Научно-популярные статьи о бане

Хошев Юрий Михайлович

Во всяком случае, концепция современной финской сауны подразумевает исключительно сухие климатические параметры с возможными кратковременными волнами жара при поддачах. Если все же поставить перед собой задачу постоянно поддерживать в такой схеме высокую абсолютную влажность воздуха порядка 0,05 кг/м³ и выше, то придется постоянно лить воду на каменку с расходом 60 л в час. И вот эта масса воды должна куда-то деться: либо сконцентрироваться на холодном полу и стенах, либо выйти наружу в виде тумана (клубов пара) с вентиляционными потоками. Тем не менее этот бессмысленный с экономической и технической точки зрения режим используется

финнами в соревнованиях по сауна-спорту: через каждые полминуты на камни поддается пол-литра воды. Правда, приглядевшись внимательнее, находишь и смягчающие обстоятельства: действительно, только такой установившийся банный режим обеспечивает равенство условий для всех участников всех заходов в условиях длительного соревнования в одной и той же стандартной коммерческой банной кабине.

Продолжим анализ банной схемы, представленной на рис. 2. Прогрев каменку, гасим печь. При этом получаем фактический режим «черной бани» (дымной сауны) или «белой бани» с открытой каменкой. Положим, что мощность каменки по нагреву воздуха составляет 2 кВт. Автоматически кратность циркуляции воздуха сокращается (по сравнению с горящей печью) в 10 раз (до 12 раз в час). Это означает, что при поддаче можно рассчитывать на сохранение высокой влажности около 5 минут. Это уже приличное время.

Получившийся режим с открытой каменкой имеет две характерные особенности. Во-первых, линейные скорости упорядоченных циркуляционных потоков становятся сопоставимыми с линейными скоростями движения веника и перемещения людей.

Если в режиме сауны линейные скорости перемещения воздушных масс составляют 1–5 м/сек, то в режиме открытой каменки они снижаются до 0,1–1 м/сек. Это значит, что открывается возможность «вручную» управлять потоками пара. Имеются в виду традиционные русские операции «разгона пара» по стенам и потолку, «посадки пара» по стенам и потолку, а также «посадки пара» на пол, чтобы осушить воздух и сделать «пар легким».

Во-вторых, при относительно низких мощностях каменки (по нагреву воздуха) воздух достигает потолка с температурой, как правило, ниже 100 °C (в отличие от сауны). Это открывает возможность искусственного увлажнения потолка, в том числе конденсацией влаги из влажного воздуха. При температурах же потолка сауны 100° и выше увлажнение потолка принципиально невозможно, поскольку равновесное давление пара над водой при этих температурах равно атмосферному и выше, вода, если она и появится на потолке, вскипает, и потолок быстро осушается. Таким образом, если температура потолка ниже 100 °C (а лучше — ниже 80 °C), пар из каменки, достигнув потолка, а затем постепенно испаряясь, увлажняет воздух между поддачами (влажная баня).

Метод сглаживания волн жара между поддачами путем увлажнения потолка (и верхних частей стен) становится определяющим и для бань с закрытой каменкой (паровых). Чтобы получить режим паровой бани, надо закрыть каменку негорючей теплоизолированной крышкой. При этом мощность нагрева воздуха снизится до минимума, например, в 4 раза и составит величину, порядка 0,5 кВт. Это значит, что скорость упорядоченной циркуляции снижается до 3 крат, а линейные скорости воздуха за счет нагрева от каменки составят всего 0,01 — 0,3 м/сек.

Получилась практически неподвижная баня, представляющая собой единую застойную зону, движения воздуха в которой полностью определяются движениями веника (опахала) и перемещениями людей. Потолок в такой бане нагреть до температур выше 60–80 °C трудно. При поддачах пар может «гулять» по объему бани до 20 минут, пока не сконденсируется, например, на теле человека или на полу. На практике же движения веников быстро «сажают пар» на холодные элементы бани и баня быстро высыхает, или, как говорят в народе, «выстуживается». Поскольку в паровых банях из-за относительно низких температур снижение влажности воспринимается как холод («только проветрил паровую баню и сразу лютый мороз»), в них используют прием увлажнения потолка паром. Этот увлажненный горячий потолок, высыхая, долго выполняет роль «мягкого» парогенератора (парового колпака).

На практике это выглядит следующим образом: под крышку закрытой каменки (или в дверцу закрытой каменки кирпичной печи) плещут (может быть порциями) необходимые 0,5 л воды. Получившийся пар с температурой выше 100 °C вырывается из каменки, образуя малоподвижную, медленно рассасывающуюся (ввиду малых скоростей циркуляции воздуха в бане) горячую паровую зону, перемещающуюся вверх. Объем этой паровой зоны при столь мощной однократной поддаче велик: от 1 м³ и выше. Оберегаясь от пара, движениями веников эту зону можно «посадить» на холодный пол, где пар тотчас сконденсируется, нагревая пол, изготавливаемый обычно в отличие от сауны из деревянных досок. Но опытные банщики предпочитают разгонять пар по стенам и потолку, чтобы увлажнить именно эти горячие зоны. Движения веника должны быть плавными, чтобы не слишком перемешать паровую зону с воздухом бани и не слишком снижать концентрацию пара.

Так, плотность насыщенного пара, вырывающегося из каменки, при 100 °C равна 0,58 кг/м³. Этот пар можно быстрыми резкими движениями веника сразу же разбавить десятью объемами воздуха и получить критическую абсолютную влажность в бане -0,05 кг/м³ на относительно короткое время. А можно плавными движениями веника разбавить его лишь в 2 раза, получив воздух с абсолютной влажностью — 0,29 кг/м³ и направить его к потолку, имеющему температуру, например, 60 °C. Там он осушится до 0,13 кг/м³ за счет выделения в потолок росы в количестве 0,16 кг с 1 м³ влажного воздуха. Если разбавить в 4 раза, то осядет лишь 0,05 кг воды. А если — в 5 раз, то на потолке вода уже вообще не сможет сконденсироваться, и он станет сухим. Так что для эффективного увлажнения потолка пар из каменки лучше вообще в баню не выпускать и не разбавлять, а направить его по трубе из каменки прямо на потолок. Так будет, кстати, и более безопасно для людей. При этом можно сделать даже несколько поддач по 0,5 кг, лишь бы потолок смог всю эту массу пара сконденсировать и удержать.

Вообще-то идея направлять пар не вниз, а на потолок смущает до сих пор очень многих. А мысль об обязательном увлажнении потолка порой просто не умещается в голове. Между тем суть паровой бани состоит именно в том, что парогенератором в настоящей паровой неподвижной бане является горячий влажный потолок, создающий при температуре 60° абсолютную влажность 0,13 кг/м³, а при 70° — 0,20 кг/ м³ что превышает критическое значение для конденсационной бани -0,05 кг/м³. Именно этот влажный жгучий воздух у потолка «захватывают» веником при парении и направляют на тело человека, чтобы выделить на его коже горячую росу, обжигающую тело и смачивающую веник. А простые ритуальные похлопывания веником по телу — обычный развлекательный массаж, возможный в бане любого типа.

Еще более неожиданной может оказаться догадка о том, что горячий влажный потолок русской паровой бани при 60 °C — это то же самое, что горячий мокрый пол турецкой бани. Сразу отметим, что скорость циркуляции воздуха в турецкой бане также минимальна. Турецких бань с сильной циркуляцией или вентиляцией не бывает. А вот каменные русские паровые бани бывают. Громадное количество советских городских коммунальных бань отказалось в свое время от архаичных печей с закрытыми каменками и использовали централизованный магистральный острый пар от парового котла с температурой до 160 °C и давлением до 6 атм. Пар выпускался прямо в каменную парилку с кафельными полами, со стенами, облицованными плиткой, с оштукатуренным пористым (даже побеленным известью) потолком. После прогрева и увлажнения потолка пар отключали и в парилку впускали людей. Полы в парилке периодически охлаждали шлангом с холодной водой, выпускаемой через трап в полу.

Выпуск пара из закрытой каменки к потолку издавна применялся в российских городских банях. В качестве примера отметим шедевр русского банного строительства — печь-каменку в Воронинских банях конструкции П. Ю. Сюзора (1872 год), сочетающую открытую каменку на металлическом поддоне с закрытым монтажом в корпусе кирпичной печи (см. БАНБАС, № 2(14)/2001 г, стр. 15). Хорошо спроектированная система равномерной подачи пара на всю поверхность потолка во многом упрощает работу банщика. В обычных же случайных конструкциях бань требуется «особое банное мастерство», которое так призывают хранить все любители бани, но которое обычно не могут ни описать, ни объяснить словами.