Юрий Хошев - Теория бань
Наконец, в-четвёртых, необходимо учитывать контрастность (неоднородность) пространственного нагрева тела. В ваннах и под душем всё тело человека находится в контакте с водой одной и той же температуры, поэтому конечности нагреваются в первую очередь. В русских банях и саунах бывает так, что ноги вообще не прогреваются, а голова перегревается. Ясно, что подобная контрастность отнюдь не является достоинством процедуры.
В заключение, ещё раз перефразируя, уточним введённые постулаты:
— под баней как объектом (строительным сооружением) будем понимать такое тёплое помещение, в котором раздетому человеку не холодно с мокрой кожей;
— в помещений бани можно обмываться тёплой водой (мыться) комфортно (не замерзая) без погружения в тёплую воду всем телом;
— под банной процедурой будем понимать тёплую водную (именно водную) процедуру в условиях, когда раздетому человеку не холодно с мокрой кожей;
— в помещении бани могут располагаться какие угодно водоёмы (ванны, бассейны) и души (водопады), но для самой банной процедуры много воды просто не нужно: вполне достаточны минимальные количества воды лишь для смачивания кожи, может быть даже однократного;
— условия, в которых не холодно с мокрой кожей, могут создаваться любыми способами: с климатическим нагревом (воздухом и лучистым теплом), внеклиматическим нагревом (водой, камнем), физической нагрузкой, с предварительным нагревом тела или постоянным, растираниями (массажём), укутываниями и т. п.;
— условия, в которых не холодно с мокрой кожей, не имеют единого интернационального названия и названы нами баней условно (в русском понимании этого слова);
— общеевропейское понятие бани включает в себя абсолютно все виды водных процедур (купаний), но в русском языке понятие бани заужено и чётко отличается от понятий ванн и душа — это создаёт серьёзную методическую и терминологическую путаницу для иностранцев;
— бытующее деревенское понимание бань (как деревянных паровых изб с веником) слишком заужено — ещё в X веке русские и без веника, и без пара «творили мовь» в Константинопольских термах, а во времена царской России с удовольствием мылись в турецких отделениях русских городских бань непременно с бассейнами.
4. Климатические характеристики бани
Китайцы уважают пот от тяжкого труда в жарком поле, а финны — от крепкого пара в жаркой бане, Финны нагревают камни так, чтобы от них шёл пар, а китайцы так, чтобы из них выплавлялась медь.
«Одеждой» раздетого человека в бане является воздух. Как мы уже отмечали, неподвижный воздух имеет наивысшие (из всех «натуральных» материалов) теплоизолирующие свойства. Однако даже малейшие движения воздуха и/или лучистые теплопотоки, и/или процессы испарения и конденсации полностью «уничтожают» теплоизоляцию раздетого человека, как бы ещё раз «раздевают» его. Поэтому, чтобы раздетому человеку в бане было тепло, обстановка в бане должна иметь вполне определённые климатические (метеорологические) параметры.
Под метеорологическими (погодными) параметрами будем понимать текущее состояние атмосферы в бане в данный момент (температура, влажность, скорость перемещения воздуха), а также интенсивность теплового излучения от печи и ограждений. Совокупность возможных метеопараметров и особенности их изменения во времени (динамику) в данной конструкции бани назовём климатическими параметрами.
Но есть такие бани, где нагрев (или охлаждение) человека осуществляется не только воздухом и тепловым излучением, но и прикосновением твёрдых тел (камней, металлов, восков), воды, масел и т. п. Например, человек в турецкой бане прогревается на тёплой плите или прогревается погружением ног в ванночку с горячей водой. Такие бани будем называть внеклиматическими (см. раздел 9), поскольку роль метеорологических параметров может быть существенно снижена.
Для определённости и удобства будем условно считать, что метеорологические параметры и внеклиматические условия в бане должны обеспечить температуру мокрой кожи 40 °C. Это гарантирует неуклонное повышение температуры тела, и человеку в бане не холодно. Конечно, можно было бы принять температуру кожи человека в бане равной 37 °C, что соответствует начальным моментам пребывания в бане, но это никак не изменяет общей картины явлений.
4.1. Понятие влажного термометра
Оценить климатическую обстановку нам поможет простейший прибор — обычный стеклянный капиллярный термометр. Поместим термометр в баню с температурой 40 °C. Показание термометра составит, естественно, 40 °C. Примем, что этот термометр имитирует тело человека.
Теперь смочим резервуар термометра водой с температурой 40 °C. Казалось бы, ничего не должно случиться. Но к нашему удивлению показания термометра начнут снижаться. Значит и мокрое тело человека должно охлаждаться. Действительно, если вы разденетесь в натопленной жилой комнате, то холода вы не почувствуете. Но стоит только смочить кожу водой (даже тёплой), вы наверняка тотчас отчётливо почувствуете охлаждение смоченного участка тела. Этот факт является определяющим для правильного понимания климатических особенностей бань — в банях должно быть тепло не только с сухой, но и с мокрой кожей.
Таким образом, смачивая резервуар капиллярного термометра водой и снимая его показания, мы можем получить сведения о характере ощущений при смачивании кожи человека водой. Показания же сухого термометра характеризуют ощущения сухого человека.
Термометр со смоченным резервуаром уже давно с успехом используется в метеорологии и называется влажным (смоченным) термометром. Он конструктивно представляет собой обычный термометр, резервуар которого обмотан ватным тампоном (хлопчатобумажным фитилём), смоченным водой (рис. 18). Влажный термометр показывает, к какой температуре будет стремиться мокрое (влажное, смоченное, вспотевшее) тело человека в бане. Сухой термометр показывает истинную температуру воздуха в бане.
Рис. 18. Принцип устройства психрометра. 1 — капиллярный термометр (сухой), 2 — капиллярный термометр (влажный), 3 — резервуар термометра, 4 — фитиль из батиста, 5 — сосуд с водой, 6 — экраны для защиты от лучистого нагрева.
На рисунке 19 приведена широко известная в метеорологии так называемая психрометрическая кривая, рассчитанная для температуры воздуха 40 °C по сухому термометру. Видно, что чем ниже относительная влажность воздуха (измеряемая гигрометром), тем ниже показания влажного термометра, тем более прохладно чувствует себя человек при одной и той же температуре воздуха.
Причина этого давно известна. Если на поверхности любого (живого или неживого) тела имеется вода (влага), то она, испаряясь, приводит к охлаждению предмета. Это охлаждение вызвано тем, что испарение воды требует больших затрат тепла 539 кал/г (2250 кДж/кг), называемых скрытой теплотой испарения. Но если испарение воды с поверхности предмета невозможно (например, если воды на предмете вообще нет или эта вода находится под слоем жира (масла, сала) или если относительная влажность изотермического с предметом воздуха равна 100 %, и воздух просто физически не может больше принять в себя воду), то и охлаждение предмета не происходит. То есть человек своими органами чувств (кожными терморецепторами) способен правильно оценить температуру воздуха лишь тогда, когда его кожа сухая и/или засалена и/или когда воздух не способен принять испаряющийся пот (влагу), и в силу этого испарение невозможно. Так и термометр показывает истинную температуру воздуха лишь в двух случаях: либо если он сухой, либо если воздух до предела насыщен водой и имеет поэтому относительную влажность 100 % (рис. 19).
Рис. 19. Зависимость показаний влажного (смоченного) термометра от относительной влажности воздуха (психрометрическая кривая) при температуре Тс — 4 °C
О чём говорит любителю бани психрометрическая кривая? Предположим, вы входите сухим в турецкую баню, нагретую до температуры 40 °C. При этом под турецкой баней будем понимать замкнутый сосуд (каменный, деревянный, металлический, пластиковый), дно, стенки и крышка которого всюду нагреты до одной и той же температуры, в данном случае до 40 °C. Воздух, естественно, тоже нагрет до 40 °C. Поскольку у вас кожа сухая, вы начинаете нагреваться до 40 °C (как и сухой термометр). Становится жарко. Протираете себя мокрой, нагретой до 40 °C тряпкой и неожиданно отчётливо чувствуете, что баня, только что бывшая тёплой, становится неимоверно холодной. Смотрите на гигрометр — он показывает относительную влажность 50 %. Ну что ж, ясно, ведь согласно психрометрической кривой ваше мокрое (смоченное, влажное) тело стремится к температуре 30 °C. Значит надо повышать температуру, чтобы не закоченеть. Но есть и другой путь. Плеснём воду на пол турецкой бани. Вода начинает испаряться, влажность воздуха повышается и при достижении относительной влажности воздуха 94 % ваше влажное тело нагревается до 39 °C, а при достижении относительной влажности воздуха 100 % — до 40 °C. Вновь становится жарко, хотя температура по показаниям сухого термометра как была равна 40 °C, так и осталась.
