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Flow currents and ventilation in Langstroth beehives due to brood thermoregulation efforts of honeybees.[/b]
Journal of Theoretical Biology 295 (2012) 168–193
http://www.uoguelph.ca/canpolin/Publica ... l-2011.pdf

Und:

http://www.uoguelph.ca/canpolin/Publica ... edited.pdf

Daraus:

"The presence of the bottom cavity beneath the level of the hive inlet greatly reduces the volume of air which directly penetrates the hive body. Instead, air exchange occurs slowly as stale hive air is drawn off by a venturi effect and fresh air is slowly drawn up to replace it. Conceivably, this could offer an advantage to honeybees who are constantly under pressure to maintain the temperature of their brood. Having a bottom cavity minimizes direct exposure of the brood to influent air, effectively buffering the internal hive environment from the external world. An implicit advantage afforded by a slow exchange between the hive and ambient environments is the increased control honeybees may exert over that exchange."

Im Prinzip erhöht sich mit einem hohen Boden (wobei hoher Boden meint: das Flugloch liegt höher als der Boden, also die Luft muß nach unten fallen können) der Luftaustausch zwischen Beute und Außenluft, aber der Luftstrom im Inneren ist durch den Venturi-Effekt verlangsamt. Das ermöglicht den Bienen die Kontrolle über die Belüftung im Inneren des Bienenstockes.

Wenn das Flugloch ebenerdig ist, also der Boden auf Höhe des Flugloches liegt, ist der Luftaustausch zwischen Beute und Außenluft langsamer, aber im Innern der Beute stürmischer. Der interessante Nebeneffekt ist, daß bei einem Boden ohne "Senke" bei einem großen Unterschied zwischen Außen- und Innentemperatur der Luftaustausch schneller wird, während er sich stark verlangsamt, wenn die Lufttemperatur außen und innen fast gleich sind. Wenn es im Sommer heiß ist, findet also fast kein Luftaustausch statt, während es im Winter in der Beute zieht.

Im hohen Boden, mit einem Eingang über dem Boden, wo es also hinter dem Flugloch eine Senke gibt, verhält es sich genau anders herum: wenn es draußen heiß wird, wird die Belüftung vergrößert. Je kälter es draußen ist, desto langsamer strömt die Luft durch die Beute. Für die Bienen ist das ideal.

Von den Experimenten abgeleitet, scheint eine Senke hinter dem Flugloch mit einer Tiefe von 7 cm optimal zu sein. Also 7 cm unter dem Fluglochniveau.

Daraus:

Hinzufügung eines rechteckigen unteren Hohlraums mit variabler Tiefe (δ)

Der deutliche Anstieg des Luftstroms über das Flugloch (+ 70%) ist das dramatischste Ergebnis der Untersuchung der Auswirkung eines tiefen Bodens. Die Hinzufügung eines Bodenhohlraums beeinflusst deutlich den Fluss, der in den Bienenstock eintritt und diesen verlässt. Änderungen der Bedingungen innerhalb des Bienenstocks, wie durch die lokale Verweildauer, das Wärmeverlustprofil, das Konzentrationsprofil usw. angezeigt, zeigen, dass die Hinzufügung eines unteren Hohlraums auch einen starken Einfluss auf den Fluss innerhalb des Bienenstocks hat. Es ist interessant festzustellen, dass der erhöhte Einlassluftaustausch und die veränderte Strömung innerhalb des Bienenstockkörpers aufgrund einer allgemeinen Verschiebung des Verhaltens des Strömungsfeldes innerhalb der Bienenstock entstehen. Eine Wirbelzone bildet sich im unteren Hohlraum, sobald sie hinzugefügt wird. In der Wirbelzone gelangt kühlere (dichte) Luft in einen Bienenstock, der in den unteren Hohlraum fließt. Der kühle Luftstrom wandert dann zum hinteren Teil des Bienenstocks, wo er gezwungen wird, die wärmere (weniger dichte) Luft des Bienenstockkörpers zu treffen. Zu diesem Zeitpunkt wird die kühlere Luft zur Vorderseite des Bienenstocks umgeleitet, wo die Schüttung wieder nach außen gedrückt wird, ohne dass der obere Bienenstockraum durchdrungen wird.

In den Fällen, in denen δ = 0 mm (der Standard mit flachem Boden) ist, wird die in den Bienenstock eintretende Frischluft in den oberen Bienenstockraum gepresst, sobald sie die Rückseite des Bienenstocks erreicht, da nur begrenzter Platz für die Umleitung zur Verfügung steht. Das Vorhandensein des Bodenhohlraums unterhalb der Höhe des Bienenstockeinlasses reduziert das Luftvolumen, das direkt in den Bienenstockkörper eindringt, erheblich. Stattdessen erfolgt der Luftaustausch langsam, wenn verbrauchte Bienenstockluft durch einen Venturi-Effekt abgesaugt wird und frische Luft zum Ersetzen langsam angesaugt wird. Es ist denkbar, dass dies einen Vorteil für Honigbienen sein könnte, die ständig unter Druck stehen, um die Temperatur ihrer Brut aufrecht zu erhalten. Ein unterer Hohlraum minimiert die direkte Exposition der Brut gegenüber einströmender Luft und puffert die interne Bienenstockumgebung effektiv von der Außenwelt ab. Ein impliziter Vorteil eines langsamen Austauschs zwischen Bienenstock und Umgebungsumgebung ist die erhöhte Kontrolle, die Honigbienen auf diesen Austausch ausüben können.

Das Vorhandensein der Zirkulationszone innerhalb des Bodenhohlraums verändert die Art und Weise, wie Luft innerhalb des Bienenstockkörpers zirkuliert. Wie in Abbildung 4.8 dargestellt, steigt die Luftströmung in den Endwandbereichen des Bienenstockes geringfügig an und nimmt in den mittleren Bereichen des Bienenstocks leicht ab. Betrachten Sie Abbildung 4.12 und Abbildung 4.11, um das Bild zu vervollständigen, wie sich der Fluss innerhalb des Bienenstocks ändert, wenn der Parameter δ erhöht wird. Wenn am Boden des Bienenstocks ein Hohlraum hinzugefügt wird, bewirkt die erzeugte Wirbelzone eine Umkehrung der Zirkulationsrichtung innerhalb des Bienenstocks. Anstatt frische Luft von hinten in den Stock zu drängen, wird nun verbrauchte Luft von der Rückseite des Bienenstocks abgezogen, und frische Luft wird an der Vorderseite angesaugt. Das Erhöhen der Tiefe des Hohlraums dient dazu, die Strömungsstärke in der Wirbelzone und anschließend die Strömungsstärke innerhalb des Bienenstockkörpers zu erhöhen. Die Strömung, die innerhalb des Bienenstockkörpers mit einer Bodenhöhle beobachtet wurde, war jedoch merklich schwächer als die Strömung innerhalb des Bienenstockkörpers mit der standardmäßigen flachen Bodenplatte. Um dieses Ergebnis zu verstehen, betrachten wir den neu gebildeten Wirbel im unteren Hohlraum, der stark zirkuliert. Da frische Luft nicht mehr in den Bienenstockkörper hineingedrückt wird, was eine Verdrängungsbeatmung verursacht, und die warme Luftmasse im Inneren sanft begegnen kann, der Bienenstockkörper wird nicht wie bei Bienenstöcken mit flachem Boden gestört. Stattdessen wird die Strömung im oberen Bienenstockkörper durch die sanfte Wechselwirkung mit dem Wirbel "bewegt".

Es ist schwer vorhersagbar, wie sich diese dramatische Änderung des Fließverhaltens auf die physikalischen Prozesse der Honigbienenkolonie auswirken wird. Einige Fakten können jedoch angesprochen werden:

Unter dem Bienenstock wird ein Wirbel erzeugt

Die Lüftungsrate steigt

Durchblutung im Hive-Body ändert sich signifikant Die Strömungsstärke ist eine Funktion der Hohlraumtiefe, δ Starker Abzug bei δ = 50 mm

Ein langsamer Luftaustausch bedeutet eine verbesserte Kontrolle

Hatten wir alles schon mal hier andiskutiert: viewtopic.php?f=29&t=80&start=20#p10279 oder http://www.immenfreunde.de/forum/viewto ... 731#p13731 ...oder oder...

Das war 2014! Und selbst heute 5 Jahre später hat noch keiner davon gewußt?

Und Liedloff hat das schon 1895 gewußt, ebenso wie Gerstung.

Hundert Jahre später immer noch wenige Imker, die sich mit Bienen auskennen.

Mannomann, das dauert.