САЙТ КРЫЛОВА ПАВЛА
Главная
Схемы Ветрогенераторы Собаки Стройка Книги О сельском хозяйстве и прочем


О строительстве традиционном и не очень.

Теоретические основы банных процедур.

Баня. Как потеется? или гипертермальные условия для приема банных процедур.



Ю.Хошев

Регулярное мытьё тела давно превратилась в жизненную потребность культурного человека. Но до сих пор элемент удовольствия от жаркого воздуха остаётся немаловажным фактором даже в условиях высокой цивилизации и благоустроенности быта.

Тепло любят все теплокровные. Более того, тёплые помещения жизненно необходимы для человека в холодных климатических зонах. С удовольствием греясь в пещерах у жарких костров, древние люди неминуемо потели, чесались и при контактах с водой и паром получали ещё большее наслаждение. И только спустя многие тысячелетия, заметив, что омовение разгорячённого потного тела способствует сохранению здоровья, человечество осознало мытьё как средство личной гигиены, необходимое для выживания в борьбе с инфекциями, паразитами и недугами.

Что же делает баню комфортной для мытья и отдыха?

Приятные ощущения при контакте с водой (в том числе и при мытье в шайке на открытом воздухе) достигаются лишь при вполне определённых соотношениях пяти параметров:

— температуры воздуха,
— влажности воздуха,
— скорости движения воздуха,
— температуры воды,
— интенсивности инфракрасного излучения (от печки, очага, солнца, электронагревателя и т.п.).



Все эти параметры могут быть различными для разных участков тела. Более того, на практике они всегда различны, а для максимального комфорта и должны быть различными в зависимости от физического состояния человека. Баня фактически представляет собой устройство по обеспечению оптимальных значений указанных параметров для приятного нахождения и одновременно для эффективной очистки кожного покрова (в том числе путём обильного выделения пота).

В известных древнейших типах бань, в том числе и чёрной, в силу ограниченных технических возможностей указанные выше параметры контролировались чисто интуитивно, по принципу тепло — холодно, сухо — сыро. Поэтому говоря о климатических характеристиках, мы должны разобраться, когда человеку тепло, а когда холодно.

Главным показателем комфортности бани считается безусловно температура воздуха. При этом точкой отсчёта является нормальная температура тела человека, составляющая в подмышечной впадине 36...37°С. Температура внутренних органов человека — более высокая: например, температура печени здорового человека в нормальных условиях не снижается ниже 38°С. Температура кожи в обычных условиях существенно более низкая — пальцев ног 24°С, кончика носа — 25°С, пальцев рук — 28°С, прикрытых частей тела-30...34°С.

Казалось бы, что температура воздуха 36°С во всех случаях является наиболее комфортной для человека — ни холодно, ни жарко. Но это далеко не так. При этой температуре воздуха человеку очень жарко, если тело по какой-либо причине разгорячено (из-за физической нагрузки, перегрева в парилке или просто недомогания) и очень холодно, когда тело предварительно переохлаждено.



Состояние комфорта обеспечивается не температурой воздуха, а температурой внутренних органов, которая не должна отклоняться от номинала. Во всяком случае отклонения в 2-3°С воспринимаются организмом крайне болезненно. Температура же кожи может кратковременно повышаться (например, рук и ног — до 55°С, губ - до 90°С), или понижаться в известных пределах без потери ощущения комфортности, что с успехом используется в банях всех типов.

Перегрев внутренних органов человека может происходить как за счет внешних факторов (повышенной температуры окружающей среды — воздуха, воды), так и за счёт собственных внутренних факторов — повышенного тепловыделения внутри тела.

Теплообразование внутри тела всегда является следствием выполнения какой- нибудь работы (вернее, следствием химических реакций, которые её обеспечивают). В состоянии покоя организм вырабатывает 50-70 Вт тепла, причём 70% тепла производится за счёт постоянной работы внутренних органов — печени, почек, лёгких, сердца и т.п., а 30% — за счёт работы мышц тела, волокна которых даже в состоянии полного покоя незаметно и очень слабо, но постоянно сокращаются. При физической работе образование тепла возрастает до 300-400 Вт, при этом механическая мощность мышц не превышает 100 Вт.

Выработанное организмом тепло необходимо сбрасывать в окружающую среду. Теплоотдача от тела происходит через кожу (преимущественно через кожу лица, рук и ног, то есть тех частей тела, температура которых минимальна) и за счёт испарения воды с поверхности кожи и из лёгких. В условиях бани температура воздуха больше температуры тела. При этом единственным механизмом терморегуляции остаётся испарение пота.

Таким образом, температура тела человека формируется в результате баланса факторов, нагревающих тело и охлаждающих его. При перегреве внутренних органов организм начинает выделять пот на поверхность кожи. Пот человека на 98-99% состоит из воды. Кроме того, пот содержит около 0,5% хлорида натрия (поваренной соли), 0,1% мочевины, а также до 1,5% других сложных органических соединений, в быту называемых «шлаками». Выделение пота является нормальным явлением: в условиях покоя тело теряет 0,6-0,7 л воды в сутки, что соответствует примерно четверти теплоотдачи организма.

При физических нагрузках и при перегревах вся теплоотдача может осуществляться через испарение пота с поверхности кожи и воды из лёгких. В экстремальных случаях организм может выделить до 2 л воды в час, что соответствует мощности теплоотдачи телом человека через испарение 1200-1500 Вт (до 2 л.с.!). Тем не менее, при высоких температурах воздуха и одновременных физических нагрузках охлаждение за счёт испарения пота может оказаться недостаточным, вследствие чего возможен тепловой удар — перегрев тела.

Перегрев тела может случиться и не при столь уж высоких температурах, но при высоких уровнях влажности воздуха. В таких условиях пот не может испаряться и механизм охлаждония, соответственно, не срабатывает. Тело при этом перегревается, и стремясь охладиться, всё больше и больше отдаёт пота. Но пот не испаряется, а тело- не охлаждается. Этот режим самообмана организма с потерей способности терморегуляции называется потением. Он сопровождается накоплением и стеканием (без испарения) пота по телу человека без эффекта охлаждения тела.

В условиях потения человек чувствует себя крайне дискомфортно, так как не чувствует облегчения от текущего по телу пота. В повседневной жизни длительное потение считается вредным противоестественным явлением. В быту оно часто связано с использованием влагонепроницаемой синтетической одежды, либо слишком тёплой одежды, либо заболеванием особой болезнью — потливостью.

Таким образом, само по себе наличие пота на коже не означает, что тело охлаждается. Охлаждение тела возникает лишь при испарении пота.

В связи с этим в медицине различают два предельных последствия выделения пота: потоотделение (режим, при котором весь выделяющийся пот тотчас испаряется и кожа фактически остается сухой, несмотря на значительную скорость потовыделения) и потение (режим, когда выделяющийся пот не испаряется и накапливается на коже). В режиме потоотделения («сухого» потения) эффект охлаждения тела максимален. В режиме потения эффект охлаждения отсутствует. В реальных случаях наблюдается комбинация этих предельных форм выделения пота: частично он испаряется, а частично - накапливается на коже человека.

В быту никогда не используют официальные медицинские термины — «выделение пота в формах потоотделения и потения». Любое выделение пота обычно называют потением: сухим потением — в случае потоотделения, и мокрым потением — в случае потения.

Процесс потоотделения характерен для сухой высокотемпературной (70°С и выше) бани, а процесс потения — для влажной низкотемпературной парной (40-60°С). Трудно сказать, какая баня более полезна — во всех может случиться вредный перегрев тела. Но во влажной бане перегрев тела (и кожи) идёт как бы «изнутри», а в сухой - как бы «снаружи».

Вместе с тем можно сказать вполне определенно: сам процесс выделения пота естественен для человека, абсолютно не вреден и, более того, в условиях бани — полезен. А главное без пота нет ощущения тепла, комфортности приёма водной процедуры. Так уж устроен теплокровный организм.

В следующий раз мы поговорим о технических принципах обеспечения гипертермальных условий для приема банных процедур.



www.master-sam.ru
«Дом» 4/2008
Продолжение. Начало в журнале «Дом» № 4-2008 г.

Технические принципы функционирования бани

Ассортимент современных материалов позволяет создавать самые причудливые виды деревянных, каменных и пластиковых бань. Нам же важно уяснить, что имеется по существу лишь шесть основных технических принципов обеспечения гипертермальных условий для приёма банных процедур. И в древности, и в наши дни эти принципы в реальных банях всех типов перемешаны, фактически дополняя друг друга.

Первый принцип (назовём его условно турецким, римским, восточным, египетским) основан на нагреве полов и стен бани трубами (каналами, батареями). В качестве теплоносителя здесь могут использоваться дымовые газы, пар или паровоздушная смесь, горячая вода или горячий воздух. Например, из котла с кипящей водой пар по каналам или трубам проходит под полом, под лежаками, а также внутри стен, нагревая их.

В результате имеем горячие полы (до 60 С), по которым можно ходить только в специальной банной обуви, и горячие лежаки (до 50 С), на которых можно лежать только на простынях. Если воды в помещении нет, то воздух может быть очень сухим. Если же воду плескать на горячий пол, то она испаряется и создает влажную атмосферу бани (с относительной влажностью воздуха у пола до 100%) и даже с клубами тумана (в просторечии - пара). Таким образом, суть принципа в том, что нагреваются каменные полы и стены, а воздух и люди нагреваются от ограждающих конструкций бани. Система горячих полов называется гипокаустом.

Второй принцип (назовем его условно финским, а точнее - современным финским) основан на нагреве воздуха от локальных раскаленных поверхностей (камней или стенок стальной печи, нагретых до 300-800 С). Затем горячий воздух прогревает стены. Из-за малой теплопередающей способности воздуха ни кирпичные, ни каменные, никакие другие высокотеплоёмкие стены этим способом быстро не нагреть. А если и нагреть, то стены будут опасны в смысле ожогов. Поэтому каменных финских бань не бывает.

Кирпичные печи также здесь не годятся, так как их наружные стенки прогреваются максимум до 90...120С, а значит не могут нагреть воздух (а через него и стены) до температур выше 60°С, при которых в сухом воздухе человеку становится тепло. Финская баня — сухая. Однако нахождение человека в условиях высокой температуры неминуемо приводит к повышению влажности воздуха в бане из-за испарения пота. Температура финской бани ограничена сверху пределом 150°С. Хотя технически воздух можно нагреть до 200°С в каком-нибудь другом месте (в специальном внешнем аппарате-воздухонагревателе), а затем подать его в парную по воздуховоду. Полы в финской бане обычно холодные — их температура обычно не превышает 40°С.

Третий принцип (назовём его условно русским) основан на нагреве воздуха бани и её стен паром, подаваемым прямо в помещение. Пар этот, конденсируясь на стенах и теле человека, передаёт им теплоту конденсации и быстро их разогревает. Так что здесь возможно использование даже каменных стен. Пар получают либо кипячением воды в помещении, либо поддачей воды на раскалённые камни.

Существует ещё и котельный способ, который широко практиковался в советских городских банях. Суть этого способа в том, что в парилку через отверстия в полу или стенах периодически (при отсутствии людей) подавали по трубе пар с температурой до 160°С и давлением до 6 атм. Пар конденсировался на полу и стенах, прогревал их, а затем в виде воды удалялся через трап в полу в канализацию.

Крайняя условность принятого нами названия способа «русский» становится ясной, если учесть, что этот принцип с использованием парогенератора применяется в громадном количестве квартирных и пластиковых паро-душевых кабин, производимых в США, Канаде, Германии, Италии и Швеции. Называют их в обиходе "турецкой баней"- хотя непременной особенностью настоящей турецкой бани являются в первую очередь нагретые каменные полы и лежаки. А уж кипятят ли воду или льют её на горячий пол — это дело для турецкой бани второстепенное.

Видимо, основным доводом назвать паро-душевые (с парогенераторами и необогреваемыми стенами) кабины турецкими стала высокая влажность воздуха (до 100%). Хотя высокая влажность вовсе не является непременным атрибутом турецкой бани. Вместе с тем паро-душевые кабины назвать русской баней вообще невозможно.

Так или иначе, принцип нагрева паром является крайне важным. Суть же его в том, что воду нагревают, она испаряется, превращается в горячий пар, который попадает в помещение и нагревает воздух, стены, людей.

Четвёртый принцип — нагрев тела человека и помещения инфракрасным излучением, например, излучением от электрических спиралей, углей, раскалённых камней или стенок печи, а также солнечным излучением. При этом воздух может вообще не нагреваться и быть очень холодным (вплоть до минусовых температур) и очень сухим. Тем не менее, человеку в холодном воздухе будет очень жарко и он будет потеть.

На пути создания таких «парилок» стоят значительные технические трудности реализации кругового обогрева тела. Хотя первые образцы инфракрасных кабин (пусть ещё далёких от совершенства и пригодных лишь для приёма медицинских процедур) уже появились на рынке США. Впрочем, почувствовать действие инфракрасного излучения может каждый, имеющий металлическую печь-«буржуйку»: стоять рядом с ней порой просто невозможно — обжигает. Принцип ценен тем, что излучение здесь идёт напрямую на поверхность стен и на тело человека. Таким образом, суть принципа в том, что стены и люди нагреваются инфракрасным излучением, а воздух нагревается затем от стен.

Пятый принцип (причём, видимо оптимальный для стационарных бань, — нагрев воздуха и стен за счёт горячей воды, находящейся в водоёме (бассейне, ванне). То есть, нагревают воду в водоёме, а все остальное нагревается само собой. Этот принцип в качестве банного культивируют японцы.

Японская процедура («фуро» или «сенто») состоит из двух этапов. Сначала «потеют» в горячей воде, причём потихоньку повышают температуру по мере «привыкания». При этом в горячей воде на самом деле потеют. Причём сильно потеют в оптимальных условиях, когда ноги и руки находятся при одинаковых температурах, а голова не перегревается. Пот не испаряется, а сразу же смывается. Прямо скажем, условия — идеальные. Можно одновременно и помыться, и потереться.

Затем, на втором этапе, человек не охлаждает себя интенсивно, как бывает порой в русской или финской бане, а, наоборот, укутывается и лежит под одеялом на кушетке и долго потеет «чистым потом». Каждый парильщик знает, как долго после парной тело внутри остается горячим. Попотеть «чистым потом» на самом деле полезно, но выдержать 1 -2 часа довольно трудно.

Метод с первого взгляда — крайне обычен и прост. По существу, это просто ванна — такая есть в любой городской квартире. Или горячий бассейн, коих много, если не в нашей стране, так в Европе, Америке точно. Но зародиться он мог в местах наличия горячих природных водоисточников (геотермальных вод). А развиться — только на высоком уровне цивилизации, поскольку требует огромных затрат на нагрев, подачу и хранение большого количества горячей воды. Трудно, например, всерьёз представить его жизнеспособным не только в условиях холодной дикой природы Древней Руси, но даже в условиях современного дачного надела. А тем более — зимой.

Шестым, пожалуй, наиболее современным принципом, является душ. Как гигиеническое средство это изобретение в городском быту сразу оттеснило черпаки, тазы, шайки и смело конкурирует с ванной, которая тоже потихоньку теряет позиции и уходит в сторону бассейнов. Душ — это одновременное сочетание тонкораспылённой горячей воды и воздуха. Причём в холодном воздухе (в том числе и морозном) человек может использовать душ с температурой тонкораспылённой воды до 80°С.

К сожалению, стремительный технический прогресс техники бытового душа идёт в направлении импульсных (гидромассажных) возможностей. Садоводу же более интересны показатели экономичности. Ведь душ, так же как и ванна (не говоря уже о бассейне), потребляет в несколько десятков раз больше воды, чем банная шайка. Использование душа зимой также является практически несбыточной мечтой рядового садовода.

Итак, суть этого метода, являющегося частным случаем пятого принципа, в том, что сначала нагревают воду, которую в распылённом (капельном) виде подают в помещение. А горячая распыленная вода затем нагревает полы, воздух и людей.

Конечно, по современным понятиям пятый и шестой принципы не считаются банными, поскольку не требуют жарких помещений. Но это вовсе не означает, что они не могут быть использованы в банях. Например, современная сухая сауна вообще немыслима без душа. Более того, такая сауна представляет собой «душ, а при нем — парилка». К сожалению, непонимание этого часто приводит к недоразумениям, когда построили не то, что хотелось бы.

Таким образом, во всех типах бань мы имеем дело с кратковременным интенсивным воздействием на тело человека целого ряда естественных факторов: воздуха с температурой до 100...150°С, водяного пара с концентрацией в воздухе до 0,05...0,07 кг/м3 и температурой до 100...150°С, конденсированной воды с температурой 40...55 С (душа до 80 С), лучистой энергии (инфракрасного излучения) интенсивностью до нескольких кВт/м2 (уровень солнечного излучения). Эти условия, несовместимы с длительным существованием человека как живого существа. Однако они обеспечивают экстремальный прогрев внутренних органов человека и кожного покрова, способствуя его эффективной очистке. А гигиеническая обработка тела человека является основным залогом здорового образа жизни.

Итак, подведём некоторые итоги нашим рассуждениям.

1. Мы условно разделили бани по климатическим параметрам на турецкие (40..60°С), русские (60...80°С), финские (выше 80°С). Функционального смысла это деление не имеет.

2. Столь же условно мы разделили бани:

а) по конструкции — на турецкие (каменные с горячими полами), русские (деревянные с кирпичными печами), современные финские (деревянные со стальными печами);

б) по принципу нагрева — на турецкие (нагрев ограждающих конструкций), русские (нагрев паром), современные финские (нагрев горячим воздухом), японские (нагрев воды), инфракрасные и душевые;

в) по историческим традициям приёма банных процедур — на турецкую (массаж тела шерстяной рукавицей и прогрев его на горячем камне), русскую (потение с использованием веника, контрастные процедуры), современную финскую (потоотделение, душ, бассейн).

Следующая статья нашего цикла будет посвящена теоретическим аспектам функционирования бани.

www.master-sam.ru «Дом» 5'08


altay-krylov@yandex.ru