А.КОНОВАЛЬЧУК, Санкт-Петербург
Пенополистирольные ульи
(взгляд пчеловода-пользователя)
Особенности вентиляции
Есть аксиома пчеловодства:
"Холод не убивает пчел, это делает влажность."
Следует исходить из предпосылки, что избыточность вентиляции всегда лучше ее недостатка. Оговорюсь, за исключением ранневесеннего периода развития семьи. Возможно три предельных состояния вентиляции: минимальная - при ранневесеннем выкармливании расплода и максимальная - (зимняя) оттепель зимой и (летняя) удаление влаги при интенсивном взятке. Во всех остальных случаях пчеловод либо ограничивает леток втулкой, либо руководствуется рекомендациями производителя - весь пчеловодный период леток остаётся полностью открытым. Зимовка рассматривается либо холодной - на воле или в помещении либо тёплой - в омшанике или другом помещении со стабильной положительной температурой.
Чем теоретически пенополистирольный улей отличается от аналогичных деревянных ульев?
Прежде всего, устойчивостью теплотехнических характеристик.
Во-первых, сопротивление теплопередачи пенополистирольного улья примерно в 10 раз выше деревянного, постоянно в течение года и не зависит от влажности окружающего воздуха. Ограждающие конструкции, практически, не гигроскопичны. Это даёт право пренебречь теплопроводностью ограждающих поверхностей (стенки, дно и потолок) и рассматривать только конвективный теплообмен.
Во-вторых, конструкция пенополистирольного улья не имеет дополнительных теплопроводных включений. Потолок, стены и пол имеют одинаковую теплоустойчивость.
В-третьих, пенополистирольный улей конструктивно имеет только один нижний леток фиксированного размера 10х370 мм. Площадь сечения равняется 37 кв. см. Зимнее (универсальное) дно, где площадь сечения вентиляционного проёма будет соответствовать уже 600-800 кв. см.
Рассмотрим, как происходит газообмен зимой, в самый напряжённый период, при оттепели. При сквозном проходе воздуха через гнездо, семья невольно становиться тепловым насосом, и естественно выполняет работу по переносу тепла. Вот почему под верхнюю крышку (потолок) производители ульев рекомендуют подкладывать полиэтиленовую плёнку толщиной 100-150 микрон. Потолок должен быть абсолютно герметичным, если мы хотим обеспечить экономную и успешную зимовку. Если улей утеплён достаточно, а пенополистирольный улей это обеспечивает, то температура стенок ограничивающих гнездо будет всегда выше температуры дна. Следовательно, максимальный перепад температур будет направлен от гнезда пчёл в сторону дна. Для достижения равновесия между температурами неизбежно возникнет газообмен. Поэтому в нижней части улья будет наблюдаться наибольшая концентрация водяного пара по сравнению с другими частями улья. Если это условие не обеспечить, (в улье могут быть другие участки пониженной температуры при промерзании стенок улья), неизбежно концентрация водяных паров будет наблюдаться и в этих местах.
Задача тёплого потолка и стенок переместить водяные пары вниз улья, а зимнего дна - удалить их, не допуская насыщения.
Как увязаны между собой температура и влажность в замкнутом объёме?
Чем ниже температура у дна улья, тем при меньшем количестве водяного пара достигается состояние насыщения. Следовательно, большее количество пара, в хорошо утеплённом улье, где значительный вертикальный градиент температуры будет диффундировать в сторону дна из гнезда пчёл, а, значит, будет суше воздух в нём. В то же время, при слабом утеплении или чрезмерно расширенном гнезде, будет наблюдаться насыщение водяных паров по всему объёму улья, прежде всего в углах и нижней части рамок. Возможно и другое допущение, что при очень высоком градиенте температуры будет избыточное удаление влаги. Теоретически, это допустимо, но из-за очень высокой влажности при оттепели зимой, это явление вряд ли может наблюдаться.
Причём очевидно, что при относительной влажности наружного воздуха в 90% такая же влажность будет наблюдаться и в донной части улья. Очень важно так организовать вентиляцию зимой, чтобы точка росы наступила за пределами улья. Как количественно определить размер летка, чтобы выполнить это условие? Повторяю, что заданный режим является граничным для зимовки пчёл на воле. Во всех других условиях точка росы всегда будет за пределами улья.
Каким должно быть сечение вентиляционного отверстия зимой?
При расчётах нам необходимо абстрагироваться от определённых условий.
Условие первое. При расчёте необходимо учитывать перекрытие летка подмором, льдом и снегом. Гарантировано введем коэффициент равный 0,5.
Условие второе. Сила семьи не может быть менее 7 рамок при зимовке на полном комплекте сотов.
Условие третье. В улье должно находиться достаточное количество кормов (не менее 20 кг), которое рассматривается как стабилизационный тепловой запас энергии при резком изменении температуры наружного воздуха.
Условие четвёртое. Леток должен быть закрыт от прямого выдувания тепла ветром.
Учёт всех перечисленных условий позволяет рекомендовать зимовку на полном комплекте сотов с полностью открытым сечением зимнего дна. Лучшим подтверждением моих слов является опыт финского пчеловода Ю.Ваара. Пасека его состоит всего из 3000 семей, которые размещены на 120 точках. Ульи на этих точках находятся круглый год.
А теперь представим тот же пенополистирольный улей, но при тёплой зимовке. Тёплая зимовка в пенополистирольных ульях отличается от общепринятой (классической) схемы, когда с улья снимается верхняя часть и водяным парам предоставлена возможность улетучиваться вместе с теплом. Такая возможность, безусловно, имеется и в пенополистирольных ульях, если приподнять верхнюю крышку и зафиксировать щель толщиной не более 3 мм. Но есть и другой, более экономный способ зимовки - с использованием зимнего дна. И нет здесь ничего нового или неизвестного. Ю. Любенецкий в 1849 году рекомендовал у бездонок, при тёплой зимовке увеличить размер отверстия, по сравнению с зимовкой на воле. Так зимовали в лёгких дуплянках и сапетках наши прадеды. Так зимуют сейчас во всём мире.
Каким должен быть размер вентиляционного отверстия в дне улья?
Это сечение определили производители ульев, рекомендовав, эти размеры в пределах 600-800 кв. см. Сетчатое дно позволяет решить и ещё одно, немаловажное для любопытных и переживательных пчеловодов мероприятие - это наблюдение за ходом зимовки.
Отдельно поговорим о летней вентиляции при удалении влаги из нектара. Этот период для пчеловождения не менее важен зимовки. Любая экономика требует счёт. А в период главного взятка каждая пчела на счету. Занос в улей большого количества нектара концентрацией влаги 60-80% и переработка нектара в мёд с концентрацией влаги 20% требует от пчёл ее удаления.
Каким образом пчёлы могут удалить излишки влаги?
>Только механическим путём, то есть за счёт работы крыльев. (Часть влаги пчёлы удаляют путём "отсасывания" при переработке). Известно, что при одинаковой температуре влажный воздух всегда легче сухого. Отсюда следует, что естественная вентиляция в ульях только с одним нижним летком в летний период ухудшается, а при температуре 34°C и вовсе останавливается. Поэтому на практике широко используются ульи с верхним летком.
А как быть в пенополистирольном улье с одним нижним летком?
Необходимо предусмотреть еще какое-нибудь дополнительное вентиляционное отверстие. Если его предусмотреть в верхней части, то пчёлы его будут постоянно прополисовать, хотя с теоретической точки зрения летом влагу лучше удалять через верхнее отверстие. Такое вентиляционное отверстие необходимо предусмотреть в дне. Для этого применяется то же зимнее, точнее универсальное дно. Создание низкого сопротивления выходящему из улья воздуху позволяет его легко удалять пчёлам. То есть, улей необходимо комплектовать дополнительным зарешётчатым дном. Открытие. Отнюдь. Это обычная стандартная комплектация улья в развитых странах, которая может быть использована как зимой, так и на главном взятке. Это ещё и очень эффективное зоологическое средство борьбы с клещом Варроа.
Чем характерны весенний и осенний период развития семьи, и как при этом правильно организовать вентиляцию? Весенний период существенно отличается от осеннего, хотя и там и там идёт массовое наращивание расплода. Если весной семья испытывает дефицит в пчёлах, то осенью, наоборот, их избыток. Собственно для своей жизнедеятельности весной пчёлам зачастую достаточно летка для прохода в одну пчелу, то осенью при закармливании пчёл в зиму сиропом, требуется интенсивная вентиляция. Для этого достаточно размера стандартного летка.
Обсуждая вопросы вентиляции, я умышленно вопросы теплопередачи, теплового излучения и диффузии не затрагивал, хотя эти процессы неразрывно связаны. Наивно полагать, что через ограждающие конструкции не улетучивается тепло зимой и ульи не прогреваются летом. Думаю, поймут меня специалисты, если я рискну теплопроводностью улья пренебречь из-за высокой тепловой инерции процесса и низком теплоусвоении пенополистирола. Диффузия же имеет значение только при постоянной температуре. Не хотелось в журнальной статье злоупотреблять и количественными показателями теплопроводности и т.д. Разговор идет сугубо о газообмене, то есть вентиляции.
Пенополистирольные ульи должны иметь большее сечение летка (вентиляционного отверстия), по сравнению с аналогичными деревянными ульями, во всех случаях круглогодичного использования, так как практически не обладают теплопроводностью ограждающих конструкций.
В скольких корпусах отправлять пчёл в зиму? Далеко не праздный вопрос. Если улей на рамку 435х230 мм, то однозначно на 2-х. А если на рамку 435х300 мм? Я позволил себе риск и отправил все свои семьи в 2-х корпусах.
Коновальчук Александр Тимофеевич,
198264, Санкт-Петербург, ая 449,
e-mail: altiko@mail.ru, kat@kruelta.ru,
3 ноября 2006 г