Главное о бане. Как я понимаю хомотермальную кривую

Фото. Главное о бане должно быть понятно каждому, кто собирается попариться и помыться

Баня спешки не терпит!

Баня без пара, что щи без навара!

«Как потеешь?» дорогой друг! Мы все еще топчемся перед баней, не решаясь войти. И правильно делаем, поскольку нам пока не ведомо — главное о бане,  не знакомы виды бань  и параметры  их микроклимата. Зачастую бывает и так – собираешься в русскую баню, а попадаешь в жесткую обжигающую Финскую баню сауну с металлической печью. Температура в такой бане более 100оС, веник сохнет, листья осыпаются, на теле пятна ожогов. Такая баня надолго может отбить желание попариться.

Чтобы чувствовать себя комфортно в бане, как мы выяснили, температура в ней должна быть не менее tс.т = 40оС, а влажность находиться в приделах φ = 82 —  94%. При этих климатических параметрах мы будем  потеть. Пот с тела будет иметь возможность испаряться, тем самым не допуская перегрева тела.  Пребывать в такой атмосфере, с ощущением удовольствия и комфорта, очень приятно.

Вот это и легло в основу  Турецкой бани хаммам, Римской и других. Как же они функционируют? Чтобы понять ход дальнейших рассуждений , необходимо иметь перед собой диаграмму i-d влажного воздуха. Рассмотрим в качестве примера турецкую баню хаммам, представляющую собой каменное помещение, нагреваемое горячим полом. Проветрим сухую баню наружным атмосферным воздухом с температурой, например, 25°С и абсолютной влажностью 0,016 кг/м3 (что соответствует значению относительной влажности воздуха 80%), затем, сохраняя полы сухими, закроем двери и нагреем баню до 40°С. Воздух в бане тоже нагреется до 40°С и сохранит ту же абсолютную влажность 0,016 кг/м3, так как в бане нет воды, которая могла бы испаряться. При температуре 40°С абсолютная влажность 0,016 кг/м3 соответствует значению относительной влажности 35%. При такой относительной влажности, температура нашего тела будет стремиться к температуре мокрого термометра то есть к tм.т = 27°С.

Баня при увлажнении тела представляется очень холодной. Обольемся горячей водой с температурой 40°С или  воду  нальем на горячий пол. Относительная влажность 35% означает, что при этой температуре в воздух может испариться еще 65% воды. Вот она и будет испаряться, пока абсолютная влажность не достигнет табличного для 40°С значения плотности насыщенного пара 0,05 кг/м3, отвечающего относительной влажности воздуха 100%. Баня становится горячей. Теперь вытрем все полы насухо и тряпки удалим из помещения бани. Наше тело продолжает потеть, но пот не испаряется, так как воздух взять в себя воды при этой температуре больше не может. Системы самотерморегуляции тела оказываются неработоспособными. Температура кожи уже давно равна 40°С, начинает повышаться температура внутренних органов. В это время мы чувствуем панический жар, становится трудно дышать, увеличивается сердцебиение, хочется побыстрей покинуть баню. Недалеко уже и до теплового удара. А давайте слегка проветрим баню, влажность воздуха при этом снизится. Станет полегче, так как пот начнет испаряться, охлаждая тело. Вот такой и полагается быть турецкой бане хаммам, то есть Турецкий Хаммам (ТХ) — это  tс.т = 40 — 45°С и φ = 100 —  90%.  В таком банном микроклимате тело человека может находиться достаточно долго без ощущения дискомфорта, из кожных пор постоянно, но не очень интенсивно выделяется пот.

Процесс парения состоит из активного массирования тела и пассивного лежания на каменных поверхностях, нагретых до 40°С. Отметим, что данные бани обладают самой влажной и самой низкотемпературной парилкой.

Ну а теперь давайте определим максимальные температуры, которые наше тело уже не сможет выдержать, находясь при этом в комфортном состоянии. За точку отсчета возьмем те же  40°С и начнем повышать температуру, при этом влажность будем понижать как можно ниже. Такой эксперимент провели финны в 1924г. Они и определили верхнюю границу нагрева воздуха, она оказалась равной 90°С. Тело, помещенное в парилку с температурой в 90°С и очень низкой, стремящейся максимально приблизиться к нулевой, влажности может комфортно пребыть в ней порядка 10 минут. При этом скорость движение  нагретого воздуха вблизи тела должна быть минимальна. В противном случае пот просто не будет успевать испаряться и тело получит ожег. Процесс парения в такой парилке (хотя водяного пара в ней не должно быть) сводится к пассивному сидению или лежанию в помещении парилки, заполненном очень горячим и очень сухим воздухом. Это и есть Финская баня сауна —  Суховоздушная Сауна (СВ) —  tс.т = 90 — 110°С и φ = 8 — 3%. Верхние режимы, простому смертному, желательно не применять. Наше тело контактирует с окружающим воздухом еще и глазами, носоглоткой, бронхами, легкими и гениталиями. Все они покрыты слизистой оболочкой, которая не имеет возможности потеть. И если при     90°С носоглотка и все остальное без сильного дискомфорта выдерживают минут 10-15, то при 110°С и соответственно еще более низкой влажности, слизистые оболочки будут просто травмироваться.

А сейчас мы с вами определимся, что же располагается между парилкой Турецкой бани и парилкой Финской бани — Суховоздушной Сауны. Температурный диапазон между ними приличный – от 40 до 90°С, а влажностный еще больше – от 90 до 3%. Правильно, между ними расположилась Русская Баня. Прежде чем говорить о температуре в  русской бане, давайте определим благоприятные климатические параметры для повседневной жизнедеятельности человека. Эти параметры регламентированы СНиП 2.04.05-86 и равны: температура окружающего воздуха  20-25°С, влажность относительная 50-60%. Температура в русской бане tс.т = 45 — 65°С при φ = 65 — 40%, то есть параметры воздуха в парилке  максимально приближены к параметрам повседневной жизнедеятельности.

Пар и парилка. Пар для бани готовят в каменке. Для этого топят баню до температуры порядка 50-55°С, камни в каменке разогреваются при этом до 400-600°С. Затем плескают горячую воду на эти камни, получают перегретый пар, который  со свистом вырывается из каменки в помещение парной. Очень важно понять тот факт, что пар, поступающий из каменки, вовсе не является тем «паром», который нужен парильщику. Пар из каменки надо каким-то образом смешать с воздухом бани, чтобы получить горячий высоковлажный воздух, который и называется  «банным паром». Так что каменка по существу является лишь частью некого генератора «банного пара», включающего и устройство смешения, роль которого играет само помещение парилки.

При  увлажнении воздуха в парилке паром,  необходимо прежде всего  предотвратить образование тумана.  Дело в том, что туман  до предела увлажняет воздух, делает его «душным», а при высоких температурах  и  «жгучим». Кроме того, туман может механически раздражать дыхательные пути  и делать воздух «тяжелым» для дыхания.

Рассмотрим возможные случаи выделения тумана при смешении водяного пара в бане с воздухом парилки используя рис.1. На приведенном графике нанесена жирная  кривая А —  зависимость плотности насыщенного пара от температуры. Если абсолютная влажность смеси будет больше плотности насыщенного пара при температуре смеси, то туман будет выпадать обязательно. Учитывая, что теплоемкости воздуха и водяного пара  близки между собой, соединим прямой линией климатические точки 1 и 4, которые описывают параметры пара и воздуха до смешения. 1 – пар с  давлением 1атм и температурой 100°С. 4 –  насыщенный воздух с давлением 1 атм и температурой 30°С.

Видно, что в данном случае при смешении холодного воздуха 4 с паром  1 туман образуется всегда. При этом процедура постепенного подмешивания пара к воздуху отвечает стрелке В, а постепенного подмешивания воздуха к пару — стрелке С. Давайте будем смешивать наш воздух с паром температурой  160°С (метеоточка 2). Легко убедиться, что мы уже только частично попадаем  в «зону тумана». Ясно, что для полного предотвращения туманообразования  необходимы очень высокие температуры пара из каменки. Если мы нагреем воздух до 40оС, относительная влажность которого будет равна 50% (метеоточка5) и будем смешивать этот воздух с паром в бане температурой 200°С, то избежим образование тумана. Увлажнять воздух в бане можно не только чистым паром, но и паром, который разбавлен воздухом, то есть высоковлажным воздухом (метеоточки 6и7).

В Русской бане, как вы догадались, сам человек создает необходимые режимы для парения. Что это за режимы и как их добиваются это дальнейший наш разговор. И чтобы не нарушать логику изложения материала, они будут рассмотрены только после тестирования бани. А смысл Русской бани заключается в том, что создав условия для парения, человек берет в руки веник и начинает себя им парить. Парить, в данном случае, означает конденсировать водяные пары на тело человека. При этом выделяется скрытая теплота конденсации водяного пара — это и есть суть ощущения жара. Русская баня и веник березовый понятия синонимы для бани.

Рис.1. Главное о бане. График для определения возможности выделения тумана при смешении водяного пара с воздухом

Рис.1. График для определения возможности выделения тумана при смешении водяного пара с воздухом

Рассматривая климатические параметры вышеперечисленных бань, турецкой, русской и финской, мы оперировали такими параметрами как,  температура по сухому термометру, абсолютная и относительная влажность воздуха. Находясь в любой бане, влага либо испаряется с тела человека охлаждая его, либо конденсируется на тело нагревая его. Где же эта граница между двумя этими процессами? Оказалось, и это в свое время доказал  Ю. М. Хошев, что эта граница соответствует параметрам в бане при постоянной абсолютной влажности воздуха равной   0,05 кг/м3, температура точки росы при этом равна  Тр = 40оС. Данные параметры выбраны в соответствии с физиологической сущностью человека и справедливы для всех без исключения бань.

Для того чтобы построить эту кривую, обратитесь к i-dдиаграмме влажного воздуха. Приняв абсолютную влажность насыщенного воздуха равной 0,05 кг/м3, проведем вертикаль. Данная вертикаль, при постоянной температуре точки росы,  пересечет линии температур сухого термометра и относительной влажности в определенных точках. По данным этих точек и построим хомотермальную кривую. Хомотермальная (ХТ) кривая представлена на рис.2.

Рис.2. Главное о бане. Области испарения и конденсации влаги в бане

Рис.2. Процессы парения для различных бань в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха в парилке.

Хомотермальная кривая  практически в точности описывает реальные климатические условия парных бань всех возможных типов — турецких, русских, финских. Для всех видов бань характерна одна и та же критическая абсолютная влажность порядка 0,05 кг/м3, что с первого взгляда просто крайне удивительно.

Многие люди, в том числе и некоторые врачи, по наивности полагают, что климатические режимы различных традиционных парных бань специально разработаны «многовековым опытом многочисленных поколений предков». Это глубочайшее заблуждение. Других режимов, помимо приведенных в теоретической хомотермальной таблице, просто не существует в природе. Все, что ниже хомотермальной кривой, соответствует режимам потоотделения (в сочетании с потением). Все, что расположено на хомотермальной кривой, соответствует режимам потения без испарения пота и без осаждения конденсата. Все, что выше хомотермальной кривой, соответствует потению и осаждению горячего конденсата (росы) — классический случай русской паровой бани с кратковременным гипертермальным воздействием на кожу.

Самое интересное, что выпавшая влага будет иметь температуру воздуха в парилке. При выпадении незначительных объемов влаги ее действие переносится достаточно легко и приятно т.к. она быстро охлаждается при соприкосновении с кожей. Но если влажность в парилке значительная, порядка 70-80%, то  душ температурой 65оС будет приятен далеко не каждому и очень недолго. Расположение различных видов бань относительно хомотермальной кривой приведено на Рис.3.

Рис.3 Главное о бане. Различные виды бань и их расположение относительно хомотермальной кривой

Рис.3. Главное о бане. Различные виды бань и их расположение относительно хомотермальной кривой

Чтобы понимать баню, необходимо контролировать климатические параметры в бане с помощью гигрометров. К сожалению, знание относительной влажности мало что дает парильщику, необходим пересчет по хомотермальной таблице. Рекомендуем для оценки климатической обстановки очень простой, крайне дешевый и безошибочный прибор: любой капиллярный термометр, резервуар которого обмотан ватой, то есть обычный влажный термометр. Зафиксировав показания сухого термометра, слегка смочим вату водой (лучше горячей) и проследим, как изменяются показания термометра, пока не высохнет ватка.

Если температура по влажному термометру выше 50°С (кратковременно бывает и до 60°С), то это очень жаркая парилка для любителя (экстремально «ошпариться»), если 40-50°С — это нормальная парилка, чтобы не спеша погреться и расслабиться, если 35-40°С -это хорошая климатическая обстановка, чтобы помыться после парной.

Итак, главное о бане:

1. Климатические параметры бань: Турецкая баня — это  tс.т = 40 — 45°С и φ = 100 —  90%. Русская баня — это  tс.т = 45 — 65°С и φ = 65 — 40%. Финская баня — это tс.т = 90 — 110°С и φ = 8 — 3%.

2. Климатические параметры для повседневной жизнедеятельности человека. Эти параметры регламентированы СНиП 2.04.05-86 и равны: температура окружающего воздуха  20-25°С, влажность относительная 50-60%. Выводы сделайте сами.

3. Хомотермальная кривая (ХК) – это граница между режимами суховоздушной кабины и режимами паровой бани. Эта граница построена с учетом физиологической сущности человека и справедлива для всех видов бань без  исключения.

4. Температура конденсата, выпавшего на тело человека в режиме паровой бани, равна температуре в бане на момент выпадения конденсата. Кроме того, при этом выделяется скрытая теплота конденсации водяного пара — это и есть суть ощущения жара в паровой бане.

5. Парилка для нормального человека должна иметь температуру по мокрому термометру в приделах  tм.т = 40 — 50°С.

В следующем посте мы с вами, для лучшего понимания бани,  протестируем мою баню и только потом, возможно, отправимся попариться. Легкого Вам пару без угару!

С уважением, Григорий и Галина.

Информация

написать об авторе блога

Опубликовано в Моя баня

Не ленись, расскажи о нас всем всем.

Свежие записи

БРИФ — техзадание для настройки и ведения рекламы РСЯ

Настройка и ведение рекламы РСЯ

Настройка и ведение рекламы РСЯ

 

Как начать зарабатывать на партнерках

Пошаговый план заработка на партнерских программах

Пошаговый план заработка на партнерских программах

ДЛЯ УСПЕШНОЙ СДАЧИ КВАЛИФИКАЦИОННОГО ЭКЗАМЕНА

Создаем механизм для заработка Вконтакте

Подходит для всех желающих


Обучение по подработке ВКонтакте