Belüftung

Belüftung der Baumhöhle

Ein natürlicher Luftwechsel in der Baumhöhle findet nur im geringen Maße statt, für den Abbau von Feuchtigkeit ist dieser vernachlässigbar.
Das Flugloch befindet sich in der Regel im unteren Drittel der Baumhöhle. Mit einem Durchmesser von wenigen Zentimetern und einer Tunnellänge von ca. 10cm dürften keinen nennenswerten Luftwechselraten entstehen. Durchschnittliche geometrische Daten von natürlich von Bienen bewohnten Baumhöhlen lassen sich aus “The nest of the honeybee” entnehmen, die Studie ist unter Downloads verlinkt.

Belüftung von modernen Magazinbeuten

Wie bereits unter Wasserdampfdiffusion aufgezeigt, wird die anfallende Feuchtigkeit in Magazinbeuten nur geringfügig über diesen Transportmechanismus abgeführt. Auch die Pufferwirkung spielt keinerlei Rolle für das Innenklima der Magazinbeute, ihre Masse ist zu gering.

Die Feuchtigkeit in diesen Beuten wird ausschließlich über Belüftung abgetragen. Hierfür sind große stündliche Luftwechselraten notwendig, welche meist nicht erreicht werden. Die Feuchtigkeit wird daher nicht vollständig abgetragen und fällt in Form von Kondenswasser an den Innenflächen der Beuten an. Die Folge von Kondenswasser ist Schimmelbildung und somit eine bedeutende Gefahr für die Bienengesundheit.
Die starke Belüftung selbst verschärft die ursprüngliche Problematik sogar noch. Durch so ausgelöste Wärmeverluste ist eine höhere Heizleistung der Bienen (höherer Honigverbrauch) erforderlich, was einen erhöhten Wasseranfall zur Folge hat.

Wir können uns die notwendigen Lüftungsraten wie folgt ausrechnen. Hierfür treffen wir folgende Annahmen:
– rF außen 80%, rF innen 70%
– durchschnittliche Außentemperatur 4°C
– durchschnittliche Innentemperatur der Luft 12°C

– Luftvolumen Innenraum gleich 50% des Brutraumes (Bienen und Wabenbau abgezogen)
– 10kg Honigverbrauch in den 6 kalten Monaten, bei der Verstoffwechselung entstehen 6,8kg Wasser

Aus dem Honigverbrauch ergibt sich ein stündlicher Wasseranfall von 1,58g. Der absolute Wassergehalt, der im Brutraum enthaltenen Luft, lässt sich zu 0,224g berechnen:

Beispielhafte Berechnung des absoluten Wassergehaltes im Brutraum
Berechnung der absoluten Feuchte

Das gleiche Volumen an Außenluft enthält 0,154g Wasser. Mit jedem vollständigen Luftwechsel lassen sich also 0,07g Wasser aus der Beute befördern.
Für einen vollständigen Abtrag der anfallenden Feuchtigkeit ist also eine stündliche Luftwechselrate von 23 notwendig! Wird dieser Wert nicht erreicht, steigt die relative Luftfeuchte in der Beute. Um eine relative Luftfeuchte in der Beute von 80% zu halten, sind immerhin noch 16 komplette Luftwechsel pro Stunde notwendig. Bei dieser Luftfeuchte muss in den schlecht isolierten Beuten bereits mit erheblichen Kondenswasseranfall gerechnet werden.

Energieverlust durch Belüftung

Mit jedem Luftwechsel werden 0,035m³ Luft ausgetauscht. Die durchschnittliche Temperaturdifferenz beträgt 8°C, bzw. 8K.

Die spezifische Wärmekapazität von Luft mit rF=80% beträgt 1,025 KJ/kgK. Das ist die Energie, die benötigt wird um 1kg Luft um 1K zu erwärmen. Luft wiegt 1,269kg (bei 5°C), das Luftvolumen der Beute wiegt also etwa 44,415g. Um diese Menge um 8K zu erwärmen wird eine Energie von 0,312 KJ benötigt.

Bei einer stündlichen Luftwechselrate von 10 (dies halten wir für eine realistische Luftwechselrate bei geöffnetem Bodenschieber) bedeutet das einen Energieverlust von 13.478 KJ in den kalten 6 Monaten.

In 100g Honig sind ca. 1380KJ enthalten. Die Bienen erzeugen Wärme über die Bewegung ihrer Muskeln. Wenn wir einen Wirkungsgrad von 20% für die Bewegung der Muskeln annehmen, so können wir von etwa 80% Wärmeenergie ausgehen.

D.h. die Bienen müssen in den 6 kalten Monaten 1,2 kg Honig verwenden, nur um die Wärmeverluste durch Belüftung zu kompensieren. Wären die zur Entfeuchtung erforderliche Luftwechselrate von 23 realisierbar, so müssten die Bienen 2,8kg Honig für die entstehenden Energieverluste aufwenden.

 

Summary
Belüftung von Baumhöhlen und Bienenbeuten
Article Name
Belüftung von Baumhöhlen und Bienenbeuten
Description
Berechnung der notwendigen Luftwechsel in Magazinbeuten zur Vermeidung von Kondenswasser und Schimmel. Vergleich der Belüftung und daraus resultierenden Energieverlusten mit Baumhöhlen.
Author
Publisher Name
Chelifer
Publisher Logo