Condens in kasten

[Lammert van Beek]

Volgens mij worden er denkfouten gemaakt.
Mijn mening:
Hoe meer je isoleert.., des te hoger wordt het vochtgehalte in de kast. Het vocht kan dan namelijk niet ontsnappen.
Het is dus onzin om te denken dat veel broed tot condens leidt.
Veel broed leidt tot minder condens!!!!

Sorry Frans,
Hoe meer broed wordt ontwikkeld, hoe meer wintervoer moet worden omgezet, o.a. in energie, dus hoe meer waterdamp ontstaat. Dus ook: hoe meer condens kan ontstaan!
Lammert van Beek

[Arjan Pleysier]

Als beginnend imker weet ik minder van bijen dan de eerdere schrijvers in de discussie over condens in kasten, maar als bouwfysicus houd ik mij in mijn normale beroepspraktijk nu juist bezig met (onder andere) warmte- en vochttransport. En er zijn heel wat overeenkomsten tussen vochtproblemen in gebouwen en in een bijenkast.

In een lege bijenkast (dus zonder bijen) zal de damspanning gelijk zijn aan de dampspanning buiten de kast. Er zal dan ook geen condensatie in de kast optreden - dynamische aspecten daargelaten (temperatuurvariatie over het etmaal). Dat er wel condensatie in de kast optreedt komt door de vochtproduktie. Bij mensen is het zo dat een toename van de inspanning leidt tot een toename van de vochtproduktie van de mens. Het lijkt mij waarschijnlijk (maar wil daar nog eens verder induiken) dat dit bij bijen ook zo is. Dat zou betekenen dat, wanneer de bijen een hogere temperatuur moeten handhaven in verband met de aanwezigheid van broed er ook een grotere vochtproduktie zou zijn.

Bij gelijke afvoer van vocht zou de absolute luchtvochtigheid in de kast dan (bij aanwezigheid van broed, en duseen hogere temperatuur) hoger kunnen zijn. En de hogere temperatuur staat ook een hogere absolute luchtvochtigheid toe (vanwege het verband tussen de verzadigingsdampspanning en de temperatuur).

Het door de bijen geproduceerde vocht kan de kast verlaten door ventilatie, door dampdiffusie door de kastwand, dak en bodem (en door de vliegspleet) en doordat vocht condenseert tegen de kastwand, afdruipt en uit de kast loopt / drupt.

De mate van ventilatie wordt deels bepaald door het gedrag (ventileren) van de bijen, deels door de lekdichtheid van de kast en deels door wind- en temperatuureffecten, waardoor ook zonder activiteit van de bijen er een zekere luchtverversing van de kast optreedt via de vliegspleet. Die lekdichtheid zal wel meevallen door het dichtkitten van de naden door de bijen. Ik veronderstel dat de andere genoemde effecten wel wat zullen verschillen, afhankelijk van de kast en van de opstelplaats (beschut, onbeschut).
Afhankelijk van dus de vochtproduktie door de bijen en de mate van ventilatie zal er dus een zekere luchtvochtigheid ontstaan - hoger dan de absolute luchtvochtigheidvande buitenlucht.

Het effect van vochtafvoer uit de kast door dampdiffusie door de kastwanden (en dak en bodem) kun je wel verwaarlozen - tenzij je een kast wilt ontwikkelen die een groot damptransport door diffusie toestaat. Je zou dan een materiaal voor de kastwanden moeten gebruiken met een laag dampdiffusieweerstandsgetal (mu-waarde), maar ik zou ook zo gauw geen materiaal weten die die eigenschappen (lage dampdiffusieweerstand) combineert met een voldoende robuustheid die je voor een kast zou willen hebben (maar er zou best iets voor te bedenken zijn in een combinatie van materialen, al lijkt mij het nut van een kast met die kwaliteiten beperkt).

Bij een ongeisoleerde kast ligt de temperatuur van de wand (en dak) dichter bij de buitentemperatuur dan bij een geisoleerde kast, zodat je zou denken dat daar meer condensatie zal ontstaan. Er kan echter niet meer condenseren dan er aan vocht door de bijen wordt geproduceert, minus wat er door ventilatie wordt afgevoerd. Wel zal in een ongeisoleerde kast vocht aan de binnenlucht worden onttrokken,waardoor de luchtvochtigheid in de kast lager is dan in een geisoleerde kast. Hierdoor zal bij een zelfde mate van luchtverversing er meer vocht door ventilatie verdwijnen uit een geisoleerde kast dan uit een ongeisoleerde kast (zodat er meer zal moeten condenseren). Ook zal, bij een geisoleerde kast de warmteafvoer uit de kast (bij lage buitentemperatuur) minder zijn. De bijen hoeven dan minder inspanning te leveren om de kast op temperatuur te houden - en minder vocht produceren. Hoe groot dat effect is hangt af van de verhouding tussen de warmteafvoer door ventilatie en door de warmtetransmissie door kastwand, bodem en dak. Ik veronderstel dat de ventilatie zo beperkt is (wordt gehouden door de bijen) dat de transmissie een substantieel deel van de totale warmteverliezen oplevert. Dat (geisoleerd versus niet geisoleerde kast) zou dus ook tot een verschil in vochtproduktie leiden - en daarmee tot een verschil in de mate van condensatie.
(Ik ben daarom benieuwd of ik nog ergens metingen kan vinden van de vochtproduktie door bijen afhankelijk van de temperatuur in de tros, en van de mate van ventialtie van een bijenkast)

De mate van binnenoppervlaktecondensatie in zal dus in een ongeisoleerde kast wat groter zijn dan in een geisoleerde kast. Geen oppervlaktecondensatie krijg je alleen wanneer er zo'n ruime ventilatie plaats vindt dat het door de bijen geproduceerde vocht 'makkelijk' weggeventileerd wordt.

Van het effect van een vochtabsorberend materiaal in de kast (tegen de kastwand) verwacht ik niet veel: zodra dat materiaal verzadigd is heeft het geen effect meer op de vochthuishouding.

Er valt ook nog wel wat te schrijven over de temperatuurverschillen in de kast en de gevolgen die dat heeft op de condities die gunstig zijn voor schimmelgroei - maar gezien de tijd: het is bedtijd - en het risico dat ik jullie allang verveel - stop ik daar voor vandaag mee.

Arjan

[marc]

Arjan, we redeneren beiden vanuit eenzelfde opleiding denk ik, maar begeven ons nu toch wel op heel glad ijs.

In een lege bijenkast (dus zonder bijen) zal de damspanning gelijk zijn aan de dampspanning buiten de kast. Er zal dan ook geen condensatie in de kast optreden

Dat er in een lege kast geen condens optreedt is evident maar het is niet het verschil in dampspanning die de condens teweeg brengt maar het verschil in temperatuur. Eenzelfde dampspanning binnen en buiten de kast zal even zeer condens met zich mee brengen tegen een te koud vlak.

Bij mensen is het zo dat een toename van de inspanning leidt tot een toename van de vochtproduktie van de mens. Het lijkt mij waarschijnlijk (maar wil daar nog eens verder induiken) dat dit bij bijen ook zo is... Het door de bijen geproduceerde vocht... Er kan echter niet meer condenseren dan er aan vocht door de bijen wordt geproduceert...De bijen hoeven dan minder inspanning te leveren om de kast op temperatuur te houden - en minder vocht produceren...

Je stelt dit terrecht in vraag want een bij is geen warmbloedig dier, produceert zij wel waterdamp door haar eigen ademhaling? Misschien is het antwoord van biologen hier op zijn plaats alvorens er ondoordachte conclusies uit worden getrokken. En zelfs indien bijen voor wat vochtproductie zorgen zal dat van weinig betekenis zijn gezien het open karakter van de kasten, er zal snel een evenwicht gemaakt worden met de omgevingsvochtigheid.
Het warm houden in winterperiode heeft bij mijn weten ook niets te maken met 'ventileren' maar eerder met een dicht tegen elkaar aan trillen. Als de bijen werkelijk het aanwezige vocht gaan ventileren betekent dat een geweldige afkoeling van het nest (zie zomermaanden), iets wat ze in wintermaanden niet nastreven dunkt mij.

Het door de bijen geproduceerde vocht kan de kast verlaten door ventilatie, door dampdiffusie ...
Er kan echter niet meer condenseren dan er aan vocht door de bijen wordt geproduceert...

Het is logisch dat we redeneren vanuit de ons vertrouwde gebouw-fysica, maar dat gaat niet volledig op voor bijenkasten.
Dampdiffusie doorheen wanden treedt op wanneer zich twee verschillende dampspanningsvelden willen in evenwicht stellen waardoor er een vochttransport op gang komt doorheen hun scheidingswand. Dit is enkel zinvol wanneer we twee afgezonderde klimaten hebben zoals onze omgeving met zijn eigenschappen van dat ogenblik en het binnenklimaat van een afgesloten woning. Met onze open bijenkasten speelt dit niet mee. Het is net alsof we de diffusie doorheen een buitenmuur in een woning zouden berekenen waarvan de ramen open staan zodat er geen spanningsverschil meer is!

Arjan, beschouw dit als opbouwende kritiek, ik vind op het web ook weinig studie hierover. Het is ook niet mijn bedoeling hier een zwaar technisch onderwerp van te maken waar veel forummers niets aan hebben.

Het is wel goed dat we ons de vraag stellen hoe we onze bijen zo veel mogelijk van de condens kunnen afhelpen. Bij mijn 3 eerder vermelde punten moeten we alvast een 4e en een 5e bijvoegen :

4)werk met goed aansluitende kastdelen (zonder kieren), leg desnoods een zwaar voorwerp op het deksel om de aansluiting te verbeteren.
Het voordeel van een EPS kast gaat volledig verloren wanneer bv. het deksel wat vervormd is en niet goed aansluit, resultaat : enorme condensatie aan de bovenranden.
5)rommel niet in de kasten tussen kerst en eind februari, laat de propolisdichtingen, waaraan de bijen zo hard werkten, intact. Als er moet behandeld worden (bv. oxaal), doe dit dan voor kerst of zelfs nog vroeger.

[maartenkleijne]

Arjen en Marc, het lijkt alsof jullie vergeten dat de bijen door verbranding van suiker koolzuur en water produceren, ongeveer 50/50.
Elke molecuul CO2 gaat gepaard met ruim 1 molecuul H2O. 1 kilo suiker wordt dan ruim 1 kilo CO2, plus ca. 1 kilo H2O, door toevoeging van de 3x zuurstof. Althans zo denk ik als leek, een echte chemicus mag het verbeteren.
Gedurende de winter kan uit 10 kilo suiker dus vele liters water worden geproduceerd in de vorm van waterdamp. Dat wordt grotendeels weggeventileerd, maar ik heb nog meegemaakt dat in een kast met gesloten bodem die ietsje achterover stond, een flinke plens water op de bodem stond; en dat was geen regen want hij stond in de stal. De luchtvochtigheid in de kast is altijd veel hoger dan buiten, vooral 's winters als de bijen de airco uit hebben staan.

[marc]

Maarten het is niet zo zeer dat dit aspect vergeten wordt, alleen vind je er zo weinig gegevens van op het net. Geeft jouw veronderstelling een reëel beeld van het vochtklimaat in bv. de maand januari wanneer het voedselverbruik toch op een laag pitje draait ?
Het zou doen besluiten dat onze bijen dan steeds drijfnat moeten zijn, lucht op 35° kan immers maar maximaal 36.6 gr water per kg (!) lucht bevatten, de rest zou dan zuivere neerslag betekenen !
Bij gebrek aan meer gegevens ga ik momenteel in mijn berekeningen nog steeds uit van de relatieve omgevingsvochtigheid die we kunnen meten en die op de ongunstigste tijdstippen van de dag/maand (metingen januari) tussen 85% en 92% ligt. Laat de bijen er nog een procentje bijdoen, het gaat niet veel teweeg brengen aan het resultaat.

Elke weetje hieromtrent is welkom.

[Oude Essink]

Marc,
een korte opmerking: in Januari moet je op een temparatuur "in de tros" van plm.20 gr.C Celsius rekenen; "buiten de tros" zal de omgevingstemparatuur in de kast niet veel hoger zijn, dan die buiten de kast. met groet,
hennie oes

[Frans vanTongeren]

Yess Hennie,
De buitenkant Tros wordt op minimaal 5 graden gehouden bij lagere buitentemperatuur..
Dussss...wordt de theorie van de natuurkundigen heel anders !

[marc]

Hennie, Frans (sorry ik miste je net), over het temperatuurverloop in de kast geeft het Amerikaans onderzoek een duidelijk beeld, zie de figuren op
http://www.beesource.com/pov/usda/therm ... in1429.htm. Over het tijdstip van broed in een volk is al wat afgeschreven, ik denk dat we in januari al niet meer van een trostemperatuur van 20° kunnen spreken als er al broed gevormd is. De waterdracht, die we konden waarnemen bij onze sterke volken op zonnige januaridagen, doet toch vermoeden dat de bijen al met 'papjes' bezig zijn.

Een voor mij onbekend punt blijft de vochtproductie van de bijen zelf, ik denk niet zo zeer door de ademhaling, maar Maarten haalt toch wel een belangrijk bron van vochtproductie aan, de verbranding van voedsel. Hoe gebeurt dit juist bij bijen, hoe brengen de bijen dat water in de lucht en in welke hoeveelheden ? Zweten bijen ? houden ze dat vocht bij tot aan de reiningingsvlucht ?
Interessant toch die bijen...

[maartenkleijne]

Daar zeg je zowat Marc.
In mijn onnozelheid heb ik steeds gedacht dat de bijen al dat water uitademen via verdamping in de tracheeen, maar er kan natuurlijk ook een deel worden opgeslagen in de endeldarm tot de voorjaarsreiniging.
Dat zou verklaren dat slecht geventileerde kasten weliswaar gaan schimmelen, maar toch niet altijd blank staan na de winter.

[Arjan Pleysier]

Marc,
eveneen reactie op mijn schrijven - je tast me toch wat aan in mijn beroepstrots (al 25 jaar adviseur bouwfysica, het vakgebied waarin ik ben afgestudeerd, docent post-hbo opleiding warmte- en vochttransport) en ik zou de fysica niet begrijpen... Ik was al wel voor ik je aanzet van de discussie las op zoek naar gegevens over het klimaat en de ventilatie in bijenkasten, naar gegevens over warmte- en vochtproduktie maar had nog niet veel gevonden. De artikelen die je had gevonden heb ik ook dankbaar 'gedownload'. Over bijen en het klimaat in kasten valt nog wel veel te leren.

citaat 'Dat er in een lege kast geen condens optreedt is evident maar het is niet het verschil in dampspanning die de condens teweeg brengt maar het verschil in temperatuur. Eenzelfde dampspanning binnen en buiten de kast zal even zeer condens met zich mee brengen tegen een te koud vlak.'
Soms moet je inderdaad wat meer woorden gebruiken of je nog iets preciezer uitdrukken: je hebt gelijk - in de situatie dat er geen bijen in de kast zijn en de kast kouder is dan de omgevingstemperatuur zal daarin condensatie optreden. Maar dat soort fictieve situaties (een gekoelde leegstaande kast)lijkt me niet relevant.

citaat: 'En zelfs indien bijen voor wat vochtproductie zorgen zal dat van weinig betekenis zijn gezien het open karakter van de kasten, er zal snel een evenwicht gemaakt worden met de omgevingsvochtigheid.'
Het is evident dat bijen vocht produceren - anders zou er geen condensatie optreden - het is mij alleen nog niet duidelijk hoeveel, en of de vochtafgifte snel of vertraagd na inspanning optreedt. Maarten geeft overigens wel een logische reden van de vochtproduktie.
Als de bijen geen vocht zouden produceren zou er geen condensatie in de kasten kunnen optreden. Door de warmteproduktie van de bijen heerst in de kast immers een temperatuur die wat hoger is dan de buitentemperatuur. Ik denk overigens dat je het vochtransport door dampdiffusie en ventilatie door de bodem overschat,en daardoor tot de cconclusie komt dat er geen dampspanningsverschil van belang is tussen de lucht in en buiten de kast.

Over je opmerking van ventileren: ik bedoelde niet aan te geven dat bijen juist in de winter ventileren, maar dat er een aantal fysische transportverschijnselen zijn die er voor zorgen dat het vocht uit de kast wordt afgevoerd. Als de bijen 'ventileren' zal dat voor afvoer van vocht door ventilatie zorgen: dat zal vooral voorkomen in de perioden dat de bijen door ventileren te hoge temperaturen willen voorkomen, dus vooral in de zomer.

citaat: 'Dampdiffusie doorheen wanden treedt op wanneer zich twee verschillende dampspanningsvelden willen in evenwicht stellen waardoor er een vochttransport op gang komt doorheen hun scheidingswand. Dit is enkel zinvol wanneer we twee afgezonderde klimaten hebben zoals onze omgeving met zijn eigenschappen van dat ogenblik en het binnenklimaat van een afgesloten woning. Met onze open bijenkasten speelt dit niet mee. Het is net alsof we de diffusie doorheen een buitenmuur in een woning zouden berekenen waarvan de ramen open staan zodat er geen spanningsverschil meer is!'
Wat je hier stelt is onjuist. Door de vochtproductie is de dampspanning in de kast hoger dan de dampspanning buiten de kast. Dit dampspaningsverschil is de drijvende kracht achter dampdiffusie door wanden, bodem (en dak), ook al is die dampstroom klein. Er zal ook vochtafvoer zijn door enige ventilatie (al zou ik graag gegevens hebben om te weten hoeveel dat zo ongeveer zou kunnen zijn). Omdat de binnenoppervlaktetemperatuur in de kast iets hoger is dan de buitentemperatuur zal er alleen condensatie optreden wanneer de dauwpuntstemperatuur van de lucht in de kast hoger is dan de dauwpuntstemperatuur van de buitenlucht. Er is dus een dampspanningsverschil, en er treedt damptransport op van een hoge naar een lage dampspanning. Natuurlijk is er ook dampdiffusie door de open bodem: maar diffusie is een traag proces. De vergelijking met een woning met openstaande ramen gaat niet op (behalve indien de kast sterk geventileerd zou worden, maar dat mag je niet verwachten alser maar een ventilatieopening is, en er geen dwarsventilatie door de kast tengevolge vanwindeffecten optreedt, en ook de thermnische trek niet tot een significante ventilatie kan leiden omdat er geen hoogteverschil is tussen in- en uitstroomopening).
Overigens: fysische transportverschijnselen in een bijenkast zullen niet verschillen van die in gebouwen of in de processen in de industrie.

Wat wat mij betreft de belangrijkste onbekenden zijn voor het helemaal begrijpen van het klimaat in de kast zijn:
- de mate van vochtproduktie door de bijen afhankelijk van o.a. het verbruik van voer, de warmteproduktie, etc
- hoe groot nu in de praktijk de ventilatie van een bijenkast is, zowel 's winters als 'zomers - wanneer de bijen ventileren.
Wanneer je daar iets over weet te vinden ben ik erg geinteresseerd, pasmet die gegevens kun je een beetje betrouwbaar rekenen.
De gegevens die je vondt over de temperaturen in de kast gaven al veel inzicht. Nu nog over vochtproduktie en de ventilatie. Dat zal toch wel eens onderzocht zijn?

Overigens: met je bevindingen ben ik het in praktische zin wel eens - al is het theoretisch wel mogelijk om een kast waarin geen binnenoppervlaktecondensatie optreedt te bedenken cq te ontwikkelen, tot een praktische bruikbare kast zal dat naar mijn verwachting niet leiden.

Het afvoeren van vocht uit een normale kast zal beperkt gebeuren door dampdiffusie door wanden en dak (bij de gebruikelijke materialen: multiplex bv heeft een aardig hoge dampdiffusieweerstand), en extra ventilatie van de kast in de winterperiode zou ook tot extra warmteverlies en daarmee tot een toename van het voerverbruik leiden.
Het afvoeren van vocht door het afdruipen van condensvocht uit de kast is dus zo erg nog niet.

Arjan