От чего зависит успех зимовки?.. Опции

[Пчелинчи]

Наиболее близко к пониманию роли средостения сота в жизни (особенно зимовки) пчел, по-моему, подошел А.Д. Трифонов, изучая теплопроводность сота. Очень близко, но не сформулировав четко проблему, оставил ее без частного и общего решения.
Все исследователи, изучавшие жизнь пчел в дупле, оставили без внимания непрерывность сота на средостении, этого ВАЖНЕЙШЕГО фактора развития пчелиной семьи.
С ув VG

Ув. volmar_georg спасибо за указание важного источника!

УСПЕХ ЗИМОВКИ ЗАВИСИТ ОТ:
1) достаточного количества корма,
2) достаточной площади вентиляционных отверстий
3) правильного теплообмена улья с окружающей средой

Рассмотрим их по порядку

КОЛИЧЕСТВО КОРМА ПРИ ЗИМОВКЕ НА ВОЛЕ
С энергетической точки зрения зимовка на сахаре, по сравнению с натуральным медом выгодна весьма незначительно, но с биологической точки зрения как раз наоборот! Предполагаем, что ульи снегом не засыпаны, стоят открыто, ветра нет, толщина стенки улья 40 мм. Суммарный расход корма за время зимовки на воле без дополнительного укрытия улья с учетом того, что в марте и апреле расход корма удваивается, будет равен около 15кг. Количество необходимо для зимовки меда вычисляется по формуле G=5.5-0.93t, где t-средняя температура января. Итак, при зимовке на воле семья пчел съедает, по нашим расчетам, 15 кг корма, для средней январской температуры в Подмосковье – около минус 10.5°С. После такого результата становится ясно: зимовать на воле надо оставлять только сильные семьи, слабые убирать в зимовник. Чтобы зимовать на воле, семья должна занимать не менее восьми улочек, только тогда она сможет безболезненно переработать 15—16 кг корма для обогрева клуба. Приведенные выше формулы позволяют определить минимальное количество корма, необходимое пчелам при зимовке на воле или в зимовнике. Практически необходимо оставлять в улье меда больше расчетного на 25—50 %, так как не весь корм бывает доступен пчелам и не каждая зима бывает средней по климатическим условиям. Экономить на корме, надеясь на чудо, что пчелы как-нибудь перезимуют, бесполезно. Необходимо помнить, что во время зимовки семьи погибают в основном от голода.
Определим ориентировочно, сколько воды хорошая семья пчел может удалить из улья вместе с калом. Допустим, что влажность кала близка к 100%. Пчелы облетываются в октябре и марте — апреле. Примем, что каждая пчела за два облета (осенью и весной) удалит из улья 40 мг кала. Семья в 25 000 особей (25 000х0,04=1000 г) — 1 кг воды.
При зимовке на воле за период с октября по апрель при расходовании примерно 15 кг меда будет выделено
15 х0,68=10,2 кг воды.
Таким образом, самостоятельно хорошая семья пчел при зимовке на воле вынесет из своего жилища во время осеннего и весеннего облетов примерно 10 % воды. Оставшуюся большую часть в виде паров необходимо удалять с отработанным воздухом. Видим, что это довольно большое количество воды!

ПЛОЩАДЬ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ОТВЕРСТИЙ
Вентиляция – это свободное движение воздуха внутри улья. При окислении одного килограмма меда выделяется 0,68 кг воды. Зная, какое его количество съели пчелы, можно определить объем выделившейся в улье воды (кг/месяц). Примем, что вся эта вода в виде пара удаляется за счет вентиляции. Этот воздух движется в улье снизу вверх. Его объем определяется площадью отверстия (из приточного нижнего и вытяжного верхнего выбирают наименьшее), разностью температур и высотой теплого столба нагреваемого клубом воздуха — расстоянием от нижней кромки клуба до отверстия в потолке улья (0,25 м).
Обращает на себя внимание то, что в области отрицательных температур размер площади минимального вентиляционного отверстия изменяется незначительно, после 0 °С размер летка должен увеличиваться, а после 5—6 °С резко возрастать. То есть при зимовке на воле в Московской области пчелам достаточно иметь вентиляционные отверстия размером 4—5 см , а при температурах 6—8 °С (в зимовниках) необходимы «продухи» и сверху и снизу размером 20—25 см2.
Аналогичный вид имеет кривая зависимости расхода проходящего через улей воздуха от температуры. Так, при 3 °С (зимовка в зимовнике) расход воздуха на одну семью согласно нашим данным составит 280 м3 /мес, 9,2 м3/сут или 0,38 м3/ч. Известно, что обмен воздуха в семье пчел при зимовке в зимовнике должен быть от 0,435 м3 /ч (по данным В. А. Темнова) до 0,35 м3/ч (норма при разработке проектов зимовников согласно В. Д. Лукьянову, 1974). При этом вентиляционная система зимовника обеспечивает десятикратный обмен воздуха за сутки. Как видим, в данном случае мы имеем явное совпадение наших расчетных данных с данными практики. Если температура в зимовнике будет 6—8 °С, то тогда необходимый каждой семье обмен воздуха, по нашим данным, возрастает в 2,5 раза и суточный должен быть не десяти-, а двадцатипятикратным. На такие перемещения воздуха вентиляционные устройства зимовников, как правило, не рассчитаны, поэтому весной в них приходится открывать двери и люки, чтобы дать пчелам больше воздуха и понизить температуру. В ульях также необходимо усилить вентиляцию, увеличив «продухи» сверху и снизу до 20—25 см2, что чаще всего, к сожалению, не делается. Известно, что последние недели зимовки в зимовниках самые тяжелые: здесь и перегревы семей, и сырость в ульях, и понос пчел.
Применение вентиляционных отверстий (окон, щелей) рекомендуют многие пчеловоды. А. М. Агафонов (ж. «Пчеловодством № 12, 1987 г.) считает, что при открытом нижнем летке необходимый размер верхнего «продуха» для Подмосковья должен быть равен 0,4 см для каждой улочки, занятой пчелами. Для семьи в десять улочек размер вентиляционного отверстия оказывается равен 4 см2 . Как и в вышеприведенных расчетах, мы имеем явное совпадение с нашими результатами (при зимовке на воле).
Анализ наших данных и сообщения пчеловодов о результатах зимовки при усиленной вентиляции (имеются в виду большие вентиляционные отверстия-продухи в нижней и верхней частях улья) приводят к мысли о том, что усиленная вентиляция пчелам не страшна, ее просто не будет, так как движение воздуха в улье за счет «теплого столба» зависит и от того, сколько тепла отдадут пчелы этому воздуху. А это, в свою очередь, будет зависеть от корки клуба: чем меньше объем клуба, чем ниже температура его поверхности, тем меньше тепла отдадут пчелы, тем слабее будет вентиляция. И наоборот, если вентиляция плохая, то есть, нет свободного движения воздуха снизу вверх сквозь улей, пчелы страдают от духоты и сырости и начинают больше тепла отдавать воздуху, пытаясь увеличить его движение. В результате в улье температура повышается, клуб распадается, пчелы шумят. Конечный результат зимовки при таких условиях — понос и преждевременное появление молодых пчел.
Площадь вентиляционных отверстий можно делать и больше, чем получается согласно нашим расчетам. Не следует бояться усилен¬ной вентиляции при зимовке на воле, а особенно при зимовке в зимовнике.

ТЕПЛООБМЕН УЛЬЯ

Существуют теплотехнические характеристики улья, обозначим их:
- температура поверхности клуба
- температура внутренней стенки
- температура наружной стенки
- температура окружающей среды
- полное термическое сопротивление улья, складывается из
- термическое сопротивление внутреннее
- термическое сопротивление стенки
- термическое сопротивление пограничного слоя воздуха вокруг улья
- тепловой поток от клуба
- потери тепла с вентиляцией

Правильно рассчитав теплообмен заселенного пчелами улья с окружающей средой и используя теплоизоляцию, можно сократить расход корма потребляемого семьей за зимний период, предотвратить образование льда на внутренней поверхности стенок улья. Температура внутренней поверхности стенки улья в течение пяти месяцев зимовки остается отрицательной, достигая в январе и феврале среднемесячного значения (-8 С). Это значит, что в период ноябрь — март на внутренней поверхности будет появляться лед, который в продолжительные оттепели и в конце зимовки будет таять, а вода стекать на дно улья. Хорошая вентиляция способствует уменьшению образования ледяной шубы, но полностью этот процесс при таких температурах внутренней поверхности стенки улья, очевидно, не предотвратить.
Внутреннее термическое сопротивление улья составляет 89 % от полного, что весьма примечательно, так как это означает, что оболочка улья его стенки не играют главной роли в сохранении тепла, которое вырабатывают пчелы во время зимовки (это для 12 рамочного Дадана с толщиной деревянной стенки в 40мм).
Примечание: при применении ППУ, с коэффициентом теплопроводности в 10 раз меньше чем у сосны соотношения будут уже совершенно другие!

Предотвращение образования ледяной шубы на внутренней стенке
Определим, какое должно быть добавочное термическое сопротивление, чтобы на внутренней стенке не образовывалась наледь, то есть температура не была ниже ноля, и какой слой теплоизолирующего материала нужно приложить изнутри или снаружи стенки для этого. Для средней температуры января в -10.5°С, это 26см свежевыпавшего снега, 17см соломенных матов, 12 см ваты, костры, пенопласта! Видим, что это довольно большая толщина!

Влияние добавочной теплоизоляции улья на изменение расхода корма пчелами во время зимовки
С ростом R доб вначале идет интенсивное уменьшение расхода корма, а потом, после значений добавочного сопротивления 3—4 м2К/Вт, эффективность становится менее ощутимой. Необходимо также отметить, что большие значения добавочного термического сопротивления могут быть получены за счет значительного увеличения толщины изоляции. Расчеты по формулам теплопроводности плоской стенки в этом случае имеют большую погрешность. Из формулы следует, что расход корма при зимовке на воле уменьшится в два раза при R доб = 3,2 м2 К/Вт, что эквивалентно толщине изоляционного слоя: 21,4 см — соломенные маты, опилки (λ =0,065 Вт/м К), или 14,6 см — вата, костра, мох, сухие листья, соломенная резка, пакля, пенопласты (λ =0,045 Вт/м К), или 9,7 см — вата шлаковая, древесина пробковая, мелочь пробковая, минипора (λ=0,03 Вт/м К; 6.1см-ППУ-0,019).

Влияние ветра на увеличение расхода корма при зимовке на воле
Из расчета видно, что термическое сопротивление пограничного слоя воздуха уменьшается в 4 раза при ветре со скоростью 5м/с, получаем увеличение расхода корма на 4,0 %. Это для условий Московской области будет соответствовать увеличению расхода корма за зимовку на 0,60 кг. Точно замерить такую величину практически затруднительно. Вероятно, те большие потери тепла и соответственно корма, о которых говорится в литературе, вызваны не увеличением принудительной вентиляции, появлением сквозняков, возникающих из-за щелей, открытых летков и т. п.

Влияние толщины стенки улья на расход корма во время зимовки на воле.
Предположим, что толщина стенки улья и пола изменится: в первом случае увеличится от 40 до 80 мм, а во втором уменьшится с 40 до 20 мм. В первом случае получаем добавочное термическое сопротивление 0,228 м2 К/Вт со знаком плюс, во втором — 0,114 м2 К/Вт со знаком минус. Произведя вычисления, получаем, что при увеличении толщины стенки улья в два раза расход корма уменьшается на 6,5 %, (0,97 кг для Московской области), а при уменьшении толщины стенки в два раза расход корма увеличится на 3,4 %, (0,51 кг для Московской области). Надежно измерить такие величины (0,51 и 0,97 кг) затруднительно, поэтому мы и имеем в публикациях неоднократные заявления о том, что толщина стенки улья якобы не оказывает существенного влияния на зимовку пчел на воле.
Какая будет экономия корма в случае, если улей добавочно утеплен и величина дополнительного термического сопротивления равна 2,62 м2 К/Вт, то есть необходимая, чтобы не намерзал иней на внутренней поверхности стенки улья во время зимовки на воле в Московской области. Подставляем в формулу значение добавочного термического сопротивления и получаем уменьшение расхода корма на 45 %. Для условий Московской области это составит 6,75 кг, что весьма существенно. Использование общепринятого приема обертывания улья толем или пергамином приводит к уменьшению расхода корма на 4,5%, при зимовке под снегом — около 20 %. Большой эффект дает использование кожухов с толщиной изоляции 150—200 мм. Экономия корма — 50 %.
Тепловая изоляция улья может быть наружной (многокорпусный улей) и частично внутренней (лежаки, 12- и 14-рамочные ульи).
Принято считать, что утепляющие боковые и верхние подушки в ульях должны быть не только теплыми, то есть с малым коэффициентом теплопроводности, но еще и хорошо впитывать влагу. В этом отношении хорошими считаются подушки из мха. Но влажная подушка — это уже не теплоизолятор, а, наоборот, хороший проводник тепла. Она не только нежелательна, но и вредна. Через такую подушку тепла уходит значительно больше, чем через сухую, температура в улье понижается, пчелы вынуждены больше поедать корма, а это ведет к поносу и гибели семьи. Недаром говорят, что пчел губит не холод, а сырость. Подушка должна быть сухой, а влага должна удаляться из улья хорошей вентиляцией. Это самый надежный и верный путь к благополучной зимовке.
Итак, добавочная теплоизоляция современных деревянных ульев с пчелами во время зимовки на воле может полностью или частично избавить улей от намерзания на внутренней поверхности стенки льда, существенно сократить расход корма за зимовку. При хорошей дополнительной термической изоляции ульев на воле смогут благополучно зимовать не только сильные, но и средние и даже слабые семьи. В качестве примера можно привести зимовку на воле трех нуклеусов силой в одну улочку каждый (А. М. Агафонов, ж. «Пчеловодство» № 10, 1980). Семейки благополучно перезимовали. Коэффициент дополнительного термического сопротивления улья был равен примерно 4 м2 К/Вт.
Как отмечает А. М. Агафонов (№ 12, 1987), при дополнительном термическом сопротивлении улья в 2,4 м2 К/Вт хорошая семья пчел экономит за зимовку примерно 7 кг корма (Московская область). По нашим расчетам получается 6,5 кг, что можно считать очень хорошим совпадением.
Необходимо отметить, что величина полного термического сопротивления 12-рамочного улья, равная Ro=3,2 м2 К/Вт, определена достаточно условно. Мы полагали, что вентиляция улья хорошая, то есть 0,4—0,5 см2 сквозного продуха на каждую занятую пчелами улочку. Потери тепла при этом составляют около 25 % от всего получаемого при поедании пчелами корма. Можно предполагать, что в опытах, которые описаны Е. К. Еськовым (1981), их результаты положены в основу наших расчетов, вентиляция могла быть иной, например, менее интенсивной, поэтому потери тепла с вентиляцией были не 25.%, а, например, а два раза меньше. Тогда полное термическое сопротивление улья будет большим и тогда экономия корма в среднем на всем диапазоне составит примерно 10 %. Поскольку это идет в запас наших расчетов, то оно нас не очень беспокоит.
Если потребуется рассчитать полное термическое сопротивление для других типов ульев, необходимо иметь в виду, что во всех типах толщина стенки существенной роли не играет; верх, низ, передняя и задняя стенки практически у всех ульев одинаковы и только боковые имеют различные термические сопротивления. Вероятно, не будет большой ошибкой считать, что полное термическое сопротивление для различных типов ульев при зимовке с хорошей вентиляцией (0,4—0,5 см2 сквозного продуха на каждую улочку, занятую пчелами) есть величина постоянная и равна ориентировочно Ro=3,0 м2 К/Вт.
Результаты расчетов расхода корма пчелами во время зимовки на воле с учетом различного рода добавочных теплоизоляторов, полученных для Московской области, можно легко распространить на любой иной географический пункт. Для этого достаточно вместо расхода корма, полученного для Московской области (15 кг), подставить расход корма в другом географическом пункте. Расход этот определяется по формуле, приведенной в ранее опубликованной статье (см.жур.Пчелоовдство № 11, 1990).
Проведенные расчеты и анализ практических данных позволяют сделать вывод, что пчелам, зимующим на воле, вполне можно обеспечить условия, позволяющие им благополучно пережить этот тяжелый период жизни с помощью хорошей вентиляции гнезда и хорошей изоляции улья от потерь тепла в окружающую среду. Естественно, подразумевается наличие достаточного по количеству и хорошего по качеству корма.
Выполнение этих условий обеспечит успешную зимовку на воле с малыми расходами кормов (до 7—8 кг в Московской области) не только сильным семьям, но и средним, слабым и даже нуклеусам.
Относительно зимовки в помещении следует отметить, что здесь есть неиспользованные возможности по уменьшению расхода кормов. Речь идет о зимовке при повышенных температурах (6—8 °С). Анализ показывает, что в этом случае надо обеспечить пчелам хорошую вентиляцию, то есть иметь большие вентиляционные окна в нижней и верхней частях ульев. Соблюдение этих условий позволит довести расход корма семьей пчел до 4—5 кг за зимовку (для условий Московской области).
Таким образом, можно сократить расход корма, потребляемого пчелами как при зимовке на воле, так и при зимовке в помещении, примерно в два раза.


ВЫВОДЫ
1. Оставлять зимовать на улице нужно только сильные семьи с достаточным для своего региона запасом меда плюс еще минимум 25%
2. При зимовке на воле в условиях отрицательных температур достаточно иметь открытыми отверстия в 4-5см, сверху и снизу улья, при сквозной вентиляции.
3. При деревянных стенках в 40мм, внутреннее термическое сопротивление составляет около 90%, увеличение толщины стенки до 80мм уменьшает расход корма всего на 6,5 %, (0,97 кг для Московской области), то есть «овчинка не стоит выделки». Добавочная теплоизоляция современных деревянных ульев с пчелами во время зимовки на воле может полностью или частично избавить улей от намерзания на внутренней поверхности стенки льда, существенно сократить расход корма за зимовку до 50%!
4. Защита от ветра сокращает теплопотери, а значит и расход корма

Своими работами А.Д. Трифонов привнес возможность теоретически рассчитать необходимые условия для благоприятной зимовки пчел в различных условиях и проверить их в своей практике! Такие работы как воздух необходимы современному пчеловодству!

Сообщение отредактировал Серёга - 7.2.2017, 12:45