Илья Мельников - Целебный пар
Точка росы, т. е. температура, до которой должен быть охлажден воздух, чтобы наступила конденсация пара, должна быть ниже температуры кожи. Чем она ниже, тем больше возможность испарения. Большая разность температур организма и внешней среды, низкая относительная влажность воздуха и высокая радиация источника тепла дают положительный тепловой баланс.
Максимальное прогревание тела в парной достигается за счет не только горячего воздуха, но и тепла от раскаленных стен, потолка и пола. Примерно 2/3 тепла организм получает путем радиации, а 1/3 – за счет обогрева поверхности тела горячим воздухом. Для достижения оптимального теплового режима следует добиться равномерного прогревания стен, на что в зависимости от конструкции топки и устройства парной могут потребоваться несколько часов.
При увеличении потока воздуха, например при употреблении веников, возрастает возможность конвекции (перенос тепла воздухом). В неподвижном воздухе вокруг тела образуется защитная воздушная оболочка, которая снижает поглощаемость тепла. При температуре воздуха около 100 °C и низкой влажности при быстром перемещении или быстрых движениях могут возникнуть ожоги. При форсированном дыхании возможен ожог слизистой оболочки и кожи возле носовых ходов. Возникновение ожогов возможно даже при температуре около 70 °C при обдувании воздухом участка кожи со скоростью 3 м/с. При более интенсивной скорости воздушного потока ожоги могут появиться при температуре воздуха около 58 °C. При температурной разнице между поверхностью тела и окружающей средой, равной 30–60 °C, скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/с. Нормальный обмен осуществляется при скорости около 0,10-0,12 м/с.
Кроме температуры и влажности воздуха, важное значение имеет атмосферное электричество. Напряженность электрического поля в сауне достигает 4000–8000 В/м и зависит от количества употребляемой воды и температуры нагретых камней. Обычный показатель – 100 В/м, при увеличении количества пара – примерно 300 В/м. Это сопровождается увеличением количества отрицательных ионов.
Необходимым условием создания оптимального микроклимата в сауне является достаточный воздухообмен, позволяющий поддерживать нужную влажность воздуха и удалять испарения, связанные с пребыванием посетителей в парной.
Особенности микроклимата сауны и русской бани глазами ученых
Организм человека обладает широким диапазоном адаптационных возможностей. Человек может приспосабливаться к условиям Крайнего Севера, где температура воздуха снижается до -90 °C, и к климату тропиков, где температура воздуха может повышаться до 60 °C. Кроме того, человеку приходится испытывать интенсивные тепловые нагрузки в процессе производственной деятельности (горячие цеха, глубокие шахты и др.).
Многочисленные исследования (как отечественных, так и зарубежных ученых) закономерностей природной адаптации к условиям жаркого климата показали, что у жителей пустынного климата в теплообмене преобладают механизмы физической терморегуляции, основной обмен снижен, теплоотдача с 1 м2 поверхности тела не превышает 30–36 ккал; у населения умеренных широт этот параметр равен 39 ккал. При акклиматизации к условиям жаркого климата снижается артериальное давление, температура тела несколько повышается, потоотделение увеличивается, кровенаполнение легких уменьшается. Наблюдается так называемая тепловая одышка, снижается секреция желчи, уменьшаются переваривающие свойства пищеварительных соков, что приводит к снижению аппетита. В жарком климате часто наблюдаются гиподинамия, «тропическая» раздражительность и другие неблагоприятные симптомы.
Закономерно возникает вопрос, какие же физиологические эффекты лежат в основе профилактического (закаливающего) и лечебного действия микроклимата парных разной конструкции?
Обязательное условие сауны и русской бани – попеременное нагревание и охлаждение тела в различных средах (воздухе или воде) в зависимости от особенностей климата, сезона и других факторов. При охлаждении на воздухе температурный контраст может составлять 100 °C, а в воде 60–70 °C. Температура и влажность воздуха в парной различны на разной высоте. При этом температура меняется в значительно большей степени, чем влажность.
Увеличение температуры от пола к потолку составляет в среднем 6O°C и более, тогда как влажность в этом направлении, наоборот, уменьшается на 10–30 %. Вертикальное распределение температур и влажности воздуха в парной измеряют чаще всего с помощью психрометра Августа, термометры которого должны быть не ртутными, а спиртовыми (в целях безопасности) и иметь шкалу больших размеров (до 100 °C). Для разогрева и достижения оптимального температурного режима сауны необходимо 2,5-4ч. При этом на двух верхних полках устанавливается стабильный температурный режим, тогда как на нижней полке устойчивости температуры не наблюдается.
После 4 ч разогрева температура в парной в течение 1 ч удерживается на максимальном уровне (около 85 °C), а затем резко снижается (до 65°), что объясняется частым открыванием дверей.
Воздух сауны обычно характеризуют как сухой. Однако абсолютная влажность при этом значительно превышает пределы, определяющие в природном воздухе состояние духоты.
Важным условием оптимального микроклиматического режима парной является скорость движения воздуха, не превышающая 0,2 м/с. Неподвижный воздух снижает поступление тепла к телу, а также замедляет испарение влаги с его поверхности, образуя изолирующую воздушную оболочку. Вмести с тем интенсивное движение воздуха может вызвать возникновение ожогов.
Комплексное воздействие сауны и бани на организм человека состоит в постепенном повышении температуры воздуха. В комнате отдыха сауны она составляет 24–31°, в раздевалке 28–31°, в парной около 60° (1-я полка), 90° (2-я полка) и 96-100 °C (3-я полка). В русской бане при щадящем режиме воздух прогревается до 45°, при тренирующем – до 60 °C. Эти температурные градации с соответствующими показателями влажности воздуха создают условия комфортного теплоощущения, перегрева или духоты.
Исследования ученых показали, что факторами, непосредственно определяющими процесс потоотделения в среде с высоким содержанием водяных паров, являются относительная влажность воздуха и ее дефицит. Относительная физиологическая влажность, т. е. влажность воздуха при температуре тела человека, равна 46,7 мм рт. ст.
Не менее важен и другой показатель – дефицит относительной влажности, выражающий то количество влаги, которого недостает для полного насыщения воздуха при его температуре, равной 37 °C. Наиболее оптимальные условия создаются при снижении относительной влажности и при повышении ее дефицита.
Микроклиматические условия сауны наиболее благоприятны для потоотделения по сравнению с таковыми русской бани. Необходимо подчеркнуть, что в микроклиматических условиях, исключающих потоотделение, как правило, затрудняется не только кожный, но и легочный газообмен.
В парной, так же как в атмосферном воздухе, состав газов не меняется. В то же время значительно колеблется их соотношение вследствие увеличения концентрации углекислого газа и водяных паров, а также существенного уменьшения абсолютного количества кислорода. Были произведены расчеты абсолютного количества газов в воздухе и парных разных конструкций. Они показали, что в воздухе сауны количество кислорода снижается с 264,5 г/м3 (в комнате отдыха) до 244,0-208,4 г/м3 в парной. Разница составляет 56,1 г/м3 (или 21 %). В воздухе парной бани количество кислорода по сравнению с воздухом комнаты отдыха меньше на 33,5 г/м3, что составляет 12,6 %. В природных условиях равнинного климата абсолютное количество кислорода в воздухе может колебаться в пределах: зимой-300-360 г/м3, летом 245–270 г/м3. Разница между крайними значениями может достигать 55–90 г/м3. Отсюда вытекает вывод о том, что снижение абсолютного количества кислорода в воздухе сауны на 56,1 г/м3 эквивалентно подъему на высоту 1500 м над уровнем моря. Уменьшение количества кислорода в воздухе парной бани на 33,5 г/м3 эквивалентно подъему на высоту 1000 м над уровнем моря. Данный факт необходимо учитывать при определении оптимального режима, особенно лицам с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
В естественных условиях при температуре воздуха выше 22 °C и абсолютной влажности больше 18,8 мбар возникают метеорологические условия «духоты». В парной не только бани, где абсолютная влажность превышает 40 г/м3, но и сауны, особенно при паровых толчках, также возникают метеорологические условия термического дискомфорта – комбинация перегрева с духотой. Сочетание низкого содержания кислорода с духотой (и перегревом) весьма усложняет функционирование сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Значительные перепады температуры воздуха между естественной воздушной средой (особенно в холодный период года), комнатой отдыха и парной вызывают в организме прежде всего перераспределение крови, которое протекает фазно. Фаза спазма сменяется фазой расширения периферических сосудов, последовательность которых определяется индивидуальными особенностями организма и степенью перепада температур и влажности воздуха. Расширение периферических сосудов способствует разгрузке кровенаполнения внутренних органов, в том числе и органов, депонирующих кровь, что имеет большое значение для лиц с заболеваниями сердечно-сосудистой системы.
