Теория бань

Хошев Юрий Михайлович

Широкое распространение сухих саун привело к разработке многочисленных «научных» методик парения, в том числе и чисто ритуальных, а также догматических. Так, значение времени переносимости 35 минут из рисунка 66 внесено без каких-либо обоснований во множество методик как максимально разрешённое время нахождения в саунах (и даже в банях) вне зависимости от их конструкций и метеопараметров. В действительности же, в некоторых сухих саунах можно с комфортом просидеть и 2 часа, а в иных — всего 5-10 минут. Во многих методиках запрещено входить в сухую высокотемпературную сауну без головного убора (шерстяной шапочки, фетровой шляпы, чалмы из полотенца и т. п.) или мокрыми волосами во избежание теплового удара. В действительности же эти рекомендации должны относиться к паровым низкотемпературным саунам, а в сухих саунах мокрое тело и мокрые волосы приводят лишь к охлаждению тела. Поэтому, конструируя сауну, очень важно понимать

механизм и особенности перехода саун из сухого во влажный, а потом и в паровой режим.

8.2. Низкоциркуляционные сауны

Сверхсухие сауны с высокой кратностью циркуляции (вентиляции) воздуха можно создавать лишь на основе мощных металлических печей, доступных в быту в основном на твёрдом топливе. Такие печи в обиходе не очень удобны по многим причинам, особенно во встроенном варианте в квартирах и коттеджах, требуют согласования в противопожарном отношении и получения разрешения на выбросы в атмосферу городов и населённых пунктов. Значительно более перспективны электрические печи, но они имеют меньшие возможности по установочной мощности. В этих условиях в Финляндии нашли распространение менее энергоёмкие бытовые электрообогреваемые сауны, в которых предусмотрена возможность циркуляции (вентиляции) воздуха до 10 раз в час (чаще всего номинально 6 раз в час), что соответствует нормам гигиенической вентиляции жилых и бытовых помещений постоянного пребывания. За счёт пониженной скорости вентиляции высокие температуры в сауне (до 140 °C) могут быть получены при умеренных мощностях электропечей до 10 кВт. Такие сауны могут стать влажными (с абсолютной влажностью воздуха 0,037-0,05 кг/м³) и даже паровыми. А это значит, что сауны с менее мощной печью способны обеспечить большую тепловую нагрузку на тело (до 1,0–1,5 кВт с учётом лучистого нагрева), чем сухие сауны с более мощной печью (рис. 65).

Оценить абсолютную влажность воздуха в сауне можно исходя из скорости выделения паров воды в воздух сауны. Человек при дыхании выделяет 0,5 м³, то есть 0,025 кг водяных паров в час. В процессе же потоотделения в сауне человек выделяет до 2 кг пота в час, и весь этот пот может испариться с кожи и увлажнить воздух бани. Таким образом, если человек входит в сауну сухим, то в первые, скажем, 5-20 минут (пока не начнётся потение) человек выделит не более 0,01 кг водяных паров. При объёме сауны 10 м³ и исходной абсолютной влажности воздуха 0,010 кг/м³ (соответствующей 60 %-ной относительной влажности внешнего воздуха при температуре 20 °C, то есть нормальной для жилых помещений) это соответствует увлажнению воздуха всего лишь до 0,011 кг/м³ даже при полном отсутствии циркуляции (вентиляции) воздуха в сауне. Кстати говоря, имеются методики парения в саунах, использующие как раз этот сухой непродолжительный режим для лечения лёгочных и кожных заболеваний. Человек заходит (обязательно с сухой кожей) в хорошо протопленную и проветренную сауну (даже не имеющую вентиляции) и находится там до появления первых признаков потоотделения, после чего покидает сауну и проветривает её. Охладив кожу, человек снова заходит в сауну и вновь прогревается пока не начнётся потоотделение. И так несколько раз. Этим достигается прогрев кожи без прогрева внутренних органов, без воздействия на сердечно-сосудистую систему (см. рис. 66).

Но большинство оздоровительных методик предусматривает как раз тренировку сердца и потовых желёз с существенным воздействием на состав крови. Поэтому начало потоотделения чаще считают началом банной процедуры, нежели её концом. Предполагая, что потоотделение сразу же начинает поставлять в воздух 1 кг водяных паров в час, нетрудно посчитать, что при нахождении в невентилируемой сауне объёмом 10 м³ одного человека абсолютная влажность воздуха повысится с 0,010 кг/м³ до 0,037 кг/м³ (влажный режим) за 15 минут, а до 0,050 кг/м³ (хомотермальный режим) за 23 минуты. Таким образом, в достаточно просторной сауне сухой режим парения сохраняется весьма долго даже без вентиляции.

Если же сауна имеет небольшие размеры и в ней находятся несколько человек, то влажный режим достигается значительно быстрей. В этих условиях, а тем более при постоянной работе сауны на вход и выход людей, например, в аквапарке, сауна должна иметь постоянно действующую приточно-вытяжную вентиляцию. Оценим расчётным путём абсолютную влажность воздуха в сауне объёмом 10 м³ при постоянном нахождении в ней 3 человек, каждый из которых непрерывно выделяет по 2 кг водяных паров в 1 час:

Сразу

оговоримся, что абсолютная влажность воздуха свыше 0,05 кг/м³ (хомотермальный уровень) при потоотделении достигнута быть не может (пот просто перестанет испаряться). С учётом этой оговорки при кратности обмена свыше 12 раз в час реализуется режим сухой сауны, при 8-12 раз в час — режим влажной сауны, а при кратности обмена менее 8 раз в час имеем духоту — хомотермальный режим чистого потения. Таким образом, номинальная (принятая финнами) кратность воздухообмена в саунах 6 раз в час может оказаться достаточной для обеспечения влажного режима сауны даже за счёт потоотделения людей.

На практике же воздух в личных низкоциркуляционных саунах зачастую увлажняют с помощью каменки или парогенератора (кипятильника). При этом могут быть получены и кратковременные паровые режимы. Полы во влажной сауне лучше поддерживать тёплыми или недоступными для циркуляционного воздушного потока. Так, если в сухой сауне полки и деревянные решётки на полах должны иметь достаточно широкие щели, то во влажной сауне, наоборот, щели нежелательны. Вместе с тем, всем режимам низкоциркуляционной сауны (сухому, влажному и даже паровому при сильных поддачах) соответствует сухой воздух (с относительной влажностью менее 40–50 %). Напомним, что суховоздушная баня гарантирует сухость стен и полок, но не может гарантировать (в отличие от сухой бани) сухость кожи (см. рис. 32 и 33).

Приведём для сведения ряд ориентировочных численных данных для бани (сауны) принятого размера (см. раздел 4.5). Во-первых, в установившемся режиме протопленной встроенной в жилое помещение сауны с кратностью вентиляции 6 раз в час теплопотери через стены из вагонки толщиной 10 мм по слою утеплителя толщиной 5 см составляют 2,0 кВт, на вентиляцию 1 кВт, на нагрев тела человека 0,5 кВт, через стеклянные двери и окна (при наличии) — до 10 кВт. Так что, при кратности вентиляции 6 раз в час потери тепла на прогрев приточного воздуха уже не являются определяющими. Во-вторых, при первичной протопке сауны необходимо затратить 2 кВт час энергии для прогрева стен, 4 кВт час для прогрева каменки в 50 кг до 400 °C и 0,5 кВт час для нагрева 10 литров воды до 40 °C. Анализ приведённых данных показывает, что для эксплуатации сауны во влажном режиме необходима электропечь мощностью не менее 4 кВт. Использовать стеклянную дверь во влажном режиме, а тем более в паровом режиме крайне нежелательно.

8.3. Бесциркуляционные сауны

Бесциркуляционные сауны характерны тем, что в неподвижном воздухе могут одновременно существовать разные застойные зоны с разными абсолютными влажностями воздуха (как и в белой паровой бане).

Бесциркуляционные сауны сначала практически никогда не имели каменок (по крайней мере, предназначенных для полива). При этом бесциркуляционный режим возникал тотчас после погасания дров в печи или после выключения электропитания. Появление каменок в финских электропечах было воспринято сначала скорей как декоративное украшательство стальных банных печей. Тем не менее наличие таких каменок дало возможность не только увлажнять воздух для увеличения тепловой нагрузки, но и получить в сауне самый настоящий паровой режим с пощипываниями и покалываниями кожи, причём в режиме циркуляции воздуха кратковременно, а неподвижном воздухе длительно.

Наличие циркуляции воздуха означает, что в бане работает мощная экранированная печь (или работает принудительная рециркулирующая вентиляция). Если же печь выключена, то естественная циркуляция воздуха исчезает, сауна становится бесциркуляционной. В связи с этим отметим, что среди россиян очень часто встречается неожиданно категорическое мнение, что сауны — это бани, в которых нет движения воздуха. Под этим подразумевалось, что в саунах нагрев тела человека осуществляется в основном за счёт лучистого тепла с горячего потолка, и никакие веники для парения не требуются. Дело в том, что в 1960–1970 гг. в СССР появилось несметно большое количество «саун», большей частью полулегальных, построенных энтузиастами на стадионах и в цеховых бытовках (раздевалках-душевых), в которых мощная электропечь (чаще всего самодельная без каменки) нагревала парилку до 120–160 °C у потолка, после чего выключалась. Получалась застойная баня, во влажном воздухе которой действительно нельзя было ни шевельнуться (сразу обжигает тело), ни глубоко вздохнуть (сразу обжигает горло). Ясно, что в таких «саунах» (которые мы называем бесциркуляционными), во-первых нет источника нагрева (поскольку печь выключена), во-вторых, потолок прогрет до высокой температуры и является мощным инфракрасным обогревателем, в-третьих, пошевелиться нельзя из-за того, что воздух горячий и влажный, поэтому ни о венике, ни о добавочном паре из каменки мысль даже не приходит.