Belüftung von Baumhöhlen und Magazinbeuten

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

Bei moderne Magazinbeuten mit ihren diffusionsdichten Deckeln tragen  Wasserdampfdiffusion und Pufferwirkung nicht nennenswert zum Abbau der anfallenden Feuchtigkeit bei.

Die einzige verbleibende Möglichkeit die Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf zu reduzieren, ist die Belüftung. In den oberen Bereichen der Wabengassen kommt es aber zu keiner nennenswerten Belüftung, selbst bei geöffneten Boden nicht. Die Luftschichten in den Wabengassen müssen wir bei der Betrachtung der Wärmedämmung und der Belüftungssituation als ruhend annehmen, selbst bei einem offenen Boden. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass zwischen dem Rand der Bienentraube und der Aussenwand der Beute ein nahezu linearer Temperaturabfall vorliegt. D.h. diese Schichten wirken wie eine Wärmedämmung. Gäbe es hier Luftbewegungen, so wäre die Temperatur in diesen Bereichen eher konstant und die Schichten hätten keine Dämmwirkung.

Folgend berechne ich beispielhaft welche Belüftungsraten notwendig wären, um die anfallende Feuchtigkeit abzutragen. Hierfür treffe ich folgende Annahmen:

  • rF außen 90%, rF innen 70%
  • durchschnittliche Außentemperatur 4°C
  • durchschnittliche Innentemperatur der Luft 9°C
  • Luftvolumen Innenraum gleich 50% des Brutraumes (Bienen und Wabenbau abgezogen)
  • nur im unteren Drittel der Beute kommt es zu einer Belüftung
  • 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.

Bei einem Innenklima mit rF 70% und 9°C ergibt sich eine absolute Feuchte des Innenraumes von 6,23g/m³. Bei einem Aussenklima mit rF 90% und 4°C ergibt sich eine absolute Feuchte der Außenluft von 5,77g/m³.

Die Differenz von 0,46g/m³ kann also bei einem Luftwechsel von einem Kubikmeter Luft abgetragen werden. Es fällt aber etwa die dreifache Menge an und es steht nur etwas mehr als ein Hundertstel des Volumens zur Verfügung  (0,0115m³). Um die komplette anfallende Feuchtigkeit abzutragen und die relative Luftfeuchte innen auf 70% zu halten wäre also ein stündliche Luftwechselrate von 300 notwendig.

Diese Luftwechselrate wird selbstverständlich nicht erreicht. In der Folge steigt die relative Luftfeuchte innen, bzw. die absolute Feuchte der Luft. Daher wird nun mit jedem Luftwechsel mehr Feuchtigkeit abgetragen als zuvor. Aber selbst bei einer relativen Luftfeuchte von 100% wären theoretisch noch 45 Luftwechsel pro Stunde notwendig um die anfallende Wassermenge abzutragen.

Dies ist eine theoretische Berechnung und macht die Größenordnung der notwendigen Luftwechsel deutlich. Es liegt auf der Hand, dass diese nicht erreicht werden können. Die durch den Stoffwechsel der Bienen anfallende Feuchtigkeit schlägt sich in Form von Kondenswasser im Wabenbau und an den Innenwänden der Beute nieder.

Energieverlust durch Belüftung

Mit jedem Luftwechsel werden 0,0117m³ Luft ausgetauscht. Die durchschnittliche Temperaturdifferenz beträgt 5°C, bzw. 5K.

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 belüftbare Luftvolumen der Beute wiegt also etwa 14,8g. Um diese Menge um 5K zu erwärmen wird eine Energie von 0,076kJ benötigt.

Würde die notwendige stündliche Belüftungsrate von 300 erreicht, so würde dies einen Energieverlust von 98.300kJ in den kalten 6 Monaten bedeuten.

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 8,9kg Honig verwenden, nur um die Wärmeverluste durch Belüftung zu kompensieren.

Und selbst bei der stündlichen Luftwechselrate von 45, bei der im Innenraum dann eine relative Luftfeuchte von 100% die Folge wäre, müssten die Bienen noch 1,36kg Honig verwenden um die entstandenen Wärmeverluste zu kompensieren.