HPS 钠灯布局

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灯光布局:DE HPS 又名“金灯”、“荷兰灯”、“大灯”、“钠灯”
影响双端高压钠灯(DE HPS)整体效果的关键因素包括:

  1. 覆盖范围(footprint)
  2. 重叠区域的利用
  3. 外围灯具的安装位置

在制定灯光布局前,请先查看制造商的安装指南,以确保灯具放置位置最优。有些品牌可依据房间规格提供灯光布局方案,如有此服务,建议优先采用。

灯具覆盖范围(Footprint)

DE HPS 灯具的光照覆盖范围主要由反射器形状决定,因为反射器的尺寸和结构会直接影响光线分布。常见的反射器形状包括方形和长方形:

  • 方形反射器(如 Luxx Lighting DE 1000w)通常覆盖 5′ x 5′ 的范围。
  • 长方形反射器(如 Gavita Pro 1000e DE)通常覆盖 4′ x 6′ 的范围。

多数 DE HPS 灯具延续了 Gavita 的长方形设计,这是因为最初为了给温室补光而尽量减少对自然光的遮挡。但如今专门针对室内种植的反射器无需考虑遮光,因此可采用方形覆盖范围,为室内光照布局带来更高的灵活度与便捷性。

覆盖范围的重要性
如果所选用的灯具覆盖范围(footprint)不合适,最终的光照效果也会受到影响。基于错误的覆盖范围进行安装,可能导致光照不均,出现过强或过弱的区域,并减少到达植株冠层的可用光量。一个常见的错误是使用方形的覆盖范围去搭配原本为长方形光分布设计的灯具。

方形与长方形反射器的选择
如果种植区域本身为长方形,那么选择能产生长方形光照覆盖范围的灯具通常更为理想;反之,如果种植区域为方形,则方形覆盖范围的灯具更适合。这样能使灯光布局与种植空间更好地匹配,增强照明效果、提升作物生长效率。

光束角度(Beam Angle)
反射器的设计会影响光线照射的角度(即光束角度),从而影响光照的均匀度和灯具与冠层之间的合适距离。不同的光束角度可用于实现不同的光照需求,例如在限定的灯具数量下提升均匀度,或在高度受限的环境中获得更多光照重叠。以下以 Gavita 提供的三款反射器为例:

  1. HR 96,光束角度 138°:标配反射器,适合使用较多灯具,实现光照的最大重叠。
  2. M 110,光束角度 110°:适合单排灯具布置,能在较少灯具的情况下获得良好的光照均匀度。
  3. W 150,光束角度 150°:适合层高受限的种植环境,以获得更大面积的光照重叠。

重叠光照(Overlap)

在布置灯具时,善用光照重叠可以有效减少走道占据的空间,并减少光线浪费。以下要点能帮助你理解重叠光照以及反射围挡的重要性:

  1. 重叠

    • 整个种植区的植株冠层应连续排列,避免中间出现走道或空隙。
    • 切勿只为单排植物布灯,否则灯具之间的距离可能过大,难以形成充分重叠,导致光照不均匀。
  2. 光线浪费

    • 建议在种植区四周挂置反光围挡,以将散失的光线反射回植株冠层,从而减少光能浪费。
    • 对于位于外围的植物而言,若缺少反射围挡,往往会出现光照不足、照度不均(PPFD 过低)的问题,影响整体生长。
光照重叠(Overlap)反光围挡(Reflective Barrier)
在相同 1000W DE HPS 灯具(Gavita Pro 1000e,配备 HR 96 反射器)的两间种植室中,一间较小,仅有一排灯具;另一间较大,有三排灯具。得益于光照重叠效应,大房间在植株冠层顶部的平均 PPFD(光合有效辐射密度)比小房间高出约 400 μmol/m²/s:

小房间(1 排灯具):约 500 μmol/m²/s
大房间(3 排灯具):900+ μmol/m²/s
在上述小房间(仅 1 排灯具)里,连续两次收成都未使用反光围挡。后来加装了反光围挡后,产量平均提升了约 15%。反光围挡能有效减少光线浪费,将原本逸散的光线反射回植株冠层,从而增强光照强度与均匀度,进而促进作物生长并提升产量。

周边灯具(Perimeter Fixtures)

为了确保光照均匀,周边灯具需要比其覆盖范围所示的数值更贴近种植区域的边缘,通常可设为覆盖范围长度的 33% 左右。例如,一个 5′ x 5′ 覆盖范围的灯具可放置在距离边缘约 1.65 英尺(约 20 英寸)的位置。虽然 33% 可以作为一个基准,但根据房间情况不同,通常可在 25%-40% 范围内进行调整。

由于在种植区域中央有更多灯具光照重叠,HID 灯具在边缘区域的实际有效覆盖范围通常会缩小,导致 PPFD(光合有效辐射密度)下降,并且光线的穿透角度也随之减小。为抵消这一现象并提高边缘区域的光照均匀度,需要将灯具靠近周边,让更多光能直接照射到作物顶部,同时增强反射,进而提升边缘区域的 PPFD 并改善光线穿透效果。

灯具覆盖范围的长宽与种植区边缘的示例距离
3尺12英寸
4尺16英寸
5尺20英寸
6尺24英寸
7尺28英寸

示例布局(Example Layout)


在安装灯具时,需从灯泡中心进行测量,包括:

  1. 灯具之间:从一盏灯的灯泡中心到相邻灯具的灯泡中心。
  2. 周边灯具:从灯泡中心到种植区边缘的距离。

一个理想的灯具布局通常遵循以下三大原则:

  1. 正确的覆盖范围(footprint)
  2. 充分利用光照重叠(overlap)
  3. 将周边灯具适当靠近种植区边缘

不过,由于 DE HPS 灯具的设计与应用往往存在差异,最佳方案通常是参考制造商提供的光照布局。如果需要为特定空间进行优化,可以根据实际情况对每盏灯的覆盖范围做一定调整。例如,在此示例布局中,周边灯具比“理论最佳”位置略远离种植区边缘。另外,如果使用了较多灯具(如 10 盏以上),可以适当放大单盏灯的覆盖范围,以便在更远的投射距离上维持理想光照;同样地,为提升光照均匀度,可将最后一排灯具旋转 180° 安装。

在此示例中,我们为 Gavita 1000e 灯具设定的覆盖范围为 4′ x 7’,略大于其官网推荐的 4′ x 6’。当灯具数量较多且排布紧密时,适度增大覆盖范围反而能在种植区取得更均匀且高效的光照效果

南北方向(N-S:约 84 英寸)

  1. 灯具中心到相邻灯具中心:约 4 英尺(48 英寸)
  2. 灯具中心到种植区边缘:约 1.5 英尺(18 英寸)

也就是说,在南北方向上,两盏灯彼此之间的中心点相距 4 英尺;灯具最外侧的中心点距离种植区边缘为 1.5 英尺。


东西方向(E-W:约 48 英寸)

  1. 灯具中心到相邻灯具中心:约 7 英尺(84 英寸)
  2. 灯具中心到种植区边缘:约 3 英尺(36 英寸)

在东西方向上,两盏灯彼此之间的中心点相距 7 英尺;而灯具最外侧的中心点距离种植区边缘约 3 英尺。

灯具与冠层距离(DE HPS)


每款灯具都有其对应的最佳冠层距离(DTC),在此范围内能获得最理想的光照条件。不同瓦数的灯具,推荐的 DTC 可能有明显差异(如图 24 所示)。因此,在购买灯具前,应充分考虑其推荐的冠层距离以及种植环境的最低层高,确保能为作物提供最佳的照明条件。

功率瓦数最佳冠层距离
600瓦24英寸
780瓦36英寸
1000瓦48英寸

调光说明(Dimming Notes)

1. 初花期(Early Flower)

第 1 周:为帮助植株适应光照,可将灯具功率调低 25% 以上。

第 2 周:将调低幅度保持在 10%-15% 左右,让植物在逐步增加的光照下适应。

若使用较矮小的植株:在第 1 周可进一步调至 40%(相当于 600W),第 2 周再提升至 750W。

调整功率需循序渐进:每次调光时,避免一次性增加过多功率,以确保植株平稳过渡。

2. 末花期(Late Flower)

最后一周:可将灯具功率调低 10%-15%,以减少花苞过热,帮助保留更多萜烯和 THC。

替代方案:也可在花期末将白天温度降至约 70℉21℃)以上,以降低热量对花苞的影响。

开花周期功率输出
第一周 750W
第二周850 – 900W
第三周1000W

日出/日落

  • 建议在灯光开启或关闭时模拟“日出/日落”效果,并将过渡时长延长至至少 20~30 分钟,以尽量降低温度和湿度的剧烈波动。因为当灯光以全功率突然开启或关闭时,往往会引发环境温湿度的快速变化,给作物带来不利影响

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