B−6)照明器具の計画

 

 水槽照明にも様々な種類があります。ただ、海水における照明器具は淡水用を使用すると危険です。塩分を含んだ海水は、非常に電気を通しやすいからです。例え海水が直接かからなくても、エアレーションや水面の蒸発の飛沫によって塩分は水槽外へどんどん放出され、電気器具を浸食していきます。ですので照明器具やその他の装置は、必ず絶縁処理の施された海水用を設置してください。特にスイッチ部分がショートし易いです。ゴムパッキンなどで防水対策をされた物を選びましょう。

 この項では、様々な種類の照明器具について説明していきたいと思います。貴方が飼育する予定の生体が必要とする光量をしっかりつかみ、計画を立ててみて下さい。


<お魚、無脊椎に必要な光量について>

 海水熱帯魚の殆どは、蛍光灯などの弱い光でも生活していくことが出来ます。エビや貝類も同じ事が言えるのですが、シャコ貝やサンゴ、イソギンチャクなどの体内に褐虫藻を持ち、光合成をする生物には育成に適した強い光量が必要です。

 強い光量が必要で有名なのが、「ミドリイシ」や「シャコ貝」などです。これらの個体は太陽光に近い強さの照明(メタルハライドランプや多数の高輝度LEDランプなど)が必要になります。ただし、体内に褐虫藻を持たない「ヤギ」などのサンゴも存在します。貴方の購入する個体が、どの様な環境下で飼育するのが最適なのかを良く調べて下さい。サンゴやイソギンチャクは、それぞれの個体によって飼育方法や環境、必要な光量が異なります。私はサンゴ図鑑を購入し、参考にしています。また、様々なホームページにも情報は色々と載っています。ネット上にサンゴ図鑑もあり、大変参考になっています。サンゴやイソギンチャクなどの無脊椎を飼育する場合、この様なサイトや書籍でよく調べてから飼育することをお勧めします。

 

<光の強さ、色温度について>

 光には「色、明るさ、光の強さ」などに種類があります。この色と明るさは密接な関係であり、色は「ケルビン」、明るさは「ルクス」と言う単位で表します。蛍光管や電球などにはこの「ケルビン」と「ルクス」値が明記してあります。同じワット数でもルクスの数値が大きい物が明るいです。

 「ケルビン」は光の色温度を表します。「光」なのに何故「温度」で表すかというと、自然界の光は温度と密接な関係があるからです。例えば鉄を熱していくと、最初は赤くなります。更に温度を上げていくとやがて青く光り初め、最終的には白く輝きます。この熱に対する色温度で表された単位が「ケルビン」です。単位は「K」で表します。ケルビン値が低いと照らされる光は赤く、逆にケルビン値が高くなればなるほど、照射された物体は白く見えます。

 写真上は32W 5,500K2本の光で、写真下は同じ32W17,000K2本の蛍光灯です。見た目では写真下の方が明るく見えます。ただし、ここで注意したいのは「ケルビン値が上がっても、光の強さ(ルクス)が上がるわけではない」と言うことです。つまり、低ケルビンの蛍光管よりも高ケルビンの蛍光管の方が、イソギンチャクやサンゴなどの強い光を必要とする生体が飼いやすいと言う事にはあまりなりません。写真下の17,000Kの光はより青や白に近いので、写真上の光より海水に対する光の貫通率が上がり、底面が明るく見えるだけですから、大きな光量差はありません。

 ただし、水は低ケルビンの光であればあるほど吸収効率が大きくなるので、色温度が高く、青〜白い光になるほど深くまで光が弱まらずに伝わることになります。その為、写真上の水槽より下の水槽が白く輝いて見えます。ですので色温度が高いと、若干伝わる光のエネルギーも持続する事になり、底面付近のルクス値が少しだけ強まります。海やプールに潜ると水中が青く見えるのは、水が低ケルビンである赤系の光を吸収し、色温度が高い青〜白系の光が残される為です。

 ちなみに地上における太陽の色温度は晴天で約12,000K前後ですが、曇ったり夕方になったり、太陽の色温度は刻々と変化しています。

 

 光の強さであるルクス値を計算するのに、ルーメンという光量の値を使います。ルーメンとは「光の束(光線数)を表す単位」の事で、この値が高くなればなるほど光量は多いことになります。そして1平方メートルあたりに1ルーメンの光があたっている状態を1ルクスと表します。分かり易く図で説明してみます。

 図の左は蛍光管、中央は同じ蛍光管10本、右はメタルハライドランプの光束を分かり易く書いてみました。黄色い部分は光合成をする生体に有効な光が届く範囲を表しています。

 蛍光管は30W、1Wあたり100ルクスの物だとします。そしてメタハラは300W、1Wあたり150ルクスの物だとすると、30Wの蛍光管1本では100×30=3,000ルクス、10本では100×30×10=30,000ルクスになり、メタハラは150×300=45,000ルクスとなると考えてOKです。(実際は光量減少に様々な要因が作用しますの計算値通りにはなりません)同じワット数でも、ルクス値が大きい物がより効率のよいランプと言え、これを「照明効率」と言います。

 上の例は分かり易く適度な数値で説明していますが、実際の蛍光管とメタルハライドランプでも、これ以上に照明効率は違ってきます。しかし、蛍光管を10本も水槽の上に設置するのは・・・難しいですね(汗)しかも同じワット数なのにルクスは格段に違います。

 ちなみに太陽光の地上における日平均は 32,000ルクスから100,000ルクス、テレビ放送のスタジオは床面で約1,000ルクス、明るいオフィスは床面で約400ルクス、月の光は地上で約1ルクスだそうです。 (Wikipedia調べ)

 

 また、最近の水槽用照明は低電力、高輝度、超寿命のLED照明が主流となってきました。

60cm水槽用蛍光灯
(消費電力:18ワット)
 

蛍光灯型LED白色灯
(消費電力:7ワット)
 

蛍光管型LED白色灯+青色灯
(消費電力合計:14ワット)
 

 LEDは発光体自体が光り、樹脂で固められたレンズの役割をする物質を光が通り直線的に照射されます。蛍光灯やメタルハライドランプの様な散光型のランプとは違い、一定方向へ光を放出させることが出来、光効率も良いため同じワット数なら光量はメタルハライドランプを凌ぐ場合があります。上記写真のものは白色灯で消費電力7ワット、蛍光灯の約1.2倍の輝度を有します。(合計消費電力14ワットなLED白色灯+青色灯では消費電力18ワットな蛍光灯の約2倍の輝度になりました<照度計・LX1010Bにて計測>)

 ランプの寿命も蛍光管は数ヶ月で輝度が落ちていくのに対し、メタハラや高輝度LEDランプの電球は年単位で輝度を維持します。強い光を必要とする生体を飼育するのであれば、メタハラや高輝度LEDランプを選ばない理由はありません。

 

 そして我々アクアリストの水槽に住む生体は海水中に住んでいます。光は水面でかなり反射され、更に水による光の吸収によって、水深が深くなればなるほど輝度は落ちてきます。太陽の光は大気圏から数十キロの空気中を伝わってくるのに、海中は数百メーターで光が届かなくなるのはこのためです。イラストは水深60cmにおける、光合成に有効な光量が届く範囲を参考程度に書いてみました。水深が深くなればなるほどルクス値は落ちていきます。

 

 イラストは水深30cmにおける、光合成に有効な光量が届く範囲を書いてみました。水深が浅くなればなるほど、ルクス値は上がると言うことになります。ですので少ない光量で沢山の光量を与えるためには、水深を浅くすれば良いことになります。しかし水深を浅くすると言うことは、水量が減ると言うことなので欠点もあります。なのでライブロックなどを積み上げ、高い位置に無脊椎などを配置する等の工夫で、より高い輝度で飼育できる事になります。

 移動する無脊椎(イソギンチャクなど)は、水槽に投入するとあちこち動き回ります。これは自分がいやすい場所を探すためで、光が足りないと高い位置に登り、強いと深い場所へ移動します。また、水流が不足な場合は強めの場所に、強すぎると弱めの場所に移動します。ですので水槽内には高低差をつけるとイソギンチャクなどは自分で光量と水流がちょうどいい場所へと移動します。

 照明を近付ければ近づけるほど光量は強くなりますが、近すぎるのも問題が出てきます。左図のランプ照射距離は近すぎる可能性があります。メタルハライドランプやハロゲンランプ等はかなりの熱放射があり、特に注意が必要です。強力な熱放射を有する照明が近くなると言うことは、それを浴びる生態も水温と関係なくその熱に直接作用されますので、「熱灼け」には注意が必要です。

 これを防ぐには高輝度かつ低温発光なLED照明器具を使うと解決できます.。LED素子の発行は白系がほとんどですが、多種の波長を有するLED照明が発売されています。生体によって吸収効率のよい光の色が異なるので、LEDライトを購入する場合は多種の波長を有する物を選びましょう。

 あ、ちなみに同じ水槽にクマノミを2匹以上入れてはいけません。死闘を繰り広げます(汗)

 

<水面での鏡面反射について>

写真@

写真A

 

左の写真2枚は水中LEDライトを設置している60cm水槽です。

※写真は露出などを一切変更せずに撮影したものです。
※照明の種類は「ゼンスイ・アンダーウォーター265mm」です。当店mini-shopでも販売しております。

写真@は水中LEDライトを水面上に設置した場合です。水面に反射した光が背後の壁を照らし、水中にはあまり光が届いていないのがわかります。

写真Aは水中LEDライトを水面下に設置した場合です。水面より下にライトがあるので、光は反射せずに生体へ届きます。イソギンチャクがホワイト アウトしてしまう程の明るさがあります。水面上で照射させた時と異なり、水中を抜けた光が壁に反射しポンプ室まで届いています。

写真の水槽はオーバーフローの濾過槽を兼ねたものですが、水面でどれだけ光のロスがあるのかがわかります。

 

 

 わが家にはセンジュ太郎とセンジュ次郎という、2匹のセンジュイソギンチャクがいました。センジュ次郎は今でも生きていますが、センジュ太郎は約半年で★になってしまいました・・・実はこの2匹が入っていた水槽は、同じ集中濾過のシステム内でしたので、水質は同じです。違うのは設置している蛍光灯の本数と水深でした。センジュ太郎の水槽は17,000Kの蛍光管が2本、水深は45cmで高低差はあまりなく、センジュ次郎の水槽はLEDスポットライト多数、水深は36cmでしたがライブロックで高低差を付けていました。単に光量のせいだけではないとは思いますが、強ければ強いほど良いと言う訳でもなく、その生体に合った光量を照射する必要があります。水槽内に高低差をつけるとこの範囲が広がります。

 この様な事から、サンゴやイソギンチャクを飼う予定であれば、蛍光灯を何本も設置するより、メタルハライドランプやLEDスポットライトなどの照明効率が高い照明を設置した方が電気代に対する照明効率もよく、光量に対する生体の長期飼育の面からもお勧めする次第です。

 イソギンチャクやサンゴを飼育する上で「飼い易い生体の色」もあります。水深が深い場所や日光があまり届かない場所に生息していた個体は「緑系」の色をしています。逆に水深が浅い場所や日光が強くあたる場所で生息していた個体は「茶色系」の色をしています。茶色系の個体は強い光を必要とし、光量の強弱にもうるさい個体が多く、緑系の個体は比較的弱い光でも飼育でき、光量の範囲も広いことが多いです。ただ・・・緑系の無脊椎は深場に住むものが多く、採取が困難なため値段が高いです(汗)

 

 また、BB450等の青い光を放つ蛍光管を設置する場合、写真のようにアルミホイルなどを反射板として貼り付ける事をお勧めします。水槽用蛍光灯の殆どが、反射板に白い塗装のされた鉄板が使用されています。この青い光は白い反射板には反射しにくく、アルミホイルを貼るなどの工夫で反射効率を高めることが出来ます。注意点としては、アルミは通電物質であることと、熱を逃がすための穴を塞いでしまうので、アルミホイルにも同ヶ所に穴を開ける事です。

 

前置きが長くなりましたが、色々な種類の照明器具をご紹介したいと思います。


 1)蛍光灯

 蛍光灯は一般的な観賞魚用照明です。淡水魚でも海水魚でも、殆どのアクアリストが愛用しています。お魚だけの海水水槽であれば、この蛍光灯だけで十分です。ワット数も小さく、写真のもの(90cm水槽用2灯ライト)で32ワット×2の消費電力(高くても1ヶ月で500円程度の電気代)です。ただし、サンゴやイソギンチャクなど、体内に褐虫藻を持つ光合成をする生物にとっては、蛍光灯照明の光量では不十分です。人間の目から見た明るさは十分のように見えても、太陽の下で生活する彼らにとっては、十分な光合成をするには光量が足りません。太陽は直接見るとまぶしくて目を開けていられないと思います。ですので無脊椎がいる水槽では、目を開けていられないぐらいの輝度を持つ照明が必要になることが分かります。この蛍光灯だけで飼育するのであれば、種類にもよりますが、水深を浅くし光量損失をなるべく抑える必要があります。

 写真にシライトイソギンチャクが写っていますが、この光量をあまり必要としない白系のイソギンチャクでさえ、光を求め高い位置へ自力で登っているのが分かります。

 


 2)スポットライト

 左の写真は、我が家で使用している自作スポットライトです。(現在はすべてLEDに交換しています)工事現場用のスポットライトの骨組みを使用し、アルミホイルを巻いただけの簡単な物です。電球にはニクロム電球100ワット相当の光量を放つ、24ワットの蛍光管を取り付けています。(現在は同光量以上の4WのLED電球に変更しています)右の写真はスポットライト無し、有りの光量比較です。17,000Kの蛍光灯と相まって、スポット的にかなり明るくなっています。

 うちのハナサンゴ君は、このスポットライトの光で十分元気にポリプを開いています。スポットライトを導入してからは、ポリプが急激に成長しています。集中して光を集められるスポット効果で、写真のように一部だけを明るく出来ます。が・・・一点しか照射できないスポットライトは、あちこち動き回るイソギンチャクなどには落ち着くまでイライラするかもしれませんが、彼らは居心地の良い場所を探して歩き回るので、ジッと我慢の子で待ちましょう(汗)

 


3)ハロゲンライト

 このハロゲンライトも、通常の蛍光灯よりはかなり光が強いです。写真の物で50ワットです。スポット的な効果は内部の反射鏡が優れているのと、照明効率も良いのでかなりの直線的な輝度があります。ただし結構な発熱量があり、触れると火傷をするほどです。水槽水面より離して設置しないと、夏場などは水温が上がってしまいます。

 


4)メタルハライドランプ

 海水魚飼育に於いて、照明効率の最高峰とも言われる通称メタハラ、「メタルハライドランプ」です。光束度を表すルーメンの値も、市販されている照明の中ではトップクラスです。(最近では高輝度LED照明、高性能のものが主流となっており、輝度もメタハラを凌ぐ勢いです)無脊椎を長寿させている殆どの方が、このメタハラを使用しているのではないでしょうか。しかしこのメタハラ、3)のハロゲンランプとは比べものにならないほどのワット数、発熱量があります。なので夏前の春でさえ、クーラーが必要になってきます(お住まいの地域によって異なります)とある方の体験談によると、MT250を設置した150×45×45の水槽が、2月の陽気で水温が1.2℃も上昇したそうです。

 無脊椎水槽を目差す方にとって、このメタハラは非常に有効な照明器具と言えます。ただ、それだけ値段も維持費も高く、お小遣い制の私にはちょっと手が出せません・・・我が家の珊瑚君には、今のところ高輝度のLEDスポットライトで我慢して貰ってます。

 

 メタハラに準ずる光量を持つ「スーパークール」という強力なライトもあります。こちらは比較的安価で求められ、電球色も豊富です。でもやはり発熱量はそれ相応にあります。スポット的な効果で輝度を上げていますので、大きい水槽では複数の設置が必要です。

 


4)LED照明

 写真は我が家のLEDスポットライトです。たった4ワットですが、お魚だけの水槽であれば水槽内を照らすのに十分な光量があります。このシステムは濾過槽を含んだ60cm水槽4段式ですが、写真の水槽内に見える海草も何の問題もなく成長しています。イソギンチャクがいる水槽には同様なライトを3台接続していますが、使用電力は3台トータルで12ワットとかなり低電力にもかかわらず、直接見るとしばらく目の前が真っ暗になるほどの輝度があります。

 夕色系と昼色系があり、これは昼色系です。色温度は6000Kといったところでしょうか。かなり白々とした明るい光です。とても明るいのですが、いまいち雰囲気がありません。まぁ下駄箱を兼ねたシステムですからね・・・(苦笑)元々雰囲気も何もないかも知れませんが、1ワットLED電球のブルーやレッドの光を重ねるといい色合いになるかも?下駄箱が(笑)

 我が家は全システムを合わせると12個のスポットライトを設置しておりますが、以前は24ワットの蛍光ランプ×12個で288ワットもの電力を使っておりました。これを全て4ワットのLED電球に交換し、トータル48ワットで以前の1/6な電力量になりました。

 

 これは別のタイプのLED照明です。はっきり写った写真がありませんでした(汗)そのうち撮り直します。一度海水に落ちてしまい、真水洗浄しましたが点かない部分が出てしまいました(汗)使用電力は2ワット。この水槽(濾過槽ですが!)にはカニ君しか住んでいないので、この照明で十分な明るさを確保できています。

 

 消費電力合計7ワット、従来の蛍光管と交換するタイプの高輝度LED白色管+青色管です。

左写真の高輝度LED白色管+青色管で蛍光灯の約2倍の輝度になりました。
<照度計・LX1010Bにて計測>

 

<60cm水槽用・18ワット蛍光管>

 
<60cm水槽用・高輝度LED白色管>

 

 左の写真は60cm水槽用蛍光管(5500k)と高輝度LED蛍光管(12000K)との輝度比較です。LED白色管は消費電力が蛍光灯の半分以下なのに対し、1.2倍の輝度がありました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<水中LED照明>

 

先にも触れましたが、水中LEDライトです。

最近の生体用のLEDライトは性能がかなりよくなり、光合成に必要な各種色素を計画的に発色できる品が増えてきました。
この「ゼンスイ・アンダーウォーター」も、光合成に有利な波長を計画的に発色させている商品です。

■水中LEDライトのメリット:
 ・水面での光の反射が0なので、LEDライトの光量を有効に生体へ照射できる。
 ・LEDライトなので超省電力でハイパワー。
 ・光量のロスが少なく、電気代などを節約できる。
 ・水槽上面がスッキリする。

■デメリット
 ・水槽内に設置するので、見た目が悪い。
 ・低温なLED照明なので若干ではあるが、ライトの熱が水に伝わる。
 ・水中に光源を設置するのでライト表面にコケが生える。(定期的な清掃が必要)

 デメリットもありますが、それを凌駕するメリットを十分に発揮できる照明です。

<写真下>

2013/09/29タマイタダキイソギンチャクをマロンクマノミ水槽へ導入
(約12cm/ゼンスイ・アンダーウォーター265mm使用)
導入後1周間/輸送により褐虫藻が抜け、イソギンチャクの色が薄くなっています。

2014/04/24同じタマイタダキイソギンチャクが20cmほどに成長。
ライブロックの石灰藻が成長し、イソギンチャクの色もいい具合に変化してきました。

※タマイタダキイソギンチャクは水槽内で飼育するとタマをイタダカなくなるって本当でした(汗)

 

 我が家のタマイタダキイソギンチャクは、この照明だけの照射ですが、約8ヶ月で倍近い大きさにまで成長しています。成長速度には環境や給餌の有無、個体差なども影響しますが、「光」という観点では十分に維持できる光量であることが確認できました。

・太陽光に近い強烈な光を必要とする「センジュイソギンチャク」や「ハタゴイソギンチャク」には、1本の照射では光量不足になる可能性がありますので、他種の照明の設置や複数本の設置をお勧め致します。

 

 LED照明のメリットは、高輝度でありながら低電力、低発熱量なところです。1ワットあたりの輝度はメタハラなどの高輝度照明を上回る能力を持っている器具もあります。ただ、値段が安いLEDランプは輝度も低く、相応の輝度を持つLED照明(高輝度と明記されているLED)や、光合成に有利な色を放つはそれなりの値段がします。この辺がデメリットですが、熱と電力を限りなく低く保つべき水槽では、かなり使える照明だと思います。我が家は蛍光ランプ系の全照明をLEDに変更しています。そのワット数にしては驚くほどの輝度があり、寿命も長く重宝しています。

 


 

 こちらでも少々触れましたが、次項では水温管理器具についてお話ししたいと思います。


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(ゼンスイ・アンダーウォーターシリーズ)

 

30cm水槽用265mm 6,171円ご会員様5,862円5%OFF(税込)

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60cm水槽用570mm 12,343円ご会員様11,725円5%OFF(税込)

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作者は国語赤点野郎です。文章に不備が合った場合や、分かりにくい事、質問などが御座いましたらどしどしメールをして下さい。ホームページにも反映させていきたいと思っています。

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