Beleuchtung

Terrarium Beleuchtung ist ein muss und daher gilt der Grundsatz: Terrariumbeleuchtung ist nicht nur Licht sondern ein Prozess.

 

Vorwort:

Wir alle wollen, das es den Tieren gut geht und natürlich auch schön im Terrarium anzusehen sind. Hier gilt nun einiges zu beachten.

 


1.) Farbwiedergabe

Nun ein hohen CRI oder Ra Wert zu bekommen. Beide zeigen die Farbvwiedergabe an. Hier muss man dann doch noch aufpassen, speziell wenn man in Richtung LED denkt. Mehr hierzu weiter unten.

 


2.) Wie sehen Reptilien oder Vögel

Viele Wirbeltiere (Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel), aber auch Arthropoden wie Springspinnen und Insekten sind Tetrachromaten. Zum Beispiel besitzt der Goldfisch zusätzlich zu den rot-, grün- und blauempfindlichen Zapfen einen UV-Zapfen, der sehr kurzwelliges, ultraviolettes Licht absorbieren und diese Information verarbeiten kann. Tetrachromasie dürfte somit eine weitverbreitete Eigenschaft des Wirbeltierauges sein. Auch Vögel nutzen die vierte Grundfarbe etwa durch spezielle UV-Reflexionsmuster im Gefieder. Bei Reptilien ist für farbliches sehen UVA von nöten. Mehr hierzu weiter unten.

 


3.) UV Strahlung, warum so wichtig.

Der  Prozess findet hauptsächlich im UVA/B Bereich statt. Kurz gesagt, Die Sonne hat ein UVB zu UV Index Verhältnis von 50-55. Bedeutet bei Einen UV Index von 5 sollte ein UVB Wert von 250-275µW/cm2 gemessen werden. Tja, leider gibt es keine Lampe die das hat. Die meisten liegen zwischen 20-30. Einzig die Reptile Planet Optimax UV, MegaRay und Solar Raptor schaffen ein Verhältnis von über 40 bei den Metalldampflampen. Auch hier genaue Infos weiter unten.

 



zu 1  -- Was ist Farbindex CRI oder Ra oder TLCI

CRI = Colour Rendering Index (0-100)

Ra = Farbwidergabeindex (0-1)

TLCI = Television Lighting Consistency Index

CRI/Ra ist praktisch das selbe. Es werden 8 Farben nach ihrer Sättigung gemessen und aus dem Durchschnitt kommt ein Wert raus, dann als CRI xx angegeben wird.

Beispiel: CRI82-StandardLED

Man erkennt das R9 = Rot weit von 80 oder 90 entfernt ist. Dummerweise ist aber R9 nicht im Standard enthalten und wird somit nicht berücksichtigt. Wenn man nun LED Beleuchtung kauft mit CRI80, 90 oder sogar 95, werden also nur 8 Farben berücksichtigt und man wundert sich warum nun bei einem Digitalen Bild die Fraben sehr blas aussehen.

Ganz einfach:  Es fehlen einfach einige Farben, hinzu kommt das auch der Digital Chip der Camera unterschiedlicher Empfindlichkeiten hat, abhängig von der Farbe(Wellenlänge). Manche geben z.B. auch  CRI85 R9 75 an. Dies sagt nun aus das die Rot Sättigung bei 75% liegt. Da Rot für uns Menschen eine wichtige Farbe ist, hat dies eine entscheidende Auswirkung auf unsere Farbempfinden

 

Gute LED's haben bei allen 15 Farben einen Wert über 80, 90 oder 95, je nach Gesamt CRI Wert

Beispiel: CRI 98 LED Beispiel

Ganz klar hier bekommt man das was man haben will, eine ausgewogene Farbwiedergabe und super geil an zu sehen (ich spreche hier aus eigener Erfahrung bei Uromastyx, Halsbandleguane, Chamäleon und auch Bartagamen)

 

Unterschied CRI/Ra zu TLCI

Nun TLC ist speziell für die Digital Photography und Fernsehen vorgesehen und umfasst 24 Farb- und Graustufen. Lampen und LED welche diese Norm mit >95 erfüllen sind sozusagen das Maß aller Dinge

TLCI 98 High End LED  TLCI 73 Standard LED

Grundsätzlich ist zu sagen das für den Innenbereich eine mindest CRI von 80 notwendig ist. Dragon Terraristik bietet eine günstige Doppel LED an, die jedoch nur ein CRI von 70 hat und somit noch nicht mal die Mindestanforderung für den Innenbereich erfüllt, ganz abgesehen von sehr blassen Farben wenn man ins Terra schaut.

Hochwertige LED oder Leuchtstoffröhren kosten sein Geld und sind dies auch das Geld Wert.

 

Lumen pro Watt

Relative Hellempfindlichkeitskurven für Tagsehen V(λ) (rot) und Nachtsehen V'(λ) (blau).

Ja das alte Thema und es hat nicht die Aussagekraft wie man meint. Man muss eben auch Äpfel mit Äpfel vergleichen und nicht Birne mit Apfel. Das eine CRI 98 Lampe (egal welche) nicht so viel Lumen/Watt hat wie eine mit CRI 70 ist logisch, da die Lumenmessung die Unterschiedlichen Wellenlängen auch unterschiedlich bewertet. Da diese eben für das menschliche Helligkeitsempfinden nachempfunden wurde, wird der Bereich bei 555nm am höchsten bewertet und bei 490 und 635nm ist man nur noch bei 20%, welche in die Bewertung ein fliesst.

Der in Watt gemessene Strahlungsstrom ist daher mit der wellenlängenabhängigen Empfindlichkeitskurve des Auges zu gewichten und mit einem Umrechenfaktor von Watt nach Lumen zu multiplizieren. Das Ergebnis ist der in Lumen gemessene Lichtstrom, der ein quantitatives Maß für den im menschlichen Auge erzeugten Lichtreiz ist.

Das Verhältnis des resultierenden Lichtstroms zur physikalischen Strahlungsleistung ist das photometrische Strahlungsäquivalent der betreffenden Strahlung. Je größer diese Zahl ist, desto größer ist der für das Auge nutzbare Lichtstrom bei gegebener Strahlungsleistung. Das Wellenlängengemisch des Tageslichts (ohne direkte Sonnenstrahlung) hat beispielsweise ein photometrisches Strahlungsäquivalent von etwa 125 lm/W, das der Sonne liegt zwischen knapp 20 lm/W (tiefstehende Sonne) und etwa 100 lm/W (Sonne im Zenit).Der maximal mögliche Wert beträgt 683 lm/W (nämlich für monochromatische Strahlung der Wellenlänge 555 nm).

 

Tja, da unsere Tiere ganz andere und Hauptsächlich auch 4 (Menschen nur 3 ) Farbrepzeptoren haben, ist somit die ganze Messung nicht Aussagekräftig für Reptilien und Vögel, denn mann müsste die anderen Wellenlängenbereiche anders bewerten und somit ist ggf. ein Lampe mit 90lm/W mit CRI98 für ein Vogel oder Reptil heller wie eine CRI 80 mit 110lm/Watt



zu 2 -- Wie sehen Reptilien oder Vögel

ReptilienaugeGrundlagen

Der Mensch hat meistens in der lichtempfindlichen Netzhaut des Auges drei verschiedene Arten von farbempfindlichen Fotorezeptoren, den Zapfen, und wird deshalb als Trichromat bezeichnet. Die Farbempfindlichkeit der Zapfen beruht auf den verschiedenen Absorptionsmaxima der jeweiligen Sehpigmente, bestehend aus S-, M- und L-Opsin und dem Chromophor Retinal. Bei Stäbchen tritt hingegen nur ein Sehpigment (Rhodopsin) auf, weshalb sie farbunempfindlich sind.

Viele Tiere besitzen einen vierten Farbrezeptor, der beispielsweise im gelben oder im ultravioletten Bereich des Lichtes empfindlich ist. Diese Tiere werden als Tetrachromaten bezeichnet. Ein vierter Farbrezeptor kann das wahrgenommene Farbspektrum vergrößern oder die Differenzierung innerhalb des wahrgenommenen Spektrums verbessern, sofern diese Farbwahrnehmung auch vom Gehirn verarbeitet wird.

Primäre Tetrachromasie

Viele Wirbeltiere (Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel), aber auch Arthropoden wie Springspinnen und Insekten sind Tetrachromaten. Zum Beispiel besitzt der Goldfisch zusätzlich zu den rot-, grün- und blauempfindlichen Zapfen einen UV-Zapfen, der sehr kurzwelliges, ultraviolettes Licht absorbieren und diese Information verarbeiten kann. Tetrachromasie dürfte somit eine weitverbreitete Eigenschaft des Wirbeltierauges sein. Auch Vögel nutzen die vierte Grundfarbe etwa durch spezielle UV-Reflexionsmuster im Gefieder.

Viele höhere Säugetiere sind hingegen Dichromaten (mit nur zwei Typen von Zapfen). Als Ursache wird angenommen, dass die Vorfahren nachtaktiv waren und mit dieser Lebensweise der Verlust von zwei Photopigmenttypen in den Zapfen einherging (beispielsweise jener für UV). Bei Beutelsäugern gibt es Hinweise, dass diese nur ein Photopigment reduzierten und daher wahrscheinlich primär Trichromaten sind (nebenbei zeigt deren Retina noch andere „Reptilieneigenschaften“). Bei manchen Altweltaffen und daher letztendlich beim Menschen hat sich die Trichromasie durch partielle Verdoppelung des X-Chromosoms sekundär wieder entwickelt.

Sekundäre Tetrachromasie beim Menschen

Die Gene für L- und für M-Opsin liegen beim Menschen auf dem X-Chromosom. Da Frauen über zwei X-Chromosomen verfügen, kann bei ihnen – vor allem wenn sie einen deuteranomalen oder protanomalen Elternteil haben – ein zusätzlicher veränderter Farbrezeptor auftreten, dessen Empfindlichkeitsmaximum in der Regel zwischen denen des Rot- und des Grünrezeptors liegt und der somit als Gelb- oder Orangerezeptor zu qualifizieren ist. Dieser Vier-Farbpigment-Genotyp tritt bei zwölf Prozent aller Frauen auf. Der Genotyp führt jedoch nur selten zu einer Tetrachromasie, da in der Regel keine getrennte neuronale Verarbeitung der Signale des vierten Farbrezeptors erfolgt. Einzelne Fälle experimentell verifizierter tetrachromatischer, also differenzierterer, Farbwahrnehmung wurden jedoch schon beschrieben.

Sichtweisen von Tetrachromaten

Die Oberfläche vieler Früchte reflektiert UV-Licht. Dadurch ist es für Tiere mit dem Vermögen, UV-Licht wahrzunehmen, leichter diese aufzufinden. Bestimmte Falkenarten sind Tetrachromaten, sie entdecken die Spur ihrer Beute anhand deren Markierungen aus UV-reflektierendem Urin oder Kot.

  1.  W. Backhaus, R. Kliegl, J. S. Werner: Color vision: perspective from different disciplines. Walter de Gruyter, 1998, ISBN 3-11-015431-5, S. 163–182.
  2. ↑ Hochspringen nach:a b Gerhard Neuweiler, Gerhard Heldmaier: Vergleichende Tierphysiologie. Band 1: Neuro- und Sinnesphysiologie. Springer, Berlin/ Heidelberg 2003, ISBN 3-540-44283-9, S. 463–473.
  3. Hochspringen M. Stevens (Hrsg.): Sensory Ecology, Behaviour, and Evolution. Oxford 2013.
  4. Hochspringen A. Kelber u. a.: Animal colour vision - behavioural tests and physiological concepts. In: Biological Reviews. 2007. doi:10.1017/S1464793102005985
  5. Hochspringen T. Okano, Y. Fukada, T. Yoshizawa: Molecular basis for tetrachromatic color vision. In: Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol. 112(3), Nov 1995, S. 405–414. Review. 
  6. Hochspringen K. A. Jameson, S. M. Highnote, L. M. Wasserman: Richer color experience in observers with multiple photopigment opsin genes. In: Psychon Bull Rev. 8(2), Jun 2001, S. 244–261
  7. Hochspringen Gabriele Jordan u. a.: The dimensionality of color vision in carriers of anomalous trichromacy. In: Journal of Vision. 10, Nr. 8, 2010, S. 1–19.

 



zu 3 -- UVB Beleuchtung ist ein Prozess nicht nur Licht

Das zuvor war nur zum Aufwärmen gedacht nun geht es ins eingemachte, dann die Wahl des richtigen UV Leuchtmittels, wird einem nicht leicht gemacht

Es gibt UV Leuchtmittel in unterschiedlichsten Arten. Campact Lampen, Leuchtstoffröhren mit 5-14% UVB, UV Mercury Lampen ( Mischlichlampen) und die High End Varianten, die UV HID/Metaldampflampen (genauer gesagt Brenner). Welche nun die richtige Wahl ist, muss immer durch eine Analyse ermittelt werden.

Bei allen gleich sollte folgendes sein.

  1. Kein UVC (auch bei geringen Abständen von <10cm)
  2. Keine Wellenlänge unter 300nm (da diese in der freien Natur nicht vorkommt)
  3. UVB/UVI Verhältnis >35 besser 40
  4. UVA/UVB Verhältnis >30
  5. Sicherstellung das UVB/UVI auch an den Wärmeplätzen zur Verfügung steht

 Mehr zum Them UVB/UVI Verhältnis kommt weiter unten

Nun das kein UVC abgestrahlt werden darf, ist eigentlich selbstredent. Klar ohne Messgerät nicht nach zu vollziehen, das ist wohl das Hauptproblem. Aufpassen sollte man durchaus auf China Ware, denn wenn auch viele großen Hersteller Ihre Ware aus China beziehen, ist halt die Qualitätssicherung ein A & O. Die Lampen werden nach vorgaben der einzelnen 'Herstellern' gefertigt. Speziell bei Compact-, Mischlich- und Metaldampflampen kommt fast alles auch China. Es ist nun mal für die meisten Europäischen Hersteller, die Menge zu klein um kostengünstig gefertigt zu werden.

Das grundsätzlich Thema liegt nun darin, das die Lampen oder Brenner in China nach Kundenvorgaben gefertigt werden, natürlich aber nicht alle deren Anforderungen erfüllen. Der Rest wird ja nicht einfach weg geschmissen, sondern landet dann als Sonderangebot bei Amazon oder eBay direkt aus China. Wissend das kaum jemand die Werte überprüfen wird oder kann, fühlen sich die Anbieter relativ sicher.

Leider ist jedoch auch bei manch großen Hersteller die Quälitätsicherung zu verbessern. So haben wir bei den Exo-Terra Solar Glo Mischlichtlampen extrem hohe, als auch extrem niedrige, Werte gemessen, sowie einen extrem schnellen Verfall der UVB Werte, was teilweise bereits ein wechsel nach 3 Monaten nötig machte. Zudem sind die UVB/UVI Verhältnisse weit unter 30 (selbt beim Datenblatt bei nur 12- 23). Dies zeigt das ein sehr hohen kurwelligen UVB Anteil unter 300nm vorhanden ist, den es in der natürlichen Umgebung nicht gibt. In Italien (auf einer Reptilienbörse) haben wir mehrere Compact Lampen von Kunden gemessen (nicht von uns verkauft). Hier kamen doch ganze 0,1 UVI bei 10cm Abstand raus, was als mehr oder minder nichts ist. Wohl gemerkt bei einer Compact Lampe mit 10% UVB.

Bei Lucky Reptile Metaldampflampen (Lucky Reptile Bright Sun) sieht es zwar mit der Haltbarkeit besser aus, jedoch nicht mit dem UVB/UVI Verhältnis. 

Auch hier nur 23-26.

 Nun mal zum Kern des Thema's

Technische Information:

  • UVB = 280-315nm
  • UVA  = 315-380nm
  • UVC < 280nm
  • Sichtbares Licht 380-780nm
  • Wellenlänge der auf der Erde vorkommende Lichtes 300-2250+ nm

Veränderung der Intensitätsverteilung der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre, insbesondere die UV-Strahlung

Filtereigenschaften des Glases

Quarzglas (Kieselglas) ist, für den gesamten auf der Erdoberfläche natürlich von der Sonne kommenden UV-Bereich bis etwa 250 nm, transparent. Normales Glas (Natron-Kalk-Glas), insbesondere das gewöhnliche Fensterglas lässt Ultraviolettstrahlung unterhalb von 320 nm nicht durch. Borosilikatglas (wie Jenaer Glas) lässt UV-Strahlung bis etwa 290 nm passieren, hochborhaltige Borosilikatgläser, die UV-Strahlung bis etwa 180 nm. Für UV-A ist Fensterglas durchlässig.

Sprich ein Platzierung einer UVB Lampe über einem Glasterrarium ist für die Katz, wenn der Deckel nicht aus einer Gaze/Gitter besteht. Wenn dies der Fall ist, wird dann jedoch die Strahlung durch die Gaze blockiert. Sprich bei einem feinen Gaze/Netz, wie ggf bei Chamäleon oder Froschterrarium verwendet, wird bis zu 50% des sichtbaren Lichts und auch des UVA und UVB Wellen blockiert!

Dies muss bei der Beleuchtungauswahl mit berücksichtigt werden.

UVB Wert auf einer Verpackung

Das der UVB Wert auf einer Verpackung angegeben wird ist wichtig. Wichtig ist aber auch zu wissen das ein UVB Wert immer zusammen mit dem UBI (UV Index) zu sehen ist. Der UV index zeigt an welche Energie zwischen 280-300nm vorhanden ist. Es gibt leider Hersteller wie Lucky Reptile, welche es auf den Leuchtstoffröhren nicht für notwendig halten.

Solarmeter 6.5 Wellenempfindlichkeit

Das bekannte Messgerät, Solarmeter 6.5, misst diesen Index und aus dem Grafik ist zu erkennen das die Wellenempfindlichkeit zwischen 260-298 fast bei100% liegt und dann rapide abfällt. So ist diese Empfindlichkeit nur noch bei ca 2-3% bei 315-318nm, bei dem die meisten UV Lampen Ihren Peak haben. Dies ist ja gewollt, denn nur die kurzwelligen UVB Strahlen unter 310nm generieren eine hohe 'Energie' welche ein vielfaches sind, wie die bei 315-318nm.

Nun was sagt uns das?

Wenn nun eine Lampe z.B. 100µW@20cm UVB Wert auf der Packung stehen hat, sagt dies nun nichts aus wieviel UVI da ist. Nun das kann und liegt theoretisch zwischen 0 -10 UVI(oder sogar mehr). Optimal wäre ein Wert um die 3.5 bei diesem UVB Wert.

Wie kommen wir darauf. Ganz einfach. Mann misst den UVB und UVI Wert der Sonne und teilt den UVB Wert durch den UVI Wert. Da kommt dann ca 55 raus und das ist fast überrall gleich (bis auf ein paar Ausnahmen wo es Ozonlöcher gibt).

Wie kann es sein das optisch gesehen die selbe Lampe, der unterschiedlichen Hersteller so abweichende Werte haben. Ganz einfach. Man hat früher gemeint je höher die Werte desto besser ist das ganze und man hat den UVB Wert nach oben getrieben. Die Unterschiedlichen UVI Werte kommen ganz einfach zu Stande, da das Gasgemisch und auch die UV Filter unterschiedlich sind. Je Früher der UV Filter einsetzt desto kleiner ist der UVI Wert. Die Hersteller welche z.B. 200µW@20cm UVB und ein UVI von 1 haben, setzen ein Filter ein der bereits bei 315nm anfängt Strahlung zu blockieren. Andere Hersteller welche zwar den selben UVB Wert haben aber der UVI bei 10+ liegt, setzen ein UV Filter ein der bei 300 oder 295nm anfängt Strahlung zu blockieren. Das bedeutet, je mehr UVI im Verhältnis zum reinen UVB vorhanden ist, desto mehr Wellenlängen unter 300nm sind vorhanden, die es eben auf der Erde eigentlich nicht gibt!

Warum erzähl ich das ganze?

Um jetzt nicht ein Buch zu schreiben, alles in Kurze. Die Vitamin D3 Synthese hat Ihren Peak bei ca 300-302nm (je nachdem wen man nun glauben schenken will). Bei 295nm wird aber immer noch 65% des max. Wert der D3 Synthese produziert. Das Problem darin besteht nun, das eben die 295nm in freier Natur nicht vorhanden sind.

Der Körper eines Reptils (und auch des Menschen) hat jedoch eine eigene Regelung, um nicht zu viel D3 zu produzieren. So wird durch UVB im Bereich 308-320 und UVA im Bereich 320- 340nm ein Teil des Provitamins D3 zerstört.

Zerstört???, aber man will doch D3 haben, darum geht es doch!

Ja, der Punkt ist EIN TEIL und eben nicht alles. Das Problem ist jedoch das nun diese ganze Körperregelung ja nur für den UV Wellenbereich über 300nm ausgelegt ist und die zusätzliche D3 Produktion unterhalb von 300nm nicht berücksichtigt.

Daraus folgt, da die Körpereigene Regelung nun nicht mehr richtig funktioniert bzw nicht mehr funktioniert wenn der UVB Wert nicht im richtigen Verhältnis zu dem UVI Wert steht und somit der D3 Produktion.

Daher haben gute UV Lampen ein UVB zu UVI Verhältnis von >40. Dies sind z.Z. nur UV Metaldampflampen (HID) von Optimax UV (Eigenmarke), MegaRay, Solar Raptor oder X-Reptile. Alle anderen liegen meist weit unter 30, teilweise unter 20. Dies gilt auch für so ziemlich alle UV Compactlampen und Mischlichtlampen (z.B. SolarGlo), egal welcher Hersteller. Hier ist man in einem Bereich von 16-18 für das UVB/UVI Verhältnis.

Was kann passieren?

Nun ganz einfach. Ihr Tier kann daran verenden.

Nicht schnell sondern sehr, sehr langsam, denn D3 ist eben kein wasserlössliches Vitamin, wie Vitamin B, was man überdosieren kann und einfach ausgeschieden wird, sondern es schädigt langfristig Leber und Nieren, die nun das überflüssige D3 abarbeiten müssen (gilt nebenbei auch für Vitamin A und noch ein paar andere Vitamine). Hinzu kommt, das man zwar kein Problem mit Rachitis hat, dafür aber mit Gelenke die sich versteifen und ggf. schneller Brüche entstehen, da das Skellet zu steif wird, durch zu viel Calcium Einlagerungen.

Man kann und hat dies ja schon alles nachgewiesen und wenn man nun das ganze nun wirklich genau aufschreibt wird es wohl nur noch ein Biologe durchsteigen.

Fakt ist: Die Aussage 'VIEL IST GUT' ist schon lange widerlegt. Im besonderen, wenn man, Vitamine mit D3 + Mineralstoffe mit D3 und UV Lampen hat. Das ist einfach zu viel des guten.

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