Юрий Хошев - Теория бань

Сразу оговоримся, что абсолютная влажность воздуха свыше 0,05 кг/м 3(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.

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.

Но при умеренных температурах потолка порядка 100 °C поддать на каменку можно. Высокие температуры потолка препятствуют увлажнению древесины и не дают возможности обеспечить длительность парового режима даже в отсутствии движения воздуха. Внутренняя обшивка саун, в том числе и на потолке, выполняется обычно из тонкой вагонки толщиной 10 мм. Так что масса потолка редко превышает 20 кг, и такой потолок имеет малую теплоёмкость и влагоёмкость. Кроме того, ввиду высокой температуры потолка и невозможности каплеобразования, потолок сауны нередко изготавливается металлическим. Поэтому для увлажнения воздуха в саунах требуются небольшие поддачи воды на каменку.

Несмотря на высокую температуру потолка и низкую его теплоёмкость, отличие паровых климатических режимов в саунах с сухим (и не только с сухим) пористым и непористым потолком может быть весьма существенным. Рассмотрим для примера случай, когда потолок массой 20 кг имеет исходную температуру 100 °C, а воздух в сауне имеет исходную абсолютную влажность 0,01 кг/м 3. Предположим, что при поддаче на каменку 0,2 кг воды полученный пар достигает потолка с температурой 160 °C. В таком случае около непористого потолка образуется зона высоковлажного воздуха («паровой слой») с температурой 101 °C и абсолютной влажностью 0,06 кг/м 3при толщине слоя условно 1 м. Конденсат (роса) на непористый потолок выпасть не может, поскольку при 100 °C он тотчас бы выкипел. Если же потолок пористый (деревянный гигроскопический), то конденсат на поверхности потолка тоже не появляется, но влага из воздуха поглощается (конденсируется) гигроскопически внутри пор (рис. 58). Вследствие выделения скрытой теплоты конденсации потолок (и воздух около него) нагревается до 106 °C, «паровой слой» той же условной толщины 1 м увлажняется до 0,035 кг/м 3, а относительная влажность древесины возрастает с 1,05 до 1,5 %.