Bina sitter still i sitt klot/kluster hela vintern och värmer bara upp området där de sitter och därför behövs ingen isolering. Bina sitter under maten och honungen håller därmed samma temperatur som utsidan varvid klustret rör sig sakta uppåt vartefter maten tar slut.
Det här var vad jag länge trodde men det har alltid gnagt i mig att modellen har några svagheter som är svåra att besvara, nämligen:
1. Hur får bina ner maten till yngelrummet då maten generellt ligger utanför klustret och är stelfruset?
2. Modellen kräver någon form av altruism hos bina vilket är osannolikt. Mantelbina (de bin som sitter ytterst) måste hålla minst 10o C annars hamnar de i köldkoma och dör ofrånkomligen. För att undvika att mantelbina dör krävs att bina i centrum på något sätt vet att de måste avlösa mantelbina och vara villiga att göra så. Dessutom måste mantelbina klara av att ta sig in i det varma centret. Omöjligt? Nej, men osannolikt.
3. Rent intuitivt inser man att ju kallare det är runt klustret desto mer måste bina arbeta för att hålla värmen. De bin som sitter längst ut har ingen nytta av isoleringen utan är tvungna att producera värme annars dör de. Många biodlare tror fortfarande att bina gör av med mindre honung ju kallare det blir, vilket vi strax ska se är helt fel.
Det verkar ologiskt att bisamhället väljer en strategi där en stor andel av bina får arbeta på högsta nivå för att överleva vilket leder till att de troligtvis dör i förtid.
Låt oss titta på det vetenskapligt istället
Binas kluster är väldigt effektivt när det gäller att överleva en lång kall vinter eftersom:
Bina sitter tätt vilket skapar bra isolering
Bina har förmåga att ventilera bort fukt och CO2
Tack vare detta kan bina hålla miljön i mitten av klustret på en för bina behaglig nivå där binas metabolism räcker för att upprätthålla en temperatur på 20-25o C (1). Men, det kommer med ett pris – de bin som har oturen att hamna i manteln (klustrets yttersta lager) slits ut – eftersom mantelbina måste producera enorma mängder värme (2) för att hålla sig över 10o C, under den temperaturen hamnar bina i köldkoma och dör så småningom.
Utöver kylan så är även fukt under vintern ett stort problem för bina, eftersom fukten gör att bina förlorar sin isolerings-förmåga. Att fukt är ett problem tror jag de flesta förstår intuitivt, men varför fukten uppstår och hur man kan undvika den är lite mer komplicerat.
Daggpunkt
Vi börjar med begreppet ”daggpunkt” vilket betyder den temperatur då fuktig luft kondenseras till vattendroppar, se figur 2. Varje gång vi andas ut följer det med fukt, andas på en kall spegel så blir det uppenbart, och detsamma gäller bina. När bina förbränner sockerarter skapas stora mängdervatten där 1 kg honung ger upphov till ungefär 600 gr vatten (3) vilket bina på något sätt måste hantera. I en oisolerad kupa kommer fukten att kondensera på den ytan som ligger under daggpunkten vilket innebär att om taket är dåligt isolerat ökar risken för kondensering varvid vattendropparna rinner ner på bina och kyler av dem, figur 2.
Ökar vi ventilationen måste bina producera mer värme vilket skapar mer fukt med ökat behov av ventilation och så vidare. När omgivande temperatur har nått -10o C kan inte bina krympa klustret mer – de kan bara öka värmeproduktionen (4). Bina kan visserligen öka sin metabolism och kortvarigt producera stora mängder värme, men det är oerhört påfrestande för det enskilda biet och sliter ut dem i förtid, se figur 3.
Värmeeffekt från ett bi. Över 18o C endast 1-2 mW/bi (metabolism i vila). Vid 10o C har effekten ökat till 12 mW vilket sliter på bina och förkortar deras livslängd. (Höger graf från Myerscough (2)).
Isolerad kupa och R värde
Genom att isolera kupan kan vi hjälpa bina undvika att bina sitter i tätt kluster vilket ger två fördelar: dels kommer bina att göra av med mindre honung vilket minskar mängden fukt, dels minskar risken för kondensering eftersom vi undviker kalla ytor som kan nå ner till daggpunkten. Då uppstår frågan hur vi bäst ska isolera kupan och då kan vi ta den naturliga bibostaden som utgångspunkt, figur 4. Bina valde levande träd med ett hål en bit upp på trädstammen där R värdet uppåt är ”oändligt” eftersom det är flera meter med trä samt enorm massa som fungerar som energimagasin. Väggarna är ungefär 15-20 cm tjocka vilket ger ett R värde på 10.
R värde är ett materialskikts värmebeständighet, större R=> större motstånd, höger bild.
Om vi för över ovanstående till en bikupa behöver vi komma upp till R=10 på sidorna vilket motsvarar 50 mm cellplast eller 200 mm trä. Uppåt behövs R=30 vilket motsvarar 150 mm cellplast, se figur 5. Mätningar visar att bina i en välisolerad kupa håller temperaturen närmast klustret vid 6o C även om yttertemperaturen är -30o C vilket gör att bina sitter i ett löst kluster och kan röra sig fritt i kupan. Honungslagret hålls varmt och fungerar som ett energimagasin vilket jämnar ut kortvariga köldknäppar. Resultatet blir att bina kommer ut starkare på våren, figur 6, och är redo för första draget. Givetvis är behovet av isolering större ju kallare vintrar, men bra isolering under vinternkommer generellt hjälpa bina att komma ut starkare på våren, se figur 6.
Bilder från: http://www.northof60beekeeping.com
Referenser.
1. Simpson, J (1961) Nest climate regulation in honey bee colonies. Science 133 (3461): 1327-1333
2. Myerscough, 1993. A Simple Model for Temperature Regulation in Honeybee Swarms
3. Randy Oliver, 2020. Scientific beekeeping: Part 7A-C, 14
4. OWENS 1972, THE THERMOLOGY OF WINTERING HONEY BEE COLONIES
5. http://www.northof60beekeeping.com
6. Merrixz 1920, PRELIMINARY NOTES ON THE VALUE OF WINTER PROTECTION FOR BEES!
DoD's bisyssla 