Научно-популярные статьи о бане - Юрий Михайлович Хошев Страница 12

class="p1">Дальнейший анализ приводит к следующим важным выводам. Во-первых, сопоставляя величины конвективного нагрева и теплозатрат на испарение, можно разделить область сухих бань на две зоны, разделенные кривой 6 на рис. 4. В зоне выше кривой 6 воздушные потоки разогревают мокрое тело, а в зоне ниже кривой 6 — охлаждают. Сухое же тело под действием воздушных потоков с температурой выше 40 °C нагревается всегда. Кривая 6 рассчитана нами по формулам для теплопотоков в бассейнах (БАНБАС № 5 (23), 2002, с. 96) и не зависит от скорости перемещения воздуха, то есть является универсальной. При климатических условиях, соответствующих кривой 6, кожа не нагревается и не охлаждается под действием возникающих потоков воздуха любой скорости. По конвективному воздействию режимы выше кривой 6 можно отнести к влажной бане.

Во-вторых, суммируя тепловые потоки 1,2,4 и 5 на рис. 6, получим результирующий тепловой поток на кожу человека, который во всем интервале температур оказывается отрицательным (кривая 6). Это означает, что при абсолютной влажности воздуха 0,015 кг/м3 и скоростях перемещений воздуха 0,15 м/сек мокрая кожа не нагревается, а охлаждается даже при температуре воздуха 100 °C. Этот результат находится в вопиющем противоречии с экспериментальными данными (рис. 7) по замеру динамики нагрева температуры тела человека в сухой бане в вышеупомянутых условиях — в точке 5 на рис. 4, соответствующей температуре 100 °C, абсолютной влажности 0,05 кг/м3 (относительной влажности 2 %), и скорости перемещения воздуха около тела человека 0,1–0,2 м/сек (Соснин Ю. П., Бухаркин Е. Н. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома, М., Стройиздат, 1991). Интерпретация этих измерений может быть разной, но ясно одно, что в условиях потоотделения (а оно однозначно наступило на 5–7 минуте пребывания) тело человека отнюдь не стало охлаждаться. Тепловой поток на человека (рассчитанный по темпу нагрева тела) составил примерно 0,3–0,4 кВт/м2, что и привело к времени переносимости около 35 минут. Единственным объяснением факта нагрева тела может быть только сильное влияние инфракрасного излучения потолка, стен и печи на тепловой баланс человека в сауне. Действительно, мощность излучения абсолютно черного тела при температуре 100 °C составляет 1 кВт/м2. С учетом углового распределения потоков инфракрасного излучения и реальных степеней черноты стен и потолка это и составит замеренную величину тепловой нагрузки.

Таким образом, для человека с мокрой кожей очень сухая высокотемпературная сауна при наличии потоков воздуха представляет собой инфракрасную сауну. При этом потоки инфракрасного излучения (кривая 7 на рис. 6) становятся заметными в тепловом балансе при температурах потолка выше 80 °C. Получается так, что в сверхсухой сауне высокие температуры воздуха не достаточны для мокрого тела, так как все тепло от нагрева тела этим воздухом уходит на испарение пота. Нужны не только высокие температуры воздуха, но и высокие температуры и высокие степени черноты потолка.

Таким образом, даже беглый анализ сухих бань показывает, насколько велики их технические возможности. В то же время производители бань увлечены в основном лишь «мебельными вопросами», да и то лишь в плане качества деревообработки. Современная сухая сауна, безусловно, должна иметь весь набор инструментов по активному воздействию на тело человека, включая быстрые контрастные изменения не только температурно-влажностного режима, но и конвективных и лучистых потоков, а также, безусловно, по воздействию водой в компактном и распыленном состояниях. Возможности таких метеомассажных сухих бань может начать изучать каждый: достаточно установить у потолка сауны вентилятор и направить на себя горячий воздушный поток. Окажется, что вопреки многим предостережениям никаких серьезных моментальных ожогов вы не получите, но более того, если тело мокрое, то вы станете мерзнуть! Картина может быть такова: мокрое лицо испытывает прохладу от вентилятора, затем высохшее лицо начинает нагреваться, потом выступающий пот приносит облегчение щекам, но уши, глазницы и особенно губы продолжают нагреваться (так как потовых желез там мало). Спрыскивание лица водой моментально приводит к охлаждению, но отнюдь не за счет температуры воды, а за счет ее испарения. Комплекс контрастных ощущений станет намного богаче, если вы расположитесь вблизи металлической печи с мощным инфракрасным излучением.

Паровая баня

Область паровых бань находится выше хомотермальной кривой 1 на рис. 4. Паровые бани являются настолько интересным и сложным объектом (особенно с учетом потоков воздуха, например, от веников), что требуют отдельного детального анализа. Здесь же мы ограничимся разделением паровой бани по крайней мере на три характерные климатические зоны. Первая зона отвечает мягким паровым условиям с тепловыми потоками не более 0,5–0,6 кВт/м2 и временем переносимости не менее 10–20 минут. Эта зона соответствует небольшим превышениям абсолютной влажности воздуха над хомотермальным уровнем 0,05 кг/м3, создает ощущение «легкого пара» в носоглотке при вздохе и ограничена сверху кривыми 2 и 4 (рис. 4).

Кривая 2 на рис. 4 представляет собой зависимость плотности насыщенного пара от температуры. Выше этой кривой влажный воздух может существовать только в виде тумана («клубов пара»). При. сильных поддачах на холодные камни при низких температурах в бане мы попадаем именно в эту неблагоприятную для мытных бань зону (хотя и очень интересную для развлекательных бань).

Кривая 4 весьма условна, она разграничивает мягкие и экстремальные режимы паровой бани. Обычно режимы выше кривой 4 реализуются у потолка бани и служат областью, откуда веник захватывает пар, направляемый затем на тело при парении. На рис. 4 кривая 4 построена для тепловой нагрузки 0,6 кВт/м2, соответствующей температуре по влажному термометру 50 °C, а также соответствующей тепловой нагрузке при хомотермальном режиме при 100 °C. Режимы выше кривой 4 отвечают времени переносимости менее 10 минут. Инфракрасное излучение в обычных русских паровых банях заметного влияния на кожу не оказывает ввиду малости уровней интенсивности при низких температурах потолков паровой бани, но в паровых саунах может быть заметным, особенно между поддачами.

В паровых банях и саунах при поддачах могут легко достигаться очень большие мощности тепловых потоков конденсационной природы с временем переносимости на уровне секунд и менее, особенно при неудачно спроектированных закрытых каменках. Практический интерес эти режимы могут представлять лишь при крайне кратковременных благоразумных воздействиях, например, при легких однократных поддачах в циркуляционных саунах или при парении веником в паровой бане. Именно в паровых банях человеку могут оказаться полезными и шапочки на голове, и простыни на теле, и рукавицы для защиты от конденсата. Во влажных же, а тем более сухих банях опасности ожогов воздухом вообще не существует. Более того, если после душа у вас мокрые кожа и волосы, то, несмотря на высокую температуру, сухая сауна может показаться вам недостаточно прогретой, и вам придется вытереться, чтобы согреться. Рекомендации входить в сауну сухим возникли вовсе не из-за опасности ожогов, а для