4.0 Klima

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Bee Observation 146
unser Programm 
zur Bienen-Forschung

Kondenswasser 
Stockfeuchte

4.0 Klima in der Beute

Projekttyp: Studie, rein privat
Beginn: Nov 2018 / Ende: Feb 2019
Motivation
Auslöser, mich spontan dem Klima in der Beute zu widmen, war das 8. Weimarer Bienensymposium im November 2018 und insbesondere der Beitrag "Mikroklima im Bienenvolk" von Torben Schiffer.
Der Beitrag hat Folgendes deutlich gemacht:
  • Das Mikroklima in einer Baumhöhle weicht deutlich von dem in einer Magazinbeute ab
  • In einer Baumhöhle sind die Bedingungen zur Regulierung der Feuchte deutlich günstiger, als in einer Magazinbeute
  • In den heutigen Magazinbeuten sind die Klimabedingungen schlechter, als in den klassischen Korbbeuten
  • In einer Magazinbeute kommt es zu mehr oder weniger Kondenswasserbildung
  • Kondenswasser und zu hohe Luftfeuchte fördern Schimmelbildung und Krankheiten
  • Die Bienen verfügen nicht über die Fähigkeit zur adäquaten Regulierung der Stockfeuchte in einer Magazinbeute 
Allgemein gilt: Steigt die Luftfeuchte dauerhaft auf 60 % oder darüber an, muss mit Schimmelbildung gerechnet werden.
Zur ersten Einschätzung will ich zunächst reale Daten über das Klima in unserer Magazinbeute erhalten.

Zielstellung
Mit Hilfe möglichst kostengünstiger und leicht verfügbarer Sensortechnik zeitnah Klimadaten von einer unserer Beuten ermitteln. Im Vordergrund steht dabei die Messung der Luftfeuchte im Brutraum im Vergleich zur Luftfeuchte außerhalb der Beute. Daneben wird die Kondenswasserbildung unter den Abdeckfolien unserer derzeit sieben Beuten beobachtet.

Inhalt
Es wurde eine gewöhnliche 4-Kanal Wetterstation (433 MHz) froggit Weather Station, Typ FT0073, mit mehreren zugehörigen Funksendern verwendet. Darunter einer, Typ FT007TK, mit externem Kabel-Temperatursensor und mehrere Sender, Typ FT007TH, mit intergriertem Temperatur- und Feuchesensor (Foto 1). Bei zwei dieser Geräte konnte der Feuchtesensor ausgebaut und durch einfache Kabelverlängerung extern betrieben werden. Einer dieser beiden Feuchtesensoren wurde speziell für den Einsatz in der Wabengasse gekapselt (Foto 2). Die Außenmaße des gekapselten Feuchtesensors betragen 8 x 16 x 40 mm. Der zylindrische Kabel-Temperatursensor hat einen maximalen Durchmesser von 7,5 mm und eine Länge von 27 mm.
Der typische Aufbau unserer Beuten ist in der Skizze (Foto 3) dargestellt. Im Winter wird der Deckel umgedreht und dann wird noch eine Dämmplatte eingelegt. Dies ist in der Skizze nicht dargestellt. Der Boden bleibt offen, d.h. es wird ohne Einschub überwintert.
Zum Vergleich dazu sind der spezielle Aufbau und die Konfiguration der Sensoren in der folgenden Skizze (Foto 4) dargestellt. Klimatechnisch stellen der Zwischenrahmen mit der eingelegten Abdeckfolie und dem Abstand von 10 mm zur Dämmplatte die markanten Abweichungen gegenüber dem typischen Aufbau dar.
Da der Empfänger nur das direkte Ablesen der Messwerte ermöglicht, habe ich die Anzeige für den jeweiligen Meßzyklus mit Hilfe eines Smart Phone automatisch abfotografiert und somit auch Datum und Uhrzeit erfasst. Die Daten habe ich anschließend manuell in eine Tabelle übertragen und am PC aufbereitet.
Fotos:
1  Funksender eines Thermo-Hygrometers, demontiert
2 Feuchtesensor für den Einsatz in der Wabengasse präpariert 
3 Typischer Aufbau unserer Beuten
4  Aufbau der Versuchsbeute C mit Dämmplatte und diversen Sensoren 
Ergebnis
Es wurden insgesamt zwei Meßzyklen durchgeführt. Einer davon in der Zeit vom 27.12.2018 bis zum 27.01.2019. Dieser ist im nachfolgenden Diagramm dargestellt.
Diagramm:
Klimadaten über einen Zeitraum von 6 Tagen im Januar 2019
Die roten Temperaturkurven liegen im Bereich von -6,4°C bis +5,4°C. Die untere durchgezogene Kurve zeigt die Außentemperatur (T1). Die mittlere gestichelte Kurve gibt den Mittelwert von zwei Messungen (T23) oberhalb der Dämmplatte, also unter dem Deckel, an. Gegenüber der Außentemperatur ist es zwischen Abdeckfolie und Dämmplatte, entsprechend der gepunkteten Kurve (T4a), +0,8°C bis +6,7°C wärmer. Im Brutraum habe ich keine Temperaturmessung durchgeführt.
Die blauen Kurven liegen im Bereich von ca. 65 % bis 98 % rel. Feuchte. Die obere gestrichelte Kurve zeigt die Luftfeuchte oberhalb der Dämmplatte (H2b). Offensichtlich staut sich hier die Feuchte durchgängig bei knapp unter 100%, obwohl die Außenfeuchte, die durchgezogene Kurve (H1), durchgängig für gut zwei Tage unter 80 % lag. Die Stockfeuchte, die gepunktete Kurve (H3), ist meist geringer und zeitweise deutlich geringer, als die Außenfeuchte. Mehrmals ist ein gegenläufiger Trend erkennbar und am vorletzten Tag folgt die Stockfeuchte dem Anstieg der Außenfeuchte eindeutig nicht. Eine leichte positive Beeinflussung der Stockfeuchte durch das Bienenvolk ist offensichtlich gegeben. Die Zeit mit Einschub, und auch kurzeitig danach, ist durch auffällige Schwankungen der Stockfeuchte gekennzeichnet. Offensichtlich wurden hier Ausgleichsaktivitäten aufgrund des Einschubs initiiert. 
Die im Brutraum an einer Stelle gemessene Stockfeuchte, nahe am Nest, war während der sechs Tage durchgängig bei über 65 % und erreichte kurzeitig mehrmals bis zu 80 % rel. Feuchte.
Die Kondenswasserbildung habe ich während der Projektzeit mehrmals an unseren sieben Beuten überprüft. Bei sechs Beuten habe ich Kondenswasser gesehen - nur bei einer nicht. Die eine war die Versuchsbeute mit dem speziellen Aufbau. Offensichtlich hat sich die spezielle Zagenabdeckung begünstigend ausgewirkt. Wenn dem so ist bedeutet das auch, üblicherweise haben unsere Bienen noch schlechtere Bedingungen, als meine Messwerte zeigen!
Was ich gelernt habe
Die Methode hat mir erlaubt mit vorhandenen Mitteln schnell und kostengünstig erste, zwar wenige, aber reale Klimadaten von einer unserer Beuten zu erhalten.
Der gekapselte und in der Wabengasse eingesetzte Feuchtesensor war nach der kurzen Zeit leicht verklebt, ist aber nach wie vor voll funktionsfähig.
Unter sechs von sieben Abdeckfolien habe ich Kondenswasser beobachtet, überwiegend in den hinteren Ecken. Die Luftfeuchtigkeit war für mehr als sechs Tage oberhalb von 65% rel. Feuchte. Bezüglich der Bienenhaltung in Magazinbeuten mit Abdeckfolie sehe ich Handlungsbedarf.
Ausblick
Die transparente Abdeckfolie ist sehr beliebt und neben Abdecktüchern, z.B. aus Baumwolle, Leinen oder Jute, am Weitesten verbreitet. Es wird eine Abdeckung benötigt, die feuchte Luft oben abführen kann und dabei möglichst wenig Wärmeverluste erzeugt. Der Erhalt der Durchsichtigkeit würde die Akzeptanz für die notwendigen Änderungen sicherlich steigern können.
An dem Klimathema werde ich weiter arbeiten, um die Abdeckung unserer Beuten zu verbessern bzw. das Problem der Bildung von Kondenswasser zu mindern.
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