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


О строительстве традиционном и не очень. Статьи 1-99.--->
О строительстве традиционном и не очень. Статьи 100-199.

Баня. Турецкая, русская, финская - три в одном или климатические характеристики парных разных типов.

Ю. Хошев

Рассмотрим в качестве примера турецкую баню, представляющую собой каменное помещение с нагреваемым полом, называемым гипокаустом. По сути, турецкая баня — это каменная «кастрюля» с нагреваемым дном.

Нагреем баню до 60°С, сохраняя полы сухими. Воздух в парной тоже нагреется до 60°С, а если в помещении нет воды, которая могла бы испаряться, в бане сохранится первоначальная абсолютная влажность.

Например, если воздух вначале имел температуру 20°С и относительную влажность 70%, то абсолютная влажность как была, так и сохранится на уровне 0,01 кг/м3, что при температуре 60°С соответствует относительной влажности 8%. Таким образом, мы получим очень сухую турецкую баню с температурой полов и воздуха 60°С, которую тем не менее горячей не назовешь, поскольку показания влажного термометра не превышают 25°С.

А теперь плеснём воду на горячий пол. Вода начнёт испаряться, насыщая воздух парами. Относительная влажность в бане будет расти от 8% до 100%, а абсолютная влажность — от 0,01 кг/м3 до 0,13 кг/м3. В бане объёмом 10 м3 таким образом может испариться до 1,2 л воды.

В результате мы получим влажную турецкую баню с температурой полов и воздуха на уровне тех же 60°С, но очень горячую, так как показание влажного термометра достигает 60°С. Такие климатические параметры фактически соответствуют нахождению тела в воде с температурой 60°С — этого не выдержит ни один человек.

При входе в такую баню человека, кожные покровы которого имеют температуру 40°С, воздух вокруг его тела начинает остывать также до 40°С. При этом начинается интенсивная конденсация горячего водяного пара из воздуха на тело человека с выделением скрытой теплоты конденсации. В результате кожу человека сначала начинает «пощипывать», а затем — словно обливать невыносимо горячей водой.

Другими словами, фактически происходит перенос горячей воды с нагретого до температуры 60°С пола на относительно холодную кожу человека. Если воды на полу — не очень много, то вся она перенесётся на тело человека (если он выдержит). После этого абсолютная влажность воздуха снизится до 0,05 кг/м3 и конденсация прекратится.

Теперь рассмотрим случай, при котором человек входит в упомянутую выше сухую турецкую баню, воздух в которой имеет температуру 60°С и относительную влажность 8%. Хотя такая баня весьма прохладная, тем не менее человек пусть слабо, но выделяет пот, а кроме того — влагу из лёгких. Абсолютная влажность воздуха в бане начинает потихоньку возрастать (при отсутствии вентиляции), но стать больше чем 0,05 кг/м3 не может, поскольку в противном случае начнётся обратная конденсация водяных паров на тело человека.

Таким образом, мы должны чётко помнить, что значение абсолютной влажности воздуха 0,05 кг/м3, соответствующее плотности насыщенного пара при температуре 40°С, является критической для человека при любой температуре воздуха. Вместе с тем именно такую абсолютную влажность человек создаёт (вернее, пытается создать) при входе как в сухую, так и во влажную баню, либо испаряя там пот, либо конденсируя на себя пар, содержащийся в воздухе бани.



Начнём нагревать или охлаждать (как единое целое) баню с абсолютной влажностью 0,05 кг/м3. При этом относительную влажность для каждой температуры будем рассчитывать делением значения 0,05 кг/м3 на плотность насыщенного пара при разных температурах. В результате получим следующую таблицу, которую, как и кривую, назовём хомотермальной.

Хомотермальная таблица

Хомотермальная таблица



Из таблицы видно, что одна и та же баня с одними и теми же значениями концентрации паров воды может быть то сухой — при высоких температурах, то влажной — при низких. При температуре ниже 40°С может даже выпасть конденсат, в том числе и в виде тумана.

Казалось, что если бы мы сумели путём нагрева сделать воздух в бане вроде сухим (в смысле низкой относительной влажности), то пот должен начать легко испаряться, охлаждая тело. Но это, как мы уже отмечали, не так. Сохнут и веник, и вода, разлитая на полке, и кончики волос. Вы же — «истекаете потом».

Всё это лишь подтверждает то, с чего мы начали разговор о процессах испарения и конденсации (см. журнал «Дом» №8 за 2008 г)

Относительная влажность — понятие, имеющее смысл лишь в изотермических условиях, когда всё вокруг имеет одну и ту же температуру. А у нас в бане всё горячее, кроме тела человека, который нагреться выше 40°С не может. Вернее, будучи в здравом уме, не может себе позволить перегреться по физиологическим соображениям. Нормальный человек просто выскакивает из бани, когда перегревается. Но поскольку тело человека является самым холодным элементом бани, то на нём и конденсируется вода, испаряющаяся отовсюду — с веника, с полок, с каменки.

Вот и получается, что воздух в бане по гигрометру — сухой, но, соприкасаясь с относительно холодной кожей, неминуемо охлаждается. А его относительная влажность вблизи кожи локально повышается вплоть до 100%.

Таким образом, 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, так как при влажности 0,05 кг/м3 человек полностью теряет способность испарять влагу с поверхности своей кожи, а значит, теряет способность к самотерморегулированию температуры собственного тела.

И приведённая хомотермальная таблица, и соответствующая ей классическая хомотеральная кривая, о которой мы говорили в прошлую нашу беседу (см. журнал «Дом» № 8 за 2008 год), практически в точности описывают реальные климатические условия парных всех известных типов—турецких, русских, финских.

Для всех бань характерна одна и та же критическая абсолютная влажность порядка 0,05 кг/м3. С точки зрения молекулярной кинетической теории при такой абсолютной влажности концентрация молекул воды в воздухе бани сравнивается с концентрацией молекул воды в слое воздуха, непосредственно соприкасающемся с кожей человека. Диффузия молекул воды от тела человека в окружающую воздушную среду в этой ситуации становится невозможной.

Тот факт, что все известные климатические условия бань могут быть достигнуты в конструкции типа простой турецкой бани, на первый взгляд представляется удивительным.

Но других режимов, помимо приведённых в теоретической хомотермальной таблице, просто не существует в природе.

А теперь посмотрим, что происходит в финской бане, конструктивно представляющей собой деревянный ящик с раскалённой печью. Анализируя турецкую баню, мы рассматривали её как «кастрюлю с крышкой», в которой температуры воздуха, потолка, стен, пола и воды подразумевались равными друг другу (изотермальная баня). Только человек имел температуру 40°С, поскольку иную температуру человек просто иметь не может.

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 хаотическими потоками воздуха) в отдельности. То есть, в каждой такой локальной точке бани нужно мысленно как бы «выгородить маленькую кастрюлю с крышкой» и замерить в ней температуру и влажность.

В качестве простейшего примера «выгородим кастрюлю» в воздухе финской бани в непосредственной близости от разгорячённой кожи человека, где температура воздуха составляет 40°С, а абсолютная влажность всегда равна 0,05 кг/м3. Далее эта «выгороженная кастрюля» вместе с потоками воздуха в бане начнёт перемещаться по всему объёму бани, то поднимаясь вверх, нагреваясь у печки, то опускаясь вниз, охлаждаясь у стен. Понятно, что абсолютная влажность в «кастрюле» не изменяется (при отсутствии процессов испарения-конденсации). Но относительная влажность изменяется. Причём в полном соответствии с хомотермальной таблицей.

Поэтому в финской бане (финской по конструктивному оформлению) мы имеем по климатическим параметрам финскую баню у потолка (где самая высокая температура), турецкую — ближе к полу (где самая низкая температура), а посередине — русскую баню. Такова реальная картина.

Таким образом, все известные банные режимы, «подобранные многовековым опытом человечества», сами собой реализуются одновременно и в любой финской сауне. Вывод, согласитесь, нетривиальный. Правда, здесь есть важные нюансы, связанные с наличием процессов испарения-конденсации, которые мы рассмотрим позже.

Наиболее любознательные почитатели бани пытаются контролировать климатические условия в бане с помощью гигрометров. К сожалению, бытовые гигрометры (в том числе и дорогостоящие специализированные приборы для сауны) — ненадёжны, особенно при сопоставлении данных при различных температурах. Кроме того, знание относительной влажности мало что даёт парильщику. Необходим пересчёт по хомотермальной таблице.

Для оценки климатической обстановки можно порекомендовать очень простой, дешёвый и безошибочный прибор: любой капиллярный термометр, резервуар которого обмотан ватой, то есть обычный влажный термометр, о котором мы уже говорили в одной из статей нашего цикла.

Зафиксировав показания сухого термометра, спрыснем на вату водой (лучше горячей) и проследим, как изменяются показания термометра, пока не высохнет ватка. Понижение температуры термометра после его увлажнения будет характеризовать влажность воздуха: чем больше понижение температуры, тем суше воздух. Если температура по влажному термометру выше 50°С, то это очень жаркая (экстремальная) парилка для любителя, при 40-50°С — нормальная парилка, в которой можно не спеша погреться и расслабиться. Если влажный термометр показывает 35-40°С — это хорошая климатическая обстановка, чтобы помыться после парной.

Температура по обычному сухому термометру не играет роли. Мыться можно даже при 100°С, вот только удержать при этом в процессе мытья температуру по влажному термометру 35°С очень трудно. Для этого необходимо постоянно осушать воздух или вентилировать баню, что экономически и технически нецелесообразно.

В следующий раз мы продолжим анализ климатической обстановки в банях и, в частности, выясним почему одна парная «держит пар», а другая - нет.

ЛИТЕРАТУРА:
1. Сауна. Гигиеническая баня для дачника и садовода, М. «Издательство АСТ», 2004.
2. Теория бань. Учебник, М.: «Книга и бизнес», 2006.



www.master-sam.ru «Дом» 9'08


 
 


© 2023 - Altay-Krylov.ru («как заработать в деревне» или «как выжить в деревне»)