Stocktemperaturen im Winter

  • Hallo,
    zunächst einige Thesen:
     
    1. Die Behauptung, dass die Wintertraube nur sich selbst heizt und der Rest des Innenraums der Beute die Außentemperatur annimmt, ist falsch.
    2. Herunter bis zu gewissen Außentemperaturen spielt die Wärmeisolierung der Beute keine Rolle, da die Bienen der erhöhten Wärmeabgabe durch Zusammenziehen der Traube entgegen wirken.
    3. Wenn die minimal mögliche Zusammenziehung der Wintertraube erreicht ist, kann diese der erhöhten Wärmeabgabe nicht mehr entgegen wirken. Die Heizleistung der Traube muss jetzt ansteigen.
    4. Der Punkt, bis zu dem die Wintertraube der Wärmeabgabe entgegen wirken kann, hängt von der Wärmeisolierung der Beute ab. Bei niedrigen Wintertemperaturen werden sich die Beutentypen folglich stark unterscheiden.
    5. Bei kleinen Wintertrauben ist dieser Punkt schon bei relativ hohen Temperaturen erreicht. Kleine Völker sollten daher in gut isolierten Beuten überwintert werden.
    6. Die Wintertraube heizt wegen der nach oben steigenden warmen Luft den gesamten Raum von ihrer Unterkante bis zum Deckel der Beute. Das vergrößert die beheizte Innenfläche der Beute und verringert daher den Wärmewiderstand der Beute nach außen. Daher sollte man leere Zargen oberhalb der Wintertraube vermeiden, wenn der Futtervorrat in der unteren Zarge ausreicht.
    7. Das Hinzufügen kalter Futterwaben bewirkt eine Wärmesenke innerhalb des Stocks und damit ein Absinken der Stocktemperatur. Dem dadurch erhöhten Wärmeabstrom aus der Wintertraube wirkt diese in der beschriebenen Weise entgegen. Wenn sie das nicht mehr kann, steigert sie die Wärmeproduktion. Falls sie auch damit die Randtemperatur nicht mehr oberhalb von 8°C kann, wird sie von außen beginnend erfrieren. Futterwaben müssen daher vor dem Hinzufügen erwärmt werden.
     
    Die immer wieder zu lesende Behauptung, die Wintertraube heize nur sich selbst und unmittelbar daneben herrsche dieselbe Temperatur wie draußen, macht mir als Physiker schwer zu schaffen aus folgendem Grund:
    Die Randtemperatur der Wintertraube muss oberhalb der sogenannten Komatemperatur der Biene gehalten werden, die bei ca. 8°C liegt. Bei Unterschreitung dieser Temperatur innerhalb des Thorax der Biene wird die Flugmuskulatur bewegungsunfähig. Damit verlieren die Bienen die Fähigkeit, Wärme zu erzeugen.
    Wenn die Temperatur eines Körpers größer ist als die der Umgebung, strömt Wärme von der Oberfläche des Körpers in die Umgebung - das gebietet der 1. Hauptsatz der Thermodynamik.
    Die aus der Traube abströmende Wärme trifft auf die Beutenwand. Die Beutenwand bildet einen Wärmewiderstand, an dem sich unter dem Einfluss des Wärmestroms eine Temperaturdifferenz zum Außenraum ausbildet. Bestehende Zugluft mindert diesen Effekt. Die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenraum der Beute hängt daher von der Art des Beutenmaterials und von der Zugdichtigkeit der Beute ab.
    In dieser Arbeit wurde zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich der Beute eine Temperaturdifferenz von ca. 10°C gemessen. Dabei ist zu sehen, dass zu tiefen Außentemperaturen hin diese Temperaturdifferenz nicht deutlich ansteigt. Erklärt werden kann das meiner Meinung nach dadurch, dass sich die Wintertraube bei niedrigeren Außentemperaturen stärker zusammen zieht, somit ihre Oberfläche und damit ihre Wärmeabgabe pro Temperaturdifferenz verringert. Sie wirkt wie ein Konstantregler für den Abstrom der Wärme.
    In dieser Arbeit wird zitiert, dass der Sauerstoffverbrauch des Volks oberhalb von -5°C moderat bleibt, darunter aber mit der Temperaturdifferenz steil ansteigt. Der Sauerstoffverbrauch ist mit der Verbrennung von Futter korreliert, somit mit der Erzeugung von Wärme. Auch wird angegeben, dass kleinere Trauben einen erhöhten Sauerstoffverbrauch aufweisen.
    Eine mögliche Erklärung: Die Wintertraube zieht sich bei tieferen Temperaturen zusammen, verkleinert dadurch ihre Oberfläche und drosselt somit ihre Wärmeabgabe. Diese Zusammenziehung findet aufgrund des Volumens der Bienen ein natürliches Ende. Von dort an können die Bienen bei weiter absinkender Temperatur die Wärmeabgabe der Traube nicht mehr weiter drosseln. Um die Oberflächentemperatur weiter aufrecht zu erhalten, muss nun mehr Futter verbraucht werden. Damit trifft aber auch ein stärkerer Wärmestrom die Beutenwand, wodurch die Temperaturdifferenz zur Außenwelt weiter ansteigen sollte.
    Aus allen diesen Überlegungen folgen die oben genannten Thesen.
    Gruß Ralph

  • Hallo Ralph


    ein super Beitrag den du da zusammengestellt hast, dafür herzlichen Dank.

    Gruß Reinhard / Lehre mich die wunderbare Weisheit,daß ich mich irren kann.(Teresa v. Avila)

  • Hallo Ralph!
    Vielen Dank für diesen Beitrag! Endlich mal jemand der offenbar nicht Physik und Biologie in der Ausbildung abgewählt hat und hier dann mit völlig wirren Erklärungen glaubt um sich werfen zu müssen. Ich hoffe Deine Darstellung der Tatsachen bringt hier einige der " Spezialisten" einmal zu Denken und NACHDENKEN!

  • Hallo Ralph,
    ich bin kein Physiker, habe aber Bretschko gelesen....und deshalb bin ich schon wieder verwirrt.:oops:


    Bretschko schreibt, dass bei einer Außentemp. von -9 Grad, in unmittlebarer Nähe der Randbienen -7 Grad gemessen wurden....


    Wie kann das Deiner Meinung nach sein??


    Bretschko schreibt auch, dass je größer der Durchmesser der Wintertraube ist, umso kälter kann die Oberfläche der Traube gehalten werden. Eine kleine Wintertraube hat im Randbereich immer eine höhere Temperatur, weil die Distanz vom Traubenkern bis zum Randbereich wegen der geringerene Bienenzahl zu klein ist, um ein optimales Wärmegefälle herstellen zu können.


    Kann es sein, dass die Oberfläche der Traube von einem normalen Bienenvolk , so wenig "Energie" abgibt, dass diese nicht reicht, um den Raum außerhalb der Traube "aufzuheizen" ?
    Ich stelle mir das so vor: Wie ein kleiner Heizofen in einer großen Lagerhalle..
    Direkt am Ofen ist er halbwegs warm an der Lagerhallenwand ist es kalt. Fast so kalt wie draußen.


    Dann schreibt Bretschko noch, dass die Bienen einen Temperaturrhytmus innerhalb der Wintertraube haben. Sogenannte "Heizsprünge" in Intervallen. D.h. während dieser Temperaturerhöhungen können die Bienen ihren Vorräten nachrücken.
    Von daher verstehe ich dies mit den kalten Futterwaben nicht. Sind die Futterwaben außerhalb der Traube nicht auch kalt? Die Bienen erwärmen sie erst, wenn sie während eines "Heizsprunges" dahin wandern. Die ganze Traube springt doch nicht komplett auf kaltes Futter, ........oder habe ich jetzt einen Denkfehler?? :confused:


    Ich denke,dass Du recht hast, wenn Du schreibst, dass es nicht optimal ist, kalte Futterwaben aufzusetzen bzw. reinzuhängen...aber ich glaube auch nicht, dass die Bienen dadurch erfrieren....sie werden wahrscheinlich "nur" mehr Energie benötigen, um den Temperaturschock auszugleichen....


    Ich finde das alles so verwirrend....am besten ich lese nichts mehr....


    Herzliche Grüße
    Regina

    Was der Bauer nicht kennt, das frisst er nicht. Würde der Städter kennen, was er frisst, er würde umgehend Bauer werden.(Oliver Hassencamp)

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  • Also ich hab von Pysik keine Ahnung aber mir ist klar wenn ich etwas warmes in einen kalten Raum hänge erwärmt das Warme das kalte weil sich Temperaturen immer anzugleivchen versuchen und zwar von warm zu kalt. Wie dick müsste den die Isolation um eine Wintertraube sein damit sie keine Wärme an die Umgebung abgibt?.
    Bei meinem Volk vor dem Küchenfenster war direkt unter der Folie im Winter nie kalter als 5 Grad plus

    Wo kämen wir den hin wenn jeder fragt wo kämen wir den hin und keiner geht um nachzusehen wo wir hinkämen

  • Hallo Ralph und alle anderen,


    im Grunde kann ich Dir da Recht geben, ich nehme mal an, dass die Wärmeverteilung in einer Beute wenn man Sie mit einer Wärmebilkamera aufnimmt ähnlich ausschaut wie eine auf dem Kopf stehende "Gaussche Glocke" .
    Was auch ganz erheblichen Einfluss hat ist das Material der Beute und die Decke der Beute, d.h. ob die Beute in irgeneiner Weise oben Isoliert ist, natürlich diffussionsoffen sonst gibts ne Tropfsteinhöhle.


    Stroh und Lehm ist hier das Material 1. Wahl, Holz das 2.
    Dies rührt daher, dass die Wärmespeicherfähigkeit von Stoh,Lehm und Holz fantastisch ist, einhergehend mit einer ganz langsamen Wärmeabgabe. Dies wiederum hängt mit der Struktur des Materials zusammen.
    Bsp. Holz, das stelle man sich im Querschitt in Wuchsrichtung etwas so vor wie wenn man ein Bündel Strohalme von oben betrachtet. Die Strohhalme sind quasi die Siebröhren des Baumes, die Zwischenräume die Zellulose-Wand, ähnliches wird bei der Ziegelherstellung nachempfunden.
    siehe Link: http://de.wikipedia.org/wiki/Holz
    Wer mehr darüber wissen möchte befasse sich einmal mit dem Wärmebedarf von Strohballe/Lehmhäusern, Vollblockhäusern oder Brettschichthäusern (Holz100) etc.
    Die Natur ist da genial auch für die Bahausung der Bienen.


    Ideal wäre hier vermutlich eine Beute in Form eines auf dem Kopf stehenden Pyramidenstumpfes. TBH´s sind also diesbezüglich sicher keine schlecht Wahl, ebenso wie relativ würfelförmige Beuten, denn die Bienentraube hat je nach Volksstärke eine deffinierte Höhe und max. Breite.


    summende Grüsse,
    Markus

    Die Natur ist Perfekt, die Fehler macht nur der Mensch. (Sepp Holzer)

  • Hallo Heliantus,


    Deine Aussage kann ich so nicht stehen lassen, denn ob offene Böden oder geschlossene Boden hat mit dem Schimmeln wenig zu tun.


    Mache mal eine Vergleich von 8 Beuten, je 4 mit offenem und 4 mit geschlossenem Boden und lasse die mal 2 Jahre am Platz stehen.


    1. Beute naturbelassen
    2. Beute geölt oder gewachst
    3. Beute offenporige Lasur
    4. Beute Lackiert


    Du wirst dich wundern.


    Holz muss atmen können und da ist der Hund begraben, aber dazu brauchts keinen offenen Boden.


    Weitere Kritereien sind natürlich der Standort, je feuchter je anfälliger für Schimmelbildung. Die Bienenmasse, Wieviel Feuchte im Futter usw.


    Grüsse, Markus

    Die Natur ist Perfekt, die Fehler macht nur der Mensch. (Sepp Holzer)

  • Hallo Bienenfreunde!


    Das wird ja nicht angezweifelt, dass auch innerhalb der Beute die physikalischen Gesetze gelten. Es kann aber in unzähligen Arbeiten nachgelesen werden, dass bei zu starker Beutenisolierung die Frühjahrsentwicklung darunter leidet. Warum das so ist, ist mir nicht bekannt. Wenn man in der Literatur nachliest wird oftmals von Kellerüberwinterungen (+ 6° C) berichtet. Auch diese Überwinterungsform hat sich nicht durchgesetzt.


    Die schlechte Brutentwicklung von Bienenvölkern in überstark isolierten Beuten könnte ev. damit erklärt werden, dass sich die Bienen aufgrund der relativen Wärme zu früh auf das Brutgeschäft einlassen und zu dieser Unzeit sich frühzeitig verausgaben.


    Ich kann nur jedem Imker die Haltung über dem Gitterboden empfehlen. Allein aus der Sicht der Varroabekämpfung ergibt sich ein Vorteil. Bei der Umstellung von geschlossenen auf offene Gitterböden konnte ich keinerlei Mehrverbrauch an Futter erkennen. Dies könnte ev. mit dem trockeneren Beutenklima erklärt werden, da Feuchtigkeit wesentlich besser leitet, bzw für die Verdunstung Energie entzieht oder so (das kann sicherlich ein Physiker besser erklären).


    MfG
    Honigmaul

  • honigmaul : Ich habe Segeberger Styropor und konnte meine Bienenentwicklung im Frühjahr mit der eines anderen Imkers vergleichen, der von mir 100m entfernt steht und Holzmagazine hat. Seine waren noch auf einer Zarge, während meine schon auf 2 Zargen brüteten. Auch erinnere ich mich gelesen zu haben, dass die Bienen in der Segeberger Styropor eine schnellere Frühjahrsentwicklung machen (weiß jetzt nicht wo, möglicherweise im Schundau, der aber parteiisch ist). Irgendwie ist das auch logisch, da sie mit weniger Bienen mehr Brut wärmen können. Daher kann ich deine Angaben nicht nachvollziehen.
    @Heliantus: 7 °C auf der Oberfläche der Wintertraube und -7°C daneben deckt sich nicht mit meinem physikalischen Verständnis und auch nicht mit der von mir angegebenen Quelle. Ich habe auch noch an anderer Stelle gefunden, dass das nicht stimmt, aber nicht so klar wie in der angegebenen Veröffentlichung. Dass die Randtemperatur bei größeren Trauben niedriger sein kann als bei kleineren Trauben, kann sein, aber nicht niedriger als 8°C, da dann die Muskelstarre einsetzt. Man findet auch schwankende Angaben über die Randtemperatur in den Veröffentlichungen. Von dem Temperaturrhytmus habe ich auch gelesen, aber ich weiß nicht, ob die Quelle seriös war. Die Bienentraube hat angeblich Fresszeiten, in denen sie sich ausdehnt und dabei benachbarte Futterzellen entdeckelt. Nach dem Rückzug der Traube auf das alte Volumen zieht das Futter an der Oberfläche Kondenswasser und wird dadurch genießbarer für die Bienen. Beim nächsten Fresszyklus wird aus diesen Zellen gespeist. Dabei handelt es sich aber immer um kleine Verschiebungen und unmittelbar neben der Traube ist es eben noch einmal deutlich wärmer als an der Beutenwand, da auch die Luftschicht zwischen Traube und Beutenwand einen Wärmewiderstand bietet.
    HoPi und Arndt: Schimmel soll wohl ein Problem der Styroporbeuten sein, was sich mit HoPis Andeutungen deckt. Schundau empfiehlt hier den offenen Boden. Die Wärmeisolierung wird dadurch nur wenig beeinträchtigt, da sich die Wärme in gleicher Höhe der Traube und darüber wie in einer Glocke sammelt und nicht nach unten fällt. Luft hat eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit, sodass die Wärmediffusion nach unten vernachlässigt werden kann.
    Abraxas : Du bestätigst meine Ausführungen durch deine Messungen. Eine vollständige Isolierung ist nicht erstrebenswert, weil die Bienen sonst zu stark brüten und dann ausfliegen können müssten. Sie könnten vermutlich so nicht überwintern.


    Gruß Ralph

  • Hallo


    Danke erst mal für das Thema. Habe mir mitte Dez. auch schon mal darüber Gedanken gemacht. Da 2 starke Völker bei -1 C relativ aktiv in der Beute (Hinterbehandlung isoliert) klangen habe ich die Temperatur durch das Flugloch gemessen und 21,5 C am Boden gemessen. Ob der Messpunkt unterhalb der Traube war kann ich nicht sagen da nicht zu erkennen. Auf alle Fälle auserhalb der Traube. Glaube seit dem auch nicht mehr an die Aussage das die Bienen keine Wärme abgeben.


    Gruß Frank

  • Servus Günter,
    hallo Alle,


    na das mit dem Ausfliegen bei 6-7°C kann ich bestättigen. Meine sind die Tage auch geflogen.
    Hatte hier unten im Tal geschützt am Haus 10°C, oben am Berg wo´s auch luftiger ist hat der Thermometer knapp 7°C angezeigt.
    Sowas konnte ich auch schon letzten November feststellen. Wollte es erst nicht glauben, dass die noch unterwegs sind. Ein Gehen und Kommen.
    Die Bienen wissen eben doch mehr als wir.


    Sonnige Grüsse, Markus

    Die Natur ist Perfekt, die Fehler macht nur der Mensch. (Sepp Holzer)