Юрий Хошев - Теория бань
Отметим, что раскрасневшаяся кожа за счёт усиленных потоков крови становится значительно более теплопроводной, и уровень привыкания разогретого тела возрастает до 1 кВт/м2 и выше. Это означает, что человек с раскрасневшейся кожей не только хуже оценивает жару и холод, но и легче, и безопасней их переносит, поскольку кожа (вместе с терморецепторами, которые в ней расположены) при наличии интенсивного кровотока не может быстро ни охладиться, ни нагреться. Кстати, именно из-за большого количества кровеносных сосудов губы человека и рот легко выдерживают прикосновение горячих жидкостей. В дальнейшем мы будем рассматривать лишь ощущения неразогретого тела.
На рис. 49 представлена кривая переносимости неразогретой кожей тепловых потоков, построенная по результатам измерений в сталелитейных производствах. Видно, что при введённом нами уровне привыкания переносимость кожей на самом деле очень велика. Затем по мере увеличения теплового потока переносимость кожей снижается до минут, а потом и до секунд (рис. 50).
Естественно, особо жаркая баня с временем переносимости кожей (возможным временем пребывания) в несколько секунд не может эксплуатироваться даже как экстремальная баня. Для банного процесса необходима хотя бы минута.
Рис. 49. Время переносимости человеком тепловых нагрузок на организм в области низких тепловых потоков. 1 — переносимость кожей, 2 — переносимость телом.
В то же время перегрев всего тела (внутренних органов) также приводит к непереносимости, но уже не за счёт непереносимости ощущений на коже (даже на одном каком-либо участке кожи в виде жжения и пощипывания), а ввиду ухудшения общего самочувствия человека (повышения частоты пульса, головокружений, слабости и т. п.). Зная массу тела среднестатистического человека и его теплоёмкость, легко подсчитать характерное время нагрева всего тела человека до 39 °C (условно) при тех или иных тепловых нагрузках. Это время назовём переносимостью тепловых нагрузок телом (рис. 49, 50). Видно, что переносимость телом во много раз больше, чем переносимость кожей при больших тепловых нагрузках, то есть при интенсивном нагреве человек покидает баню из-за появления жжения кожи, а не из-за ухудшения общего самочувствия. Но со снижением тепловой нагрузки переносимости кожей и телом сближаются. Это вполне понятно, поскольку при приближении к уровню привыкания переносимость кожей и телом приобретают одинаковый смысл (температура кожи приближается к температуре тела, поскольку тепло «успевает» уйти внутрь тела).
Рис. 50. Время переносимости человеком нагрузок на организм в области высоких тепловых потоков. 1 — переносимость кожей (Л.А. Глушко «Защита от перегрева в горячих печах», М.: Металлургия, 1963), 2 — переносимость телом.
Подобная зависимость переносимости от величины теплового потока не является какой-то специфической особенностью бань и организма человека, а характерна для многих явлений в природе. Так, если вы запекаете мясо на вертеле, то при малых тепловых потоках (при использовании углей и поливании водой, вином, уксусом) мясо успешно (хотя и долго) пропечётся внутри. Но при больших тепловых потоках (при использовании открытого огня) мясо просто обуглится, так и не нагревшись внутри. То есть и в кулинарии продукты могут «не вынести» высокие тепловые нагрузки из-за термического разрушения внешнего (наружного) слоя.
В заключение отметим, что вне зависимости от времени переносимости кожей значение времени переносимости телом показывает, сколько времени надо греться в тех или иных условиях, чтобы прогреться всем телом.
5.4. Зависимость ощущений от метеоусловий
Любители бань привыкли оценивать жару в бане по времени переносимости. Если время переносимости большое, то говорят «тепло», если время переносимости маленькое — говорят «жара». Например говорят: «Такая жара в бане, что и минуты не выдержать».
Зная зависимость тепловых нагрузок от метеоусловий (см., например, рис. 45 и 46) и зависимости переносимости тепловых нагрузок (рис. 49 и 50) можно оценить переносимость конкретных метеоусловий, а затем предсказать и возможные ощущения человека.
Низкие тепловые нагрузки (менее 0,2 кВт/м2), отвечающие режимам привыкания и временам переносимости более 1 часа, воспринимаются человеком просто как обычное тепло, например, от одеяла или одежды. Нагрев кожи (и тела) при этом не ощущается поскольку при столь низких тепловых потоках температура кожи не может «оторваться» от температуры тела. Человеку рано или поздно в этих условиях может стать даже жарко (в том числе и в инфракрасных «саунах», имеющих как раз такие тепловые потоки), но ощущения тепла весьма неустойчивы: даже слабое дуновение ветерка или смачивание водой способно полностью изменить всю картину ощущений до тех пор, пока тело человека и его кожа не нагреются до температуры выделения пота. Вместе с тем этот уровень тепловых нагрузок часто используется в физиотерапии (например, в УВЧ-прогреве). Широко применяется он и в знахарстве (целительстве) в качестве «жизненного» тепла (тепла «жизни», луча «жизни»), в частности, при «лечении» возложением рук (приближениями ладоней). При этом «полезный» эффект «доказывается» тем, что к такому теплу человек привык ещё в утробе матери. Во всяком случае, при низких тепловых нагрузках в банях необходимы режимы, близкие к хомотермальным, когда процессы охлаждения испарением невозможны (как в термах и хаммамах).
Средние (умеренные) тепловые нагрузки (0,2–1,0 кВт/м2), уже превышающие тепловыделение от физических нагрузок и отвечающие временам переносимости в десять минут, воспринимаются кожей уже как явное отчётливое тепло, мягко и глубоко проникающее в тело («под кожу»). Входя с холода в помещение с такой метеообстановкой как бы вздрагиваешь «от мороза». Указанные тепловые нагрузки полезны в «тепляках» (теплушках), то есть специальных тёплых помещениях (вагончиках) на производствах для согревания людей, застудившихся на морозе.
Большие тепловые нагрузки (1–3 кВт/м2), отвечающие времени переносимости 1-10 минут, воспринимаются кожей как жара, как мощное тепло, глубоко «вцепившееся» в тело, как горчичник с пощипываниями и покалываниями, но терпимое. Этот режим наиболее любим знатоками бань именно за приятное пощипывание кожи, особенно ушей. Пощипывания наиболее ярко проявляются в первые минуты пребывания в бане, затем кожа прогревается, наполняется кровью (особенно при хлестании веником) и острота ощущений снижается (из-за повышения времени переносимости раскрасневшейся кожей). Эти приятные пощипывания усиливаются при раздражении кожи жёсткой мочалкой (желательно колючей) и обливаниях горячей водой.
Тепловые потоки свыше 3 кВт/м2, отвечающие времени переносимости менее минуты, воспринимаются как экстремальные жгучие воздействия на кожу, уже вызывающие неосознанное стремление «отпрянуть». Такие воздействия применяются обычно лишь эпизодически при взмахах веника на короткие промежутки времени (секунды, поскольку аналогичны лёгкому ошпариванию). Отметим, что все эти ощущения пощипываний, покалываний, ошпариваний присущи тепловым потокам любой природы, не только от горячего влажного воздуха, но и от горячей воды. Например, горячий душ даёт те же самые ощущения, что и горячая баня.
Предложенная классификация ощущений весьма условна и ориентировочна. Она изменяется от человека к человеку, но самое главное относится к первым минутам нахождения человека в бане. Прогревшись и раскрасневшись, человек становится менее чувствительным к тепловым нагрузкам, поскольку прикожный слой с расширившимися кровеносными сосудами легче проводит тепло, и уровень привыкания существенно возрастает.
В качестве численного примера рассмотрим на предмет переносимости самые обычные для бытовых бань хомотермальные метеоусловия (рис. 51). Напомним, что в отсутствии вентиляции и холодных (с температурой ниже 40 °C) элементов, осушающих воздух в бане, любое помещение стремится к хомотермальным метеоусловиям ввиду увлажнения воздуха дыханием и испарением воды, которой моются.
Если движений воздуха нет и лучистые потоки отсутствуют (то есть при температуре стен, потолка и пола на уровне 40 °C), то переносимость хомотермального режима (кривая 3) велика (от получаса до нескольких часов). Это следствие того, что неподвижный воздух является очень «тёплой одеждой» (защищающей и от жары, и от холода) ввиду низкой теплопроводности. При равенстве температур воздуха и стен (в изотермической бане) и характерных (весьма умеренных) скоростях воздушных потоков 1 м/сек тепловые нагрузки при температурах больше 80 °C могут стать большими с временами переносимости ниже 10 минут (кривые 1 и 2). При скоростях воздушных потоков более 5 м/сек можно добиться даже экстремальных тепловых нагрузок.
