Ljusstyrka, illuminans Alternativ

[David Malmö]

Om man letar kan man oftast hitta råd angående vilket ljus en växt vill ha, men det brukar bara stå nåt i stil med "full sol", "delvis skugga", eller "indirekt solljus". Det sistnämnda tolkar jag som synonymt med skugga en solig dag. Men dessa begrepp gäller antagligen växter på sin naturliga växtplats, utomhus. Hur översätter man det till svenska förhållanden, bakom fönster eller med solen ersatt eller kompletterad av en lampa?

Ibland kan man ha nytta av en lite mer vetenskaplig synvinkel. Här är en rad siffror på illuminans (mäts i enheten lux):

Siffror från engelska Wikipedia (avsnitten om lux, daylight och foot-candle):

• ~100 klx direkt solljus (30-150 klx)
• ~20 klx skugga solig dag (10-30 klx)
• ~1000 lx molnig dag kl 12 (samma inomhus i TV-studio)
• ~400 lx soluppgång/nedgång (samma inomhus i kontorsbelysning)
• ~100 lx mörka moln kl 12
• ~1 till 50 klx nära fönster

Växtlampor och lysrör:

• 15W växtlampa med armatur "Megaman Artco MM151" har 1-4 klx på 1,5-4dm avstånd enligt en graf på kartongen
• Uppmätt för 12W lysrörslampa (FLE12HLX/T2/827) i enkel armatur: 8 klx vid 1 dm, 2,5 klx vid 2 dm från lampan

Mätning mulet väder, litet 3-glasfönster 42x42cm:

• 10,2 klx utan glas
• 6,1 klx intill fönster
• 4,5 klx 1 dm
• 3,0 klx 2 dm
• 2,0 klx 3 dm
• 1,5 klx 4 dm

Mätning mulet väder, vid balkongdörr, 3-glas, 1m höjd:

• 9,0 klx 0 m
• 2,5 klx 1 m
• 0,85 klx 2 m

Mätning kväll med blå himmel (långt innan solnedgång), solstrålar nästan vinkelrätt mot ruta, 3-glas:

• 30 klx utan glas
• 20 klx 0-1 cm från fönster
• 18 klx vid 30 cm
• 17 klx vid 50 cm
• 15 klx vid 1 m
• 9 klx vid 1m i 45 graders vinkel

Lite allmän info:

• Enligt Wikipedia släpper vanligt glas igenom ca 90% av ljus med >350 nm och blockerar >90% av ljus med <300 nm, dvs fönsterrutan påverkar inte spektrumet nämnvärt.
• Klorofyllabsorption är mellan ca 400 och 750 nm med ett gap i mitten eftersom grönt inte absorberas (bara rött och blått).
• Om jag jämför spektrum för en typisk lysrörslampa med min "växtlampa" så är skillnaden inte stor, båda har en liten del av energin i grönt område, kanske är växtlampan 10-20% bättre p g a detta men jag bytte ut min 15W växtlampa mot en 21W lysrörslampa i samma sockel och den vinner ju pga den högre effekten.

Mätinstrument: Clas Ohlson luxmeter ST-1300 (5% vid <10 klx, 10% >10 klx).

Man kan fråga sig vilken enhet man bör använda när man jämför ljusstyrkor men lux (förkortad "lx") är det vanligaste. "klx" är kilo-lux dvs 1000 lux.

Mina mätningar är inte mest intressanta som absoluta siffror (vad som t ex är mulet väder varierar ju mkt) utan poängen med dem är mest att se relativ skillnad, t ex hur mkt ljuset minskar bortom fönstret.

Av dessa siffror kan man själv dra diverse intressanta slutsatser. T ex:

• Om man placerar en växt 1 dm från fönstret så förlorar man bara ca 50% jämfört med utomhus om det är mulet (vilket det oftast är där jag bor..), bara ca 30% om det är soligt och solen är rakt framför rutan och växten antingen rakt framför rutan eller nära den, men mycket beroende av vinkeln: T ex ytterligare 40% mindre vid 45 graders vinkel.
• Eller omvänt: Om du flyttar en växt 1m in i rummet för att skydda den mot stark sol så kanske det inte får någon effekt, om det är soligt.
• Solljuset avtar snabbare vid en liten ruta än vid en stor (mulet väder).

[David Malmö]

Om man ska försöka samla så mkt fakta som möjligt här så fattas en del ser jag:

Engelska beteckningar för rekommenderad placering:

När man läser skötselråd på internet eller i engelska böcker används uttrycken nedan, och de har en ganska exakt definition, som nog inte riktigt stämmer överens med vad man spontant skulle tro.

• Full Sun: Minst 6h direkt solljus per dag, gärna hela dagen (mellan 10 och 18)
• Partial Sun: 3-6h direkt solljus per dag (mellan 10 och 18), helst morgon el kväll
• Partial Shade / Half shade / Medium Shade / Semi-shade: Som "Partial Sun" men "Partial Sun" har mer fokus på att den ska få minst så mkt sol (helst >4h), vid "Partial Shade" bör man undvika den varmaste eftermiddagssolen, och kanske 2-4h sol räcker.
• Dappled light / Filtered light: i praktiken liknande "Partial Sun" (läs detaljer länkar nedan för att förstå resonemanget).
• Light shade / Thin, Filtered Shade: På sommaren är där minst 2-3h utan direkt solljus.
• Shade / Full shade: <2-3h direkt solljus per dag, med indirekt solljus resten av dagen. Indirekt solljus hela dagen är ok. Betyder EJ mörker eller mörk skugga, inga växter vill ha det så. Inkluderar ofta placering under andra träds lövverk.
• Dense shade / Deep shade / Heavy shade: Inget direkt solljus och bara lite indirekt solljus.

Baserat på 4 källor: Huvudsakligen denna, men jag har även tagit hänsyn till dessa tre: 1 2 3.

Observera att om det inte står annat så gäller skötselråden antagligen utomhusplacering, så om du har växten inomhus behöver du "översätta" detta skötselråd till inomhusförhållanden, genom att se på mina siffror högre upp för olika situationer.

Exempel: Om det står "Partial Shade", vilket betyder ungefär 2-4 timmars direkt solljus (med drygt 100 klx), att helst undvika den allra starkaste solen, och f ö se till att få indirekt solljus (dvs stå i skuggan men få mkt reflekterat ljus), så kan du säkert låta den stå lite längre i direkt solljus inomhus (eftersom där är drygt hälften så starkt direktljus som utomhus), och om det inte är direkt sol så skulle växten säkert må bra av att stå väldigt nära fönstret, eftersom ljusstyrkan avtar snabbt med avståndet då.

Siffror på ljusmängd vintertid:

Jag hittade en ganska bra PDF från SMHI. Det finns ett avsnitt "Solstrålningens årliga variation" med data för Kiruna, Luleå, Växjö och Visby. Jag tror det är de gröna kurvorna "global solstrålning" som är intressanta, de visar att det inte är så stor skillnad mellan orterna (utom på vintern), och att man jämfört med maj-jun i dec & jan har <1% i norra Sverige, i södra Sverige ca 5%; i nov & feb är det inte mkt bättre: ca 10% i norra Sverige, ca 20% i södra Sverige, sen blir det ganska snabbt bättre. Det borde vara i stort sett linjära samband (med nån variation pga att spektrum är anpassat för det mänskliga ögat, men båda är i grunden energi) som gör att jag tror det går bra att skala illuminans med dessa siffror, dvs om man har drygt 100 klx som mest på sommaren så har man mitt på dagen vid blå himmel i norra Sverige <1 klx dec & jan och ca 10 klx i nov & feb, södra Sverige har ca 5 klx i dec & jan och ca 20 klx i nov & feb. Hur mkt dessa siffror minskar vid indirekt ljus, ljusa moln och mörka moln osv kan man räkna ut genom att skala om med hjälp av siffrorna ovan.

En slutsats är att växtbelysning är mycket värt vintermånaderna: T ex i dec & jan ger belysning lätt mer än dagsljus i norra Sverige även på en solig dag, och en molnig dag ger växtbelysning mycket mer än dagsljus även nov-feb i södra Sverige. Växter som vill ha indirekt ljus (inte direkt solljus) kan man nog med fördel låta få direkt solljus de månaderna i hela Sverige, så blir det i bästa fall 20 klx dvs som i skuggan en solig dag. Ja man kan ju sitta länge och fundera ut flera såna här slutsatser av siffrorna.

Onödig men intressant info: Det som ger årstidsvariationer (om man inte bor vid ekvatorn) är att jordens axel lutar. Avståndet mellan jorden och solen varierar däremot nästan inte alls (bara 1,5%). Se bild i början av PDF-filen.

Ljusstyrka en bit in i rummet vid blå himmel men ej direkt sol för plantan

Vid full sol på min balkong kl 14:40 13/4 och drygt 50 klx just innanför balkongdörrens glas (dvs full sol ute), är det 2 meter in i rummet (indirekt sol) knappt 2 klx bara, dvs långt från vad Wikipedia säger finns i skugga (ovan).

Sol morgon och kväll:

Jag är van att tänka att på kvällen "tar" inte solen nämnvärt. Men nu har jag gjort en mätning, och det visar sig att även så sent som kl 18:30 en kväll i april (den 10:e) är det hyfsat med krut i solen: 30-40klx vid direkt solljus inomhus (och drygt en halvtimme tidigare var det dubbelt så mkt dvs nästan "full speta"). På andra sidan huset, skuggsidan, är det då 5klx vid rutan 0,5klx ca en meter ifrån.

Jag blev lite fundersam att det var så liten skillnad mellan lunchtid och kväll när jag googlat lite grafer på hur solljus varierar under dygnet. Solinstrålning (insolation) är i princip detsamma som jag mätt med luxmeter ovan. Bilderna nedan gäller solinstrålning i Albaquerque, New Mexico (som ligger i höjd med medelhavet), men jag menar att graferna har samma utseende där vi bor förutom att man ska tänja ut dem:
 insolation1.jpg ( 57.82k ) Antal nedladdningar: 62
 insolation2.jpg ( 56.58k ) Antal nedladdningar: 70

Om man har fixerade solpaneler är det grafen märkt "fixed horizontal" som är intressant. Om man har en växt som vrider bladen exakt efter solen, eller om man som jag står med en luxmeter och letar upp optimala vinkeln, är det grafen märkt "2-axis tracking" som är intressant. För en växt som har många blad slumpmässigt på alla möjliga håll blir det som "2-axis tracking". Så om jag ser här att solen var uppe mellan 6:14 och 20:01 dvs i nästan 14 timmar, och jag mätte kl 18:30 dvs 1½ h innan solnedgången, så stämmer det ju ganska bra om man går in i sommargrafen ovan för 2-axis tracking och läser av 1,5*(12/14) = 1,3 timmar innan solnedgången (omskalning pga olika dygnslängd), att vi har ungefär halva ljusstyrkan då jämfört med lunch.

En relaterad sak:

Man säger ju t ex i beskrivningen av "Partial Shade" ovan att man för halvkänsliga växter ska undvika direkt sol mitt på dagen men att eftermiddags- och kvällssol går bra. Denna kommentar gäller ju utomhus, jag tror vi kan avfärda den inomhus, dvs det går nog bra att låta dem få sol vid lunchtid. För dels har vi ca 40% mindre ljus (som mest) pga rutan, dels är det mer uttorkning tidig eftermiddag utomhus p g a värmen men de flesta har ju mycket lägre temperatur inne. Om man ser på grafer för hur ljusets spektrum ändras med tid på dygnet så ser inget värre ut vid lunchtid, bara lite annorlunda fördelat.

Frekvensområde ljus morgon o kväll:

Klorofyll verkar huvudsakligen mellan 400-500 och 600-700nm, och är effektivare vid 400-500nm. Det blir i storleksordningen 10% mer vid 650nm och 15% mindre vid 450nm kl 9 & 18, dvs totalt sett blir det en liten minskning av andelen solljus som växten kan tillgodogöra sig morgon & kväll, dock ingen stor skillnad, kanske 10%.

(Det finns både klorofyll A och B som har lite olika frekvensområde, jag tror båda finns i alla växter, och det finns även klorofyll C m fl men de tror jag inte finns i växter.)

Några små saker:

• Att vrida på krukväxter ofta kan vara dumt om det är en växt som vridit in bladen optimalt för solen, som framgår av en av mätningarna ovan. Eller så här: Om ett blad vinkelrätt mot solstrålarna ser 100% av ljusenergin så ser ett blad vridet 45 grader bara 70% av energin, och om det vrids 90 grader så blir ju ljusenergin 0.
• Spektrum för glas i vanliga fönsterrutor, s k "soda-lime glass" här.
• Jag har ganska skitiga rutor efter 3 höststormar, ska se om mer ljus kommer igenom när jag putsat dem
• Växter som växer i regnskogens undervegetation (dvs skymda av mycket höga palmer vars blad skapar ett tak av löv) får enligt Wikipedia bara ca 5% av solljuset. Enligt Missouri Botanical Garden får de mellan 2 och 10%, och enligt den icke vinstdrivande föreningen National Gardening Association kan de få <5% av ljuset, så det tycks ligga nånstans däromkring. Och 5% av solljus är 5-6 klx en dag med blå himmel mitt på dagen, ofta är det ju mindre än så. Det borde ju betyda att sådana växter är helt nöjda med den mängd ljus en växtlampa kan ge (omkring 1-10 klx på 1-2 dm avstånd är inga problem att fixa, fast flera lampor kan behövas om växten är stor). Dels sådana som växer där hela tiden, dels palmer som växer där när de är små men som vuxna skjuter i höjden (dock knappast som innepalm). Fast de är vana vid hög luftfuktighet, vår torra vinterluft lär inte ha ihjäl dem men kan påverka deras utseende.
• Har mätt vid balkongdörr kl 10 19/4 när soligt ute, nästan ingen rullgardin för, 1m från ruta och 1m från golv ca: 3klx om mäter rakt ut mot rutorna, men det är över 2 klx inom +/- 45 grader (och heller ej särskilt känsligt för vinklar uppåt/nedåt). Slutsats: Om man har en växt med blad som pekar på lite olika håll (som min Ramsayi) så kan det vara vits att inte sikta på att så många blad som möjligt pekar mot solen för max fotosyntes utan att istället se till att alla blad hamnar inom 45 graders vinkel mot rutan, vilket kan betyda en helt annan placering.
• Mätning indirekt solljus kl 13.25 söderfönster med glasad balkongdörr: 10 klx 1 m, 3,5 klx 2 m. Dvs bara 1-2 meter in i rumet är det inte svårt att konkurrera med en växthuslampa. Och de flesta växter vill säkert gärna stå < 1 m från rutan om de ska växa bra.

Redigerat av David Malmö: 26-04-2014, 16:31