утепление

УТЕПЛЕНИЕ.

Большинство пчеловодов-любителей вынуждено оставляют свои пчелиные семьи зимовать на воле.
Но прием этот имеет и свои достоинства:
- не нужно заносить в зимовник ульи осенью и выставлять весной;
- осенью пчелы могут сделать последний облет в самый поздний срок;
- весной при первых потеплениях пчелы имеют возможность раннего облета;
Естественно, что оставляя пчел на зиму на улице, пчеловод старается укутать семьи поплотнее, оставив чуть приоткрытым какой-либо леток.
А весной наблюдается такая картина: впервые открыт улей, с гнезда снято мокрое утепление, рамки в плесени, на дне - груда мокрого зловонного подмора, семья чуть жива.
Иногда из такой зимовки делают вывод, что гнездо было плохо утеплено. Но нередко приходят и к другому заключению: утепляли-то, пожалуй, с излишком, а вот вентиляция была недостаточной, нужно искать золотую середину между утеплением и вентиляцией.
Во всяком случае приходится обращаться к литературе. А в литературе по этой теме - полный разнобой:
- семья зимой должна быть тщательно утеплена, не то она погибнет;
- зимой семью утеплять нельзя, иначе ослабеет и не будет развиваться весной, а то и вообще погибнет;
- стенка улья должна иметь толщину 100-150 мм;
- толщина стенки в зимовке не имеет значения;
- верхний и нижний летки должны быть открыты полностью;
- летки должны быть закрыты;
- нужно держать открытым только нижний леток;
- открывать на зиму нужно только верхний леток;
- гнездо на зиму сокращать нельзя;
- гнездо на зиму должно быть сокращено;
- семья должна быть проморожена зимой;
- пчеловод должен поддерживать в улье +9 до начала яйцекладки и +25 после ее начала и т.д. и т.п.
Разобраться в этом, особенно начинающему пчеловоду, довольно непросто. Ясно только, что существуют два подхода - утеплять и не утеплять зимующих пчел.
Сторонники холодной зимовки ссылаются на случаи поселения и зимовки пчел в бетонных трубах, железных ящиках и даже просто на ветвях деревьев.
Действительно, бывает, что в названных случаях семьи и перезимовывают. Но с каким результатом? А о зимовке на ветках известен только один достоверный факт - в конце прошлого века в Канаде. Остальные гнезда на ветках наблюдались осенью, а весной их никто уже не видел.
Из этих наблюдений делается вывод, что утепление семей в зимовке излишне. Слабость такого вывода в том, что он сделан на основании единичного факта. Это примерно то же, что взглянув на раздетого и разутого юродивого, сидящего на снегу, с картины В. Сурикова «Боярыня Морозова», заключить, что именно такой и должна быть наша зимняя одежда, хотя вокруг юродивого публика одета более капитально.
Так же и с пчелами. Если сравнить зимовку 50 семей в утепленных гнездах в ульях и 50 семей в металлических ящиках без утепления, то не дожидаясь конца зимовки можно сказать в какой группе число успешно перезимовавших семей будет больше.
Поэтому при подготовке семей к зимовке нужно исходить не из единичных аномальных случаев, а из механизма приспособления пчел к холоду.
Вот две отправные цифры:
+4 - это температура, при которой пчелы уже собрались в компактный клуб;
-4 - это температура, до которой собравшиеся в клуб пчелы потребляют корм на одном, причем минимальном уровне, регулируя теплообмен с внешней средой только изменением величины клуба и толщины корки клуба.
Диапазон от +4 до -4 является оптимальным для зимующих пчел. И задача пчеловода состоит в том, чтобы с помощью утепления обеспечить семье эти условия.
Когда в гнезде температура опускается ниже -4 , пчелы уже не могут компенсировать теплопотери только уменьшением размеров клуба и увеличением толщины корки. Они вынуждены увеличивать расход корма. Последствия холодной зимовки известны - повышенный подмор, увеличенный расход корма, и, как следствие, понос и т.д.
Довести холодную зимовку до крайности, попросту говоря, загубить пчел - не сложно, а можно ли переутеплить гнездо?
В рекомендациях избегать переутепления, нельзя найти критерия какое утепление считать достаточным, какое - избыточным и какое - неудовлетворительным.
Гнездо можно было бы переутеплить, если бы:
1) пчелиная семья производила тепло на одном, фиксированном уровне;
2) существовало утепление, которое полностью исключает утечку тепла.
В природе не наблюдается ни первое, ни второе, пчелиная семья производит тепла ровно столько, сколько нужно, чтобы покрыть его потери, а потому переутеплить гнездо в зимовке невозможно. (Если семья не в силах компенсировать потери тепла, она погибает.)
А все те беды, которые сваливают на переутепление, на самом деле происходят из-за недостаточной вентиляции или вообще ее отсутствия.
Поэтому золотую серединку нужно искать не между утеплением и вентиляцией, а между избыточной вентиляцией и ее отсутствием, т.е. искать оптимальную вентиляцию при надежном утеплении.
Потери тепла клубом подчиняются общим физическим законам и складываются из:
- потерь на излучение;
- потерь за счет конвекции;
- потерь, обусловленных теплопроводностью.
Примеры для иллюстрации: раскаленная печь, как говорят, пышет жаром - идет излучение тепла. Нагревшийся над горячей плитой воздух уходит вверх - конвекционный перенос тепла. Сковородка стоит на огне, а ручка горячая - перенос тепла за счет теплопроводности.
Кроме того, часть тепла клуба уносится вместе с парами воды и углекислоты, выделяемых пчелами. Это так называемые потери массообмена.
Все эти процессы тесно связаны между собой, переходя один в другой, но для простоты рассматриваются по отдельности.
Потери на излучение.
Клуб излучает тепло во все стороны. Большую часть этого тепла поглощают мед и соты. Часть тепла, излучаемого вдоль улочек, поглощается стенками улья, дном, верхним утеплением. Часть тепла отражается обратно, а часть за счет теплопроводности выносится наружу.
При зимовке с увеличенным подрамочным пространством или зимовке без дна тепло, излучаемое клубом вниз, беспрепятственно уходит за пределы гнезда.
Уже с точки зрения уменьшения потерь тепла за счет излучения, гнездо должно иметь ограждение со всех сторон: сверху, с боков и снизу.
Если оклеить изнутри улья детали, окружающие гнездо, фольгой или металлизированной пленкой, которые отражают тепловые лучи, то можно добиться дальнейшего снижения потерь тепла на излучение.
Конвекционные потери.
В улье - это тепло, уносимое согреваемым за счет клуба, воздухом. Естественно, чем больше незанятый объем гнезда, тем большее количество воздуха участвует в конвекции, тем больше конвекционные потери тепла.
Чтобы уменьшить конвекционные потери тепла в улье, необходимо:
- максимально сокращать гнездо (пчелы должны быть во всех улочках);
- ограждать гнездо с боков теплыми диафрагмами, вставляемыми в улей без зазора с торцевыми стенками;
- оставлять в гнезде только хорошо отстроенные рамки, в которых соты занимают весь объем между планками;
- класть холстик непосредственно на рамки.
Что лучше в зимовке - холстик или потолочины? Под потолком имеется постоянный воздушный зазор в 8-10 мм. по всей площади гнезда. Углы гнезда всегда охлаждены. Благодаря наличию воздушного зазора тепло отводится в эти холодные углы. Холстик же перекрывает пути такому переносу тепла. Поэтому холстик предпочтительнее потолочин. Причем холстик, запрополисованный. поскольку он является биологической защитой для семьи. Его проницаемость вполне достаточна для прохождения паров воды из гнезда (он легко продувается ртом), да и пчелы к осени прогрызают его в нескольких местах.
Еще один путь уменьшения конвекционных потерь: исключение сквозняков. Это достигается тщательным изготовлением ульев, устройством разного рода "рубашек", установкой щитков перед летками и т.п. Сквозняки приводят к резкому увеличению потребления корма - до 1 кг в неделю.
Увеличенное подрамочное пространство по своему влиянию на зимовку неоднозначно. С точки зрения конвекции это пространство, увеличивая незанятый объем гнезда, увеличивает потери тепла клубом. Т.е. увеличенное подрамочное пространство и по потерям за счет излучения и по потерям за счет конвекции в улье нежелательно.
Вентиляция есть воздухообмен, т.е. движение воздуха, она является основной составляющей конвекционных потерь тепла и именно поэтому должна быть оптимальной.
Рассмотрение потерь тепла за счет излучения и конвекции наталкивает на вывод, что основное внимание нужно уделять внутреннему утеплению улья, т.е. непосредственному утеплению гнезда.
Потери за счет теплопроводности.
Эти потери происходят вследствие переноса тепла изнутри сквозь стенки, дно, потолок, утепление. Замедлить вынос тепла из улья за счет теплопроводности можно применением пористых и многослойных материалов. Двухслойная стенка из двух 20 мм. дощечек лучше удерживает тепло, чем однослойная, толщиной 40 мм.
По исследованиям НИИ пчеловодства толщина стенки 35 мм является вполне удовлетворительной. При такой толщине в улей проникает и солнечное тепло. А вот нужно ли это? Обернутый, например, пергамином тонкостенный улей в солнечный день действительно в какой-то степени прогревается. Это приводит семью в возбуждение, в то время как следует обеспечить ее полный покой. С заходом солнца стенки охлаждаются, охлаждается и воздух внутри улья - на стенках, диафрагмах, утеплении происходит конденсация влаги, улей сыреет. То есть на семью в улье, стенки которого имеют высокую теплопроводность, действуют сразу два отрицательных фактора. Поэтому надо стремиться к тому, чтобы исключить прогрев ульев солнцем. Достичь этого можно, увеличивая толщину стенок или утепляя улей снаружи.
Утверждение, что в зимовке толщина стенок не имеет значения, исходит, как правило, от пчеловодов, чьи семьи зимуют или в не отапливаемых помещениях, павильонах, или под снегом в местностях, где снеговой покров обильный, регулярный и устойчивый. При этом обеспечивается надежная защита ульев от ветра. Поэтому в этих случаях говорить о влиянии на зимовку только стенок улья нельзя.
Толщина стенок действительно не оказывает влияния на зимовку, когда вентиляция ставится на первое место. Если убрать верхнее утепление, оставив один незапрополисованный холстик, то совершенно безразлично, сделано это в улье со стенкой 5 мм. или 150 мм. По наблюдениям башкирских бортников пчелы наиболее охотно поселяются и долго живут в дуплах с толщиной стенки 20-30 см.
Сокращенное и утепленное гнездо в толстостенном улье как, впрочем, и в кожухе, защищено от резких перепадов наружной температуры, что обеспечивает спокойную зимовку без скачков температуры в клубе, которые могут побудить матку к преждевременной яйцекладке. Ровная внутриульевая температура заметно уменьшает и подмор.

Утепление и вентиляция ульев

Мы будем говорить об ульях с двойными стенками и дном, изолированным плохо проводящим тепла материалом – именно такие ульи наиболее широко распространены на пасеках.

Дополнительное утепление подобных ульев состоит обычно в соломенных матах, которые устанавливаются на боковых стенках и под крышей улья. Вместо верхних матов многие пчеловоды используют подушки, набитые сечкой или мхом. Хороший материал для набивки подушек – сухие листья папоротника. Подушки с листьями папоротника используют и для утепления стенок ульев: они легкие, гигроскопичные, быстро просыхают. Используются для утепления и войлочные маты.

В последнее время в качестве изоляционного материала все чаще используются древесно-волокнистые плиты. Многим пчеловодам легче достать ДВП, чем солому. Два-три слоя ДВП с успехом заменяют соломенный мат толщиной 6- 7 см . Нужно, однако, помнить, что пчелы грызут мягкие ДВП. Поэтому ДВП используют либо в местах, недоступных пчелам, либо предварительно пропитывают чистой или с добавлением скипидара или пчелиной замазки олифой. Если используются соломенные маты, их «одевают» в деревянные рамки.

Боковые маты вставляют во время главного осеннего осмотра, как только в улье появляется место (взамен вынутых рамок). Для воспитания расплода и переработки сиропа в улье должна поддерживаться температура около 35° С. В холодные уже ночи (а порой и дни) улью требуется дополнительное утепление, поскольку разница температур может составлять 30 и больше градусов.

Верхний мат (или подушка) остаются на улье в течение всего года. Летом она предохраняет улей от перегревания, а зимой, наоборот, не позволяет теплу слишком быстро улетучиваться из улья. Если конструкция улья не позволяет применять мат одновременно с надставкой (например, в типичных комбинированных ульях), мат укладывают сразу после выемки магазина во время последней летней откачки меда (летом улей изолируют сверху куском плиты, войлоком или слоем бумаги).

Когда осень слишком теплая, матки могут слишком долго откладывать яйца. Для зимовки это может иметь негативные последствия. Поэтому если при втором осеннем осмотре обнаружено значительное количество засева, гнездо следует незамедлительно охладить. Для этого на несколько дней снимают утеплительный верхний мат.

Какая бы ни стояла погода, утепление улья следует провести в конце июля или в августе.

В холодных регионах свободное пространство за матами наполняют сухой соломой. Это относится к лежакам и комбинированным ульям. Солому закладывают уже после установления холодной погоды и после установки в ульях донных вкладок. В утепленных ульях пчелы зимуют значительно лучше.

В США, где используются только одностенные ульи, в северных штатах ульи на зиму целиком обворачивают войлоком, рубероидом или другими теплоизоляционными материалами. На крыше улья кладут решетку и на нее настилают слой соломы. К леткам крепят дощечки, благодаря чему пчелы могут вылетать из улья в теплые осенние и зимние дни. Утеплительные материалы используют темных цветов, хорошо поглощающие солнечное излучение. Подобный способ утепления, так называемые солнечные «кожухи», используется и в России, где одним кожухом часто накрывают 3 – 4 улья.

Ульи, которые на зиму переносят в омшаник, утепляют гораздо осторожнее, особенно сверху. Для них достаточно тонкого мата или одной мягкой плиты. Утепление усиливают только в начале марта, когда матки начинают засев.

Утеплительные материалы должны быть воздухопроницаемыми и гигроскопичными, поскольку через них должен происходить газообмен между зимним гнездом и окружающей средой. Особенно важна в этой связи изоляция верхней самой теплой части улья. Теплый влажный воздух клуба должен быть удален из улья раньше, чем успеет остынуть. Если утеплительный материал слабо пропускает воздух, теплые воздушные массы расходятся по улью, водяной пар конденсируется, постоянно повышается относительная влажность воздуха. Это очень опасно для зимующей семьи, поскольку провоцирует не только переохлаждение улья, но и ферментацию (брожение) запасов, ухудшение физиологического состояния самих пчел. Высокая влажность воздуха мешает пчелам выделять из организма водяной пар, а в крайних случаях приводит к гибели насекомых. Если при относительной влажности в 25,5% пчелы живут 35 дней, то при 73,5% - 25 дней, а при 93,1% - только 8 дней.

Филипс пришел к выводу, что главная причина неблагоприятной зимовки и гибели зимующих пчел кроется именно в повышенной влажности воздуха. Это подтверждается пчеловодческой практикой. Давно замечено, что в слякотные, с оттепелями, туманами и большим количеством осадков зимы пчелы зимуют гораздо хуже, чем в сухие и морозные.

Влажный воздух из клуба не только поднимается вверх, но и расходится в стороны. Следовательно, в газообмене участвуют и боковые маты; они должны плотно прилегать к стенам улья, чтобы не допускать проникновения к гнезду холода. Мат может не доходить до дна на 1 см ; это облегчает газообмен, а летом предохраняет пчел от удушения во время осенних осмотров.

Для благополучной зимовки важно не только утеплить улья, но и леток. Летковое отверстие – единственный путь непосредственного обмена между ульем и внешней средой. В период высокой активности пчелы регулируют температуру и влажность в улье, увеличивая или уменьшая размер леткового отверстия; когда пчелы находятся в клубе, обмен происходит пассивно, из-за разницы температур, давления и самопроизводного перемешивания газов. Правильность газообмена зависит от того, насколько пчеловод знает суть этих явлений и умеет воспользоваться знаниями.

На обогрев зимнего клуба пчелы тратят определенное количество тепловой энергии, которая образуется в организме пчелы в результате сгорания сахаров (при участии кислорода). Как продукты сгорания выделяются водяной пар и двуокись углерода. Согласно точным подсчетам, пчелы тратят на обогрев клуба 18 г запасов ежедневно. Для сгорания такого количества сахара требуется 13,43 литра кислорода, который содержится в 63,97 литрах атмосферного воздуха. После сгорания 18 г меда образуется 77,4 литра продуктов сгорания, в том числе 13,43 литра водяного пара. Использованный воздух должен быть в течение суток удален из улья. Принимая, что объем зимнего гнезда составляет примерно 34 куб. дм (43,5?30,0?25,9 см), получаем, что воздух в улье в течение суток должен обменяться дважды. Любое увеличение потребления запасов, избыточное увлажнение улья, понижение температуры окружающей среды, беспокойство, начало откладки яиц и т.д. влекут за собой увеличение потребление кислорода и обмена израсходованного воздуха. Поэтому летки зимой должны быть открыты как можно шире независимо от того, как утеплена крыша улья. Пчеловоды часто избегают широко открывать летки зимой, опасаясь проникновения холода. А ведь небольшое летковое отверстие становится причиной переувлажнения воздуха улья, что, без сомнения, гораздо вреднее, чем возможное переохлаждение улья в морозы.

Летки открывают шире сразу по окончании периода осеннего воровства. На 1 сот зимующих пчел должен приходиться 1 кв. см открытого леткового отверстия. Если устанавливаются и длятся сильные морозы, летковое отверстие временно уменьшают на 1/2 - 1/4 величины (тем больше, чем слабее семья). Слишком большая разница температуры зимующего клуба и окружающей среды может привести к резкому охлаждению гнезда и снижению концентрации в нем двуокиси углерода. Чтобы предохранить ульи от зимнего ветра, летковое отверстие прикрывают установленный под углом дощечкой, завешивают бумагой или же соответственно перемещают летковый мостик.

На больших пасеках традиционная регулировка летков довольно трудоемка. Поэтому поступают так: осенью размер летковых отверстий устанавливают в пределах 2 – 3 см и уже не регулируют его до момента, когда контрольный улей не начнет постоянно терять вес. Обычно это происходит в конце февраля – начале марта (по многолетним наблюдениям, первый облет происходит примерно 7 апреля). Как только отмечается увеличенное потребление запасов, летки открывают как можно шире – как леток до выемки вкладок. В многокорпусных ульях в это время заменяют затычки верхних летков неплотно свернутыми бумажными «пробками».

Влажность и большой подмор при такой методике зимовки отмечают лишь в «неблагополучных» семьях (нозематоз, без матки и т.д.).

Современная тенденция пчеловодства – широкие, на всю ширину улья, летки, расположенные у самого дна. Это дает большие возможности регулирования поступления воздуха как зимой, так и летом. В ульях нового типа низкие рамки (самая высокая, в 30 см , в дадановском улье), поэтому вентиляция через нижний леток вполне достаточно. Кроме того, такой леток наиболее удобен при обслуживании и серийном производстве ульев. В многокорпусных ульях рекомендуются также и «верхние» летки. Высота рамки в них кратна 22 – 23 см (44 – 46 см или больше 60 см ). В конце зимы, когда клуб поднимается вверх и находится далеко от дна улья, верхний леток просто необходим.

В ульях старых типов – с двумя летками и высокой рамой – зимой оставляют открытым только нижний леток, а затем во второй половине зимовки, на 1 – 2 кв. см открывают и верхний леток (для скорейшего удаления влаги).

По мнению Таранова, пчелы способны хорошо переносить зимовку при разных типах вентиляции: только нижней, только верхней и, наконец, и нижней и верхней. В дуплах пчелы зимовали в условиях почти полного отсутствия воздухообмена, высокой концентрации двуокиси углерода и замедленных до границ возможного процессах обмена веществ. Сегодня пчеловод может влиять на многие факторы хорошей или, наоборот, неблагоприятной зимовки пчел. Улей, утепление улья, величина гнезда, сила семей, запасы, санитарное состояние пасеки – вот основные показатели, от которых зависит течение зимовки. Вопрос об открывании летков следует рассматривать в комплексе с остальными вопросами. Чем благополучнее складываются остальные обстоятельства, тем в меньшей степени успех зимовки зависит от величины и расположения леткового отверстия.

Летом наиболее благоприятное расположение летка – в нижней части. В таких условиях запасы складываются в наиболее удаленной от летка верхней части, пчелам легко совершать полеты за взятком, содержать гнездо в чистоте.

В омшанике ульи должны вентилировать также как и на точке. Однако, учитывая, что температура в зимовнике выше, чем на улице, следует обеспечить лучший газообмен и открыть летки на всю ширину. В омшанике гнезда могут легко перегреться, особенно в конце зимы. Если в ульях имеются и верхние летки, их можно приоткрыть. Вносят ульи в омшаник с закрытыми летками.