Юрий Хошев - Теория бань
Полуземлянки (как жилища, так и подклеты) имели существенные недостатки, в частности, малую долговечность из-за гниения и морозного пучения. Поэтому с развитием деревообрабатывающего инструмента полуземлянки стали выбираться наружу в виде рубленых изб (клетей) на фундаменте. Но ещё долго сруб (прямоугольное сооружение из отёсанных брёвен, скреплённых по углам) устанавливался на деревянных свайных фундаментах-подклетах, часто сменных, да и русские печи по аналогии монтировались, как правило, на опечье, похожее на сруб-подклет.
Сейчас уже никто не знает, в какой момент постепенно вылезающая наружу полуземлянка стала избой или стала называться избой, то есть тёплым (отапливаемым) домом, причём из брёвен. Но сам процесс совершенно ясен: вечно гниющий и подтапливаемый подклет, в котором всё меньше жили и в котором уже перестали устанавливать печь, постепенно заменялся где бревенчатым фундаментом из стойкой древесины (дуба, лиственницы, ясеня, сосны), где каменным фундаментом из валунов или кирпича. Сначала полы в избах оставались глиняными, так что щель между грунтом и нижним венцом сруба, защищаемым берестой, засыпалась завалинкой или закрывалась забиркой. Затем полы стали застилаться плахами или досками, потом полы стали укладываться на балки и лаги, не касаясь земли. Если во времена Радищева в 1790 году избы вдоль Петербургского тракта были сплошь курными, то уже во времена Пушкина в 1833 году в каждой избе по тракту была труба, а натянутые на окна пузыри сменились на стекло. В 1851 году была пущена Петербургско-
Московская железная дорога, в 1850–1860 гг. в деревнях по тракту у простого люда появились самовары, в 1880–1885 гг. исчезли лучины, заменённые на свечи и на керосиновые лампы-коптилки без стекла. Курные же бани царствовали вплоть до конца XIX века, но в последние годы уже с печами (хоть и дымными), бочками с водой и даже полом.
Описываемый регион был далеко не самым сытным, но и не самым отсталым в России, поскольку располагался вдоль главной дороги страны. В иных регионах на Севере и в Сибири вплоть до середины XX века встречались жилые курные избы (порой в виде курной «половины» от летнего гнуса в белой избе). На Алтае в 1763 году на 698 жилых домов было 108 чёрных и 165 белых бань. Учитывая, что строители, а тем более солдаты на войне, жили в землянках и в XX веке, можно констатировать, что земляные и курные строения сопровождали русский народ всё второе тысячелетие нашей эры, причём неоднородность материального и жилищного благосостояния всегда была высокой даже в пределах одной деревни. Это означает, что бани в нашей стране всегда были представлены очень разообразно: от самых простейших и примитивных форм до суперпрогрессивных образцов одновременно.
Прогресс жилья шёл из опыта строительства церквей и усадеб зажиточных слоёв общества. Вслед за развитием жилищного строительства шло развитие банного дела. Прогресс же печного дела шёл из промышленности, в первую очередь из металлургии. Как известно глиняный кирпич (в том числе и шамотный) обеспечил выплавку меди (бронзы, латуни) при температурах 1000–1100 °C. Первый огнеупорный материал-динас обеспечил выплавку чугуна и стали при температурах 1500–1600 °C. Сталь обеспечила развитие теплового машиностроения.
Так, ещё в 1763 году на Урале И.И. Ползуновым была изобретена паровая («огневая») машина со стальным паровым котлом. Большое влияние на понимание печных процессов (в том числе и с каменками) оказало и развитие кузнечного дела с воздушным дутьём на угли.
Появление бытовых строений с малотеплопроводными бревенчатыми ограждающими конструкциями (землянок, полуземлянок, изб) значительно улучшило условия пребывания, поскольку тёплый потолок стал играть роль инфракрасного обогревателя. Применительно к бревенчатым баням это означает, что горячий чёрный потолок с температурой 100 °C излучает вниз 1,1 кВт/м2 лучистого тепла, в то время как холодный потолок, рассматриваемый в предыдущем разделе, излучает при 0 °C приблизительно лишь 0,3 кВт/м2. С учётом того, что человека в бревенчатом строении окружает не только горячий потолок, но и холодный пол, излучающий всего порядка 0,3 кВт/м2, суммарный лучистый поток на тело человека составит примерно 0,7 кВт/м2.
Продолжая численные выкладки предыдущего раздела, можно установить, что тепловой баланс раздетого человека с мокрой кожей в банном помещении с температурой воздуха и потолка 100 °C складывается из теплопритока 1,8 кВт/м2 (из них 0,7 кВт/м2 за счёт кондуктивного теплообмена; 0,4 кВт/м2 за счёт конвективного теплообмена; 0,7 кВт/м2 за счёт лучистого потока) и теплоотдачи 2,5 кВт/м2 (из них 0,5 кВт/м2 за счёт лучистых потерь и 2 кВт/м2 за счёт испарений воды с кожи человека в сухом воздухе с абсолютной влажностью 0,005 кг/м3). Значит и в этом случае, фактически близком к современным сухим саунам, мокрому человеку холодно. Необходимо либо обеспечивать лучистый нагрев от камней очага, либо увеличение влажности воздуха, в том числе и за счёт поддач.
В мытных избах, в землянках и полуземлянках стены и потолок перед протопкой всегда были гигроскопически влажными, а порой и откровенно сырыми (мокрыми) от земли и дождей. Это спасало древесину от излишнего гниения (при относительной влажности древесины 70 % и выше деятельность дереворазрушающих грибов угнетена), но и создавало при протопке повышенную влажность воздуха. При прогреве горячим дымом и тепловым излучением от костра и камней стены и потолок подсыхали, а помещение проветривалось. Поэтому после протопки при ещё тлеющих в золе углях баню закрывали, и она «томилась», «выстаивалась», «доходила» с полчаса-час с тем, чтобы раскалённые камни прогрели низ бани и сами чуть подостыли, чтобы не было чрезмерного острого сухого жара. При этом воздух неминуемо увлажнялся от мокрых (влажных) нагревающихся нижних частей стен. При абсолютной влажности воздуха 0,02 кг/м3 в чёрной бане с горячим потолком уже становится тепло с мокрой кожей, женщины и дети могли мыться с тепловым комфортом даже отгородившись от жара камней. А реальная влажность воздуха в рядовых банях, особенно земляных, достигала хомотермального уровня 0,05 кг/м3 и даже выше. Всем известно, что в подвальных помещениях и редко протапливаемых строениях всегда более влажно, чем на улице или в постоянно протапливаемых домах.
Со временем в чёрных банях появилось много воды для тёплого мытья. Так что в последние века стало традицией мыть (обливать) стены курных бань от сажи после протопки перед томлением. Эта процедура называлась «опариванием», что свидетельствовало, что обмывание стен проводилось не только для очистки от сажи, но и для увлажнения стен. Мокрые стены затем при томлении бани в свою очередь увлажняли воздух, в результате чего баня становилась «тёплой».
Но, конечно же, бывало и так, что баня «не держала», очень быстро остывала после погасания огня из-за высокой теплопроводности стен
или неплотных дверей. При этом приходилось мыться при резком жаре от камней, поскольку долго «томить» такую баню было нельзя из-за выхолаживания. Это тот случай, когда чёрная баня плавно переходит в разряд помещений с постоянно холодным потолком, рассмотренных в предыдущем разделе и имеющих принципиально низкую абсолютную влажность воздуха. Поэтому, несмотря на то, что тепловые потоки на тело человека в банях с холодным и горячим потолком не столь уж сильно отличаются, тем не менее бани с холодным и горячим потолком отличаются кардинально, поскольку горячий потолок даёт возможность длительно удерживать высокую влажность воздуха, особенно при малых скоростях конвекции.
Стандартная процедура древней чёрной мытной бани при отсутствии котлов с водой и мыла включала первичный разогрев тела при сухой коже (в том числе и от жара камней), после чего мылись хлестаниями веника при поддачах (см. следующий раздел) и обливались (обмывались) холодной водой, в том числе и в водоёмах. Такая процедура чисто внешне похожа на современную финскую сауну, только в последней веником не моются, а лишь обмахиваются (при наличии оного). Главным же климатическим отличием древних чёрных бань с горячим потолком от современных саун (с металлической печью) является то, что излучение от очага чёрной бани обычно не экранировалось (не загораживалось), а вот излучение от стенок металлической печи современной сауны экранируется всегда. Поэтому современная сауна имеет очень малый поток лучистого тепла от печи (вклад открытой каменки наверху печи крайне незначителен). Поскольку в чёрных банях лучистый поток не преобразуется в поток конвективного тепла, то в чёрных банях роль конвекции сравнительно мала, в том числе и в плане циркуляционного осушения воздуха в бане. Оговоримся, однако, что в чёрных банях со временем стала применяться печь (дымная), что снизило лучистые потоки, но одновременно в банях появилась и тёплая вода, а в современных саунах воды для мытья нет. Так что процедуры всё равно чем-то разнятся, и зазорного в этом ничего нет. Ясно, что бани раньше создавались для мытья, а сауны сейчас делают для потения (хоть и перед душем для мытья).
