Научно-популярные статьи о бане - Юрий Михайлович Хошев

Казалось бы, что если мы сумели путем нагрева сделать воздух в бане вроде бы как сухим (в смысле низкой относительной влажности), то пот должен начать легко испаряться, охлаждая тело. Но это не так. К примеру, вы сидите на полке финской бани, рядом с вами гигрометр, указывающий относительную влажность 9 %, температура по сухому термометру 100 °C. Смачиваете веник — сохнет моментально. Сохнет и вода, разлитая на полке. Смачиваете кожу водой — не сохнет! В то же время кончики волос на вашей голове сохнут, становятся горячими… Поддадим воду на камни. Веник как сох, так и сохнет. А у вас по коже пот потек ручьем. Но пот почему-то несоленый. Потому что и не пот это вовсе, а конденсат из воздуха, роса! Роса мелкая и горячая. Щиплет, покалывает. Ясно, кипяток ведь…

В чем дело? А дело в том, что относительная влажность — понятие, имеющее смысл лишь в изотермических условиях, когда все вокруг имеет одну и ту же температуру. А у нас в бане все горячее, кроме тела человека, который нагреться выше 40 °C не может. Вернее, не может себе позволить, будучи в здравом уме, перегреться по физиологическим соображениям. Нормальный человек просто выскакивает из бани, когда перегревается. Но если тело человека является самым холодным элементом бани, то на него и конденсируется. вода, испаряющаяся отовсюду — с веника, с полок, с каменки…

Вот и получается, что в бане воздух по гигрометру сухой, но, соприкасаясь с относительно холодной кожей, неминуемо охлаждается, его относительная влажность локально вблизи кожи повышается вплоть до 100 %. Для человека не столь уж важна температура бани, поскольку она может лишь несколько изменить тепловую нагрузку на организм. Куда больший смысл имеет абсолютная влажность воздуха — при влажности 0,05 кг/м3 человек полностью теряет способность испарять с себя влагу, теряет способность к самотерморегуляции.

Вышеприведенная хомотермальная таблица, полученная простейшим расчетным путем, практически в точности описывает реальные климатические условия парных бань всех возможных типов — турецких, русских, финских… Для всех бань характерна одна и та же критическая абсолютная влажность порядка 0,05 кг/м3, что с первого взгляда просто крайне удивительно. Не менее удивительно и то, что все известные климатические условия бань могут быть достигнуты в конструкции типа простой турецкой бани.

Многие люди, в том числе и некоторые врачи, по наивности полагают, что климатические режимы различных традиционных парных бань специально разработаны «многовековым опытом многочисленных поколений предков». Это глубочайшее заблуждение. Других режимов, помимо приведенных в теоретической хомотермальной таблице, просто не существует в природе. Все, что ниже хомотермальной кривой, соответствует режимам потоотделения (в сочетании с потением). Все, что расположено на хомотермальной кривой, соответствует режимам потения без испарения пота и без осаждения конденсата. Все, что выше хомотермальной кривой, соответствует потению и осаждению горячего конденсата (росы) — классический случай русской паровой бани с кратковременным гипертермальным воздействием на кожу.

Для конструирования бань важно понять не только то, что при определенной температуре воздуха человек способен выдержать лишь некоторую максимальную относительную влажность, о чем так много говорят в литературе. Куда более важно понять, что вне зависимости от температуры человек способен выдержать в бане лишь некоторую ограниченную абсолютную влажность воздуха. Правда, ощущение климатической комфортности у всех людей разное: иные любят пусть кратковременно, но «погорячее». Ну что же, мы ведь говорили, что руки и ноги держат не только температуру 40 °C, но легко при постепенном разогреве даже 55 °C, а туловище настолько массивно, что разогревается долго. Отсюда и экстремальная хомотермальная кривая, рассчитанная на 55 °C (см. рис. 1). Хомотермальная кривая, рассчитанная на 55 °C, является пределом человеческих возможностей даже для кратковременного парения в течение 1–2 минут.

Рис. 1

Теперь рассмотрим случай финской бани, конструктивно представляющей собой деревянный ящик с раскаленной печью. Ранее, при анализе турецкой бани как «кастрюли с крышкой», в которой температуры воздуха, потолка, стен, пола и воды подразумевались равными друг другу (изотермическая баня), только человек имел другую температуру, а именно 40 °C. Но в финской бане температура потолка всегда намного выше температуры пола и вовсе не равна температуре воздуха. Поэтому для анализа климатических характеристик в финской бане надо рассматривать каждую точку бани (неподвижную или, что бывает порой даже удобней, движущуюся вместе с хаотическим потоком воздуха) в отдельности.

В качестве простейшего примера мысленно выделим небольшой объем воздуха в непосредственной близости от разгоряченной кожи человека, где температура воздуха всегда составляет 40 °C, а абсолютная влажность соответствует равновесной порядка 0,05 кг/м3. Далее этот выделенный объем вместе с потоками воздуха в бане начнет перемещаться, то поднимаясь вверх (при нагревании у печки), то опускаясь вниз (при охлаждении у стен). Если процессов испарения-конденсации нет (а такое утверждение весьма спорно), то абсолютная влажность в выделенном объеме не изменяется, но относительная влажность изменяется всегда в полном соответствии с хомотермальной таблицей.

Поэтому в финской бане (финской по конструктивному оформлению) мы всегда имеем сухую баню у потолка (где самая высокая температура) и влажную паровую баню ближе к полу (где самая низкая температура). Таким образом, все известные банные режимы, «подобранные многовековым опытом человечества», сами собой реализуются одновременно и в финской сауне. Результат, согласитесь, нетривиальный. Правда, здесь есть важные нюансы, связанные с переносом воды в неминуемых процессах переконденсации, которые мы рассмотрим позднее.

Наиболее любознательные любители бани пытаются контролировать климатические параметры в бане с помощью гигрометров. К сожалению, знание относительной влажности мало что дает парильщику, необходим пересчет по хомотермальной таблице. Рекомендуем для оценки климатической обстановки очень простой, крайне дешевый и безошибочный прибор: любой капиллярный термометр, резервуар которого обмотан ватой, то есть обычный влажный термометр. Зафиксировав показания сухого термометра, слегка смочим вату водой (лучше горячей) и проследим, как изменяются показания термометра, пока не высохнет ватка. Если температура по влажному термометру выше 50 °C (кратковременно бывает и до 60 °C), то это очень жаркая парилка для любителя (экстремально «ошпариться»), если 40–50 °C — это нормальная парилка, чтобы не спеша погреться и расслабиться, если 35–40 °C — это хорошая климатическая обстановка, чтобы помыться после парной. Температура по обычному сухому термометру не играет роли, можно мыться даже при 100 °C, другое дело, длительно удержать в процессе мойки температуру по влажному термометру 35 °C очень трудно: необходимо постоянно осушать воздух или вентилировать баню, что экономически нецелесообразно.

Еще более точный метод оценки абсолютной влажности (но, к сожалению, довольно сложный) — определение точки росы, которая при абсолютной влажности 0,05 кг/м3 составляет ровно 40 °C. Во всяком случае, при проектировании стен бани надо