество ультрафиолетового изучения производят флуоресцентные лампы с одним слоем изоляции рабочей среды (например, линейные лампы дневного света, установленные без поликарбонатных светорассеивателей, либо компактные флуоресцентные лампы без дополнительного пластикового светорассеивателя). Но даже при самом худшем сценарии использования ламп с наибольшей эмиссией ультрафиолетового излучения  эритемная доза, получаемая человеком за год, не превышает дозы, получаемой при недельном отпуске летом на Средиземном море.  Однако определенную опасность представляют лампы, испускающие ультрафиолетовое излучение поддиапазона УФ-С, которое в природе практически полностью поглощается земной атмосферой и не достигает земной коры. Излучение этого спектра не является естественным для человеческого  организма и может представлять определенную опасность, теоретически увеличивая риск развития рака кожи на 10% и более. Также постоянное воздействие ультрафиолетового излучения на человека может представлять опасность при ряде хронических заболеваний (заболевания сетчатки, солнечная крапивница, хронические дерматиты) и приводить к возникновению катаракты (помутнение хрусталика глаза).

Иллюстрация №2. Стандартное повреждающее действие светового излучения на глаза в зависимости от длины волны.

Гораздо большую, но пока еще недостаточно изученную опасность может представлять для здоровья глаз и сетчатки излучение синей части видимого спектра в диапазоне от 400 до 490 нм испускаемого светодиодами белого света. 

Иллюстрация №3. Сравнение  мощности спектра излучения стандартных светодиодов белого света, флоуресцентных  (люминисцентных) ламп и традиционных ламп накаливания.   

На иллюстрации выше показано сравнение спектрально состава света от различных источников:  светодиодов белого света, флуоресцентных (люминисцентных)  ламп и традиционных ламп накаливания. Хотя субъективно свет ото всех источников воспринимается как белый, спектральный состав излучения принципиально разный. Пик синего спектра у светодиодов обусловлен их конструкций: белые светодиоды состоят из диода, испускающего поток синего света, проходящего через поглощающий синий свет желтый люминофор, что создает у человека восприятия света белого цвета.    Максимум мощности излучения у светодиодов белого света приходится на синюю часть спектра (400-490 нм).  Экспериментальные исследования показывает, что воздействие синего света в диапазоне 400-460 нм является максимально опасным, приводящим к фотохимическому повреждению клеток сетчатки глаза и их гибели. Синее излучение в диапазоне 470-490 нм может быть менее вредным для глаз.  Из графиков видно, что и флуоресцентные лампы также испускают свет во вредоносном диапазоне, но интенсивность излучения в 2-3 меньшая, чем у светодиодов белого света.   

Со временем люминофор в светодиодах белого света деградирует, и интенсивность излучения в синем спектре увеличивается. Тоже происходит и в электронных гаджетах: чем старее экран или монитор со светодиодной подсветкой, тем интенсивнее в нем излучение синей части спектра.  Патологическое воздействие синего спектра на сетчатку глаза усиливается в темное время  суток. Более всего подвержены повреждающему воздействию синего спектра дети в возрасте до 10 лет (из-за лучшей проницаемости структур глаза) и пожилые люди старше 60 лет (из-за накопления в клетках сетчатки пигмента липофусцина, активно поглощающего свет синего спектра).  

Иллюстрация №4. Сравнение мощности спектра излучения различных искусственных источников света с дневным солнечным светом.

Повреждающее воздействие синей части спектра светового излучения светодиодов реализуется за счет фотохимических механизмов: синий свет вызывает накопление в клетках сетчатки пигмента липофусцина (которого образуется больше с возрастом) в виде гранул. Гранулы липофусцина интенсивно поглощают синий спектр светового излучения, в результате чего образуется много свободных кислородных радикалов (активная форма кислорода), которые, повреждают структуры клеток сетчатки, вызывая их гибель.

Кроме повреждающего действия синий свет длиной волны 460 нм, испускаемый светодиодами белого света и флуоресцентными (люминесцентными) лампами способен влиять на синтез фотопигмента меланопсина, регулирующего циркадные ритмы и механизмы сна за счет подавления активности гормона мелатонина. Синий свет этой длины волны способен при хроническом воздействии сдвигать циркадные ритмы человека, что, с одной стороны, при контролируемом воздействии может быть использовано для лечения нарушений сна, а с другой при бесконтрольной экспозиции, в том числе в ночное время, приводить  к сдвигу циркадных ритмов человека, приводящих  к нарушениям сна.

Урезанный спектральный состав света от люминесцентных ламп и светодиодов косвенно уменьшает регенеративные способности (способности к восстановлению) тканей глаза. Дело в том, что видимый красный и ближний инфракрасный диапазон (IR-A) естественного солнечного света и ламп накаливания вызывает определенный прогрев тканей, стимулируя кровоснабжение и питание тканей, улучшая производство энергии в клетках. Свет от высокотехнологичных устройств практически лишен этой естественной «лечебной» части спектра.

Опасность синего спектра видимого излучения, испускаемого светодиодами белого света, подтверждена многочисленными экспериментами над животными. Французское Агентство по продовольственной, экологической и профессиональной безопасности и здоровью (ANSES) в 2010 году опубликовало доклад «Светодиодные системы освещения: последствия для здоровья, с которыми стоит считаться» в котором говорится «Синий свет… признан вредным и опасным для сетчатки глаза, за счет вызываемого им клеточного окислительного стресса». Синий спектр светодиодного света вызывает фотохимическое повреждение глаз, степень которого зависит от накопленной дозы синего света, в результате совокупности интенсивности и освещения и длительности его воздействия. Агентство выделят три основных группы риска: дети, светочувствительные люди и работники, проводящие много времени в условиях искусственного освещения.

Научная комиссия Евросоюза по новым и вновь выявленным рискам для здоровья (SCENIHR) также опубликовала в 2012 году свое мнение по опасности для здоровья светодиодного освещения, подтверждая, что синий спектр светодиодного света вызывает фотохимические  повреждения клеток сетчатки глаза как при интенсивном (более 10 Вт/м2) кратковременном воздействии (>1,5 часа), так и при длительном воздействии с низкой интенсивностью.

Выводы:

  1. Воздействие на организм человека высокотехнологичных источников света до конца не изучено. В настоящее время невозможно сделать окончательных выводов ни о безопасности, но и об опасности воздействия на организм человека источников света, отличных от традиционных ламп накаливания.
  2. В настоящее время невозможно определить стандарты безопасности типов источников света из-за значительного разброса внутренних конструктивных параметров в зависимости от конкретного производителя и конкретной партии товара. 
  3. Исходя из спектрального состава излучения, наиболее безопасными для здоровья человека источниками света являются традиционные лампы накаливания и некоторые галогенные лампы.  Их рекомендуется использовать в спальнях, в детских и для освещения рабочих мест (особенно мест для работы в темное время суток). От использования светодиодов в местах длительного нахождения людей (особенно в темное время суток) лучше отказаться. 
  4. Для снижения эмиссии излучения ультрафиолетового диапазона рекомендуется либо отказаться от использования флуоресцентных (люминесцентных) ламп, либо использовать флуоресцентные лампы с двойной оболочкой и установкой за полимерными светорассеивателями. Нельзя пользоваться люминесцентными лампами на расстоянии ближе, чем 20 см до тела человека. Галогенные лампы также могут быть значительными источниками УФ излучения.
  5. Для снижения возможного повреждения сетчатки излучением синего спектра, испускаемого светодиодами холодного белого света и, в меньшей степени,  компактными флуоресцентными лампами следует:  использовать для освещения источники света другого типа, либо использовать светодиоды теплого белого света. При работе в ночное время при искусственном освещении светодиодами или флуоресцентными лампами рекомендуется использовать очки, блокирующие синий спектр светового излучения.
  6. При работе с устройствами, имеющие жидкокристаллические экраны со светодиодной подсветкой рекомендуется сокращать время работы с такими устройствами, давать отдых глазам каждые 20 минут работы, прекращать работу как минимум за два часа до сна и избегать работы в ночное время. В настройке цветовой температуры мониторов и экранов следует отдавать предпочтение теплой цветовой гамме. Особенно подвержены воздействию синего спектра дети в возрасте до 10 лет и пожилые люди старше 60 лет. При работе в темное время суток в условиях искусственного освещения рекомендуется носить очки, блокирующие синий спектр светового излучения, особенно. Постоянное ношение очков, блокирующих синий спектр в дневное время может привести к нарушению синтеза гормона меланопсина и последующим нарушениям сна, и другим заболеваниям, связанным с нарушениями циркадных ритмов (в том числе к раку молочной железы, сердечнососудистым и желудочно-кишечным заболеваниям).
  7. При ночном вождении автомобиля рекомендуется носить водительские очки с желтыми светофильтрами для блокировки синего спектра света встречных светодиодных фар и повышения четкости изображения. 

Список литературы:

  1. Health Effects of Artificial Light. Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR), 2012.
  2. Systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes: des effets sanitaires à prendre en compte. ANSES, 2010.
  3. Gianluca T. Effects of blue light on the circadian system and eye physiology  Mol Vis. 2016; 22: 61–72.
  4. Lougheed T.  Hidden blue hazard? LED lighting and retinal damage in rats. Environ Health Perspect, 2014. Vol.122:A81
  5. Yu-Man Sh. et al. White Light–Emitting Diodes (LEDs) at Domestic Lighting Levels and Retinal Injury in a Rat Model Environ Health Perspect, 2014, Vol.122.

Искусственное освещение растений — Википедия

Для выращивания растений при искусственном освещении используются, в основном, электрические источники света, разработанные специально для стимуляции роста растений за счет излучения волн электромагнитного спектра, благоприятных для фотосинтеза. Источники фитоактивного освещения используются при полном отсутствии естественного света или при его недостатке. Например, зимой, когда продолжительности светового дня недостаточно для роста растений, искусственное освещение позволяет увеличить продолжительность их светового облучения.

Впервые применил в 1868 году керосиновые лампы для выращивания растений русский ботаник Андрей Фаминцын[1].

Искусственный свет должен обеспечивать тот спектр электромагнитного излучения, который растения в природе получают от солнца, или хотя бы такой спектр, который удовлетворял бы потребности выращиваемых растений. Уличные условия имитируются не только путём подбора цветовой температуры света и его спектральных характеристик, но и с помощью изменения интенсивности свечения ламп. В зависимости от вида выращиваемого растения, его стадии развития (прорастание, рост, цветение или созревание плодов), а также текущего фотопериода требуется особый спектр, световая отдача и цветовая температура источника света.

Источники искусственного света применяются в садоводстве, при озеленении помещений, при выращивании посевного материала, в производстве пищи (включая гидропонику и выращивание водорослей). Несмотря на то, что большинство источников фитоактивного света разработаны для применения в промышленных масштабах, возможно их применение и в бытовых условиях.

Согласно закону обратных квадратов, интенсивность светового излучения падает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника света. Если, например, расстояние до лампы увеличить в два раза, то интенсивность света, достигающего объект, уменьшится в четыре раза. Этот закон служит серьезным препятствием для садоводов, поэтому много усилий направлено на улучшение утилизации света. Фермеры используют всевозможные рефлекторы, позволяющие сконцентрировать свет на небольшой площади, стараются высаживать саженцы как можно ближе друг к другу, делают все для того, чтобы свет попадал как можно больше на растения, а не рассеивался в пространстве.

В качестве источников света можно использовать лампы накаливания, люминесцентные лампы (ЛЛ), газоразрядные лампы (ГР), индукционные лампы, а также светодиоды. В настоящее время профессионалами, в основном, используются газоразрядные и люминесцентные лампы. В помещениях теплиц обычно устанавливают натриевые лампы высокого давления (НЛВД) или металлогалогенные (МГ) лампы, последние, правда, все чаще стали заменять на люминесцентные в виду их большей эффективности и экономичности.

Металлогалогенные лампы иногда используют в первой (вегетативной) фазе роста растений, поскольку такие лампы излучают достаточное количество синего света, а синий свет способствует росту зелёной массы на первых стадиях развития растений; в то же время МГ-лампы имеют пик излучения в районе жёлтого цвета.

Натриевые лампы высокого давления используются во второй (репродуктивной) фазе роста, поскольку их излучение имеет красноватый оттенок. Красный спектр способствует цветению и образованию плодов. Если натриевые лампы использовать в стадии вегетативного роста, растения развиваются и растут быстрее, но при этом расстояния между междоузлиями у них больше и, в целом, растения оказываются выше.

Иногда в обоих периодах применяются МГ-лампы с добавлением красного спектра или НЛВД-лампы с добавлением синего спектра.

Цветовая температура различных источников света, используемых в растениеводстве

Применяются лампы разных типов, включая металлогалогенные, люминесцентные, накаливания, натриевые высокого давления и светодиодные.

Светодиоды[править | править код]

Последние разработки в светодиодной отрасли позволили производить недорогие, яркие, с большим сроком службы источники фитосвета. Большим преимуществом светодиодных источников является возможность получения излучения исключительно в фитоактивной части спектра. Привлекательность светодиодов для выращивания растений в помещениях обусловлена многими факторами. Среди них: низкая электрическая мощность, отсутствие балласта, низкое тепловыделение, что позволяет устанавливать светодиоды вплотную к растениям без риска повредить их. Также необходимо отметить, что использование светодиодов снижает испарение, приводя к удлинению периодов между поливами[2].

Существует несколько активных участков спектра: для хлорофилла и каротиноидов. Поэтому в светодиодном светильнике могут сочетаться несколько цветов, перекрывающих эти фитоактивные участки.

Рекомендации по оптимальному сочетанию светодиодов сильно разнятся. Например, в одном из источников, для максимизации роста и здоровья растений рекомендуется следующая пропорция «12 красных светодиодов с длиной волны 660 нм плюс 6 оранжевых светодиодов с длиной волны 612 нм и один синий светодиод с длиной волны 470 нм»[3].

Пурпурный оттенок светодиодного фитоосвещения

Также имеются публикации, в которых на период вегетативного роста рекомендуется отдавать приоритет светодиодам синего цвета (с длиной волны в районе середины спектра 400—500 нм). Для роста плодов и цветов рекомендуется увеличить долю светодиодов глубоко красного оттенка (с длиной волны от 630 до 670 нм). Следует отметить, что точность при выборе длины волны красных светодиодов более важна, нежели при выборе светодиодов синего спектра. Исследования показали полезность дополнительной подсветки растений светодиодами инфракрасного и ультрафиолетового спектра. При смешении красного и синего света получается свет пурпурного (розового) оттенка. Зелёный свет при искусственном освещении растений может применяться в эстетических целях для нейтрализации неприятного для глаз пурпурного свечения фитосветодиодов или для облегчения визуального контроля зеленых побегов и состояния почвы, поскольку глаз человека лучше всего различает детали именно в зелёной части спектра. Фотосинтетическая эффективность зелёного света крайне низка ввиду высокой степени отражения лучей данного спектра хлорофиллом.

Вышесказанное про отдельные светодиоды разных цветов не имеет отношения к современным фитодиодам, в которых уже применены все необходимые люминофоры и их спектр имеет два максимума в зоне работы фотосинтеза.

Мощность светодиодов, получаемых по старой технологии, составляла сотые доли ватта, что не позволяло эффективно заменять ими ГР-лампы. Современные усовершенствованные светодиоды и светодиодные матрицы обладают мощностью, исчисляемой десятками и даже сотнями ватт, что делает их достойной альтернативой ГР-лампам.

Мощность и эффективность фитосветодиодов продолжает расти. Наиболее важными параметрами при выборе светодиодов являются энергетическая эффективность и спектральный состав излучения.

В следующей таблице приведена световая эффективность различных источников света

У каждого растения особые требования к освещению для правильного развития. Источники искусственного света должны имитировать условия освещения, к которым приспособлено растение. Чем больше растение, тем большее количество света ему требуется. При недостатке света растение перестает расти, независимо от прочих условий.

Например, овощные культуры растут лучше всего при естественном дневном свете, поэтому для выращивания при искусственном освещении им требуется постоянный интенсивный источник света, такой, как белый светодиод. Лиственные растения (например, филодендрон) растут в условиях постоянного затенения, для нормального роста им не требуется много света, поэтому будет достаточно обычных ламп накаливания.

Растениям необходимо чередование темных и светлых («фото»-) периодов. По этой причине освещение должно периодически включаться и выключаться. Оптимальное соотношение светлых и темных периодов зависит от вида и сорта растения. Так некоторые виды предпочитают длинные дни и короткие ночи, а другие наоборот.

Однако освещённость является световой величиной, то есть характеризует свет в соответствии с его способностью вызывать зрительные ощущения у человека и соответствующим образом зависит от спектрального состава света. Поэтому освещённость плохо подходит для использования при определении эффективности систем освещения в садоводстве. Вместо этого используются другие величины, такие как облучённость (энергетическая освещённость), выражаемая в Вт/м2, или фотосинтетически активная радиация (ФАР). Альтернативная величина измерения выражается в микромоль- фотонах в секунду (μmol/s) на единицу площади.

Искусственное освещение растений из космоса[править | править код]

В 1970-х годах известный американский специалист по ракетной технике Краффт Эрике[en] предложил освещать посевы из космоса отражённым солнечным светом при помощи специального спутника с огромной отражающей поверхностью (200—2550 квадратных миль в зависимости от орбиты), названного автором Солеттой, с яркостью 0,2—0,5 солнечной. Планировали развернуть этот отражатель в 1995—2005 гг. с затратами порядка 30—60 млрд долларов. Предполагалось, что это увеличит мировое производство сельскохозяйственных растений на 3—5 процентов и окупится менее чем за 20 лет[21], однако проект не был осуществлён.

  1. Светокультура — статья из Большой советской энциклопедии. 
  2. Гавриленко А. П. светодиодный свет для теплиц (неопр.). ООО «ЭНОВА Лайт» (май 2016).
  3. ↑ Patent US6921182 — Efficient LED lamp for enhancing commercial and home plant growth – Google Patents (неопр.). Google.com. Дата обращения 26 февраля 2013.
  4. ↑ Нормированный так, чтобы максимальное значение составляло 100 %.
  5. ↑ 1 кандела*4π стерадиан/40 Вт
  6. ↑ Waymouth, John F., «Optical light source device», US patent # 5079473, published September 8, 1989, issued January 7, 1992. col. 2, line 34.
  7. Keefe, T.J. The Nature of Light (неопр.) (2007). Дата обращения 5 ноября 2007. Архивировано 1 июня 2012 года.
  8. ↑ How Much Light Per Watt?
  9. ↑ Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)
  10. ↑ Osram halogen (нем.) (PDF) (недоступная ссылка). www.osram.de. Дата обращения 28 января 2008. Архивировано 7 ноября 2007 года.
  11. ↑ Osram Miniwatt-Halogen (неопр.) (недоступная ссылка). www.ts-audio.biz. Дата обращения 28 января 2008. Архивировано 17 февраля 2012 года.
  12. Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, Part I (неопр.) (1996). Дата обращения 16 апреля 2006. Архивировано 1 июня 2012 года.
  13. ↑ China energy saving lamp (неопр.). Дата обращения 16 апреля 2006. Архивировано 17 февраля 2012 года.
  14. 1 2 Federal Energy Management Program. How to buy an energy-efficient fluorescent tube lamp (англ.) : journal. — U.S. Department of Energy, 2000. — December. Архивировано 2 июля 2007 года. Архивная копия от 2 июля 2007 на Wayback Machine
  15. Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia. Energy Labelling—Lamps (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 14 августа 2008. Архивировано 24 января 2007 года.
  16. 1 2 Technical Information on Lamps (неопр.) (pdf) (недоступная ссылка). Optical Building Blocks. Дата обращения 14 октября 2007. Архивировано 27 октября 2007 года. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.
  17. ↑ OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog (неопр.). — 2007.
  18. 1 2 LED or Neon? A scientific comparison (неопр.). Архивировано 9 апреля 2008 года.
  19. ↑ Why is lightning coloured? (gas excitations) (неопр.). Архивировано 17 февраля 2012 года.
  20. ↑ The Metal Halide Advantage (неопр.). Venture Lighting (2007). Дата обращения 10 августа 2008. Архивировано 17 февраля 2012 года.
  21. ↑ Walter Sullivan «Huge Space Mirrors Proposed to Light the Night.” The New York Times. February 6, 1977

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.