Парная баня — отапливаемое (теплое, жаркое) помещение для горячих водных гигиенических и оздоровительных процедур . В русском понимании парная баня отличается от других способов горячего омовения двумя взаимодополняющими признаками:
- омовение (мытье, водное очищение, купание, плескание, обтирание) обнаженного тела производится на воздухе без погружения всего тела в теплую воду (то есть, с применением ограниченных количеств теплой воды и ограниченных объемов сосудов),
- омовение производится в теплых (жарких) условиях, то есть с парением-нагревом тела, когда человек не ощущает холода на коже от испарения воды и пота.
Стандартизованного (общепринятого) определения термина парная баня не существует. Вышеприведенная формула отвечает технической сути первого официального гуманитарного определения: «Баня в славенском языке значит омовение: в общем же употреблении означает здание, в коем парятся и моются». Это обобщенное собирательное определение сохранилось и в последующих официальных толковых и энциклопедических словарях Российской Империи, Советского Союза и Российской Федерации.
Особое место среди парных бань имеет русская паровая баня, в которой «моются и парятся не просто в сухом тепле, а в пару». В настоящее время, ввиду ухода массового бытового мытья в квартирные ванные комнаты, русская паровая баня (особенно с веничным парением) стала всё больше восприниматься среди горожан не как гигиеническая процедура, а как чисто тепловое лечебно-профилактическое физиотерапевтическое воздействие и даже как особый вид оздоровительно-развлекательной культуры.
Способы теплого мытья
Парные бани подразделяются по способу мытья на потовые, паровые и шаечные бани.
Парные бани требуют жарких помещений, но не требуют больших количеств теплой воды. Поэтому в древности парные бани повсюду в мире (под разными названиями) были единственной возможностью круглогодичного теплого мытья, поскольку люди рано научились жарко нагревать помещение огнем (костром, печью), но долго не умели нагревать большие объемы воды из-за отсутствия крупногабаритной металлической посуды. Парные бани сыграли выдающуюся роль в истории общемировой цивилизации.
В дальнейшем люди научились получать горячую воду в огромных количествах и снабжать ею даже удаленные индивидуальные жилища (квартиры, частные домовладения). Таким образом, парные бани по чисто объективным техническим причинам стали постепенно вытесняться ваннами и душами, не требующими высоких температур в помещениях, ввиду погружения большей части тела моющегося человека в теплую воду.
Потовая баня
Потовая баня (потельное помещение) отличается тем, что человек моется собственным потом — сначала тем или иным способом разогревается («парится») и, вспотев («вспарившись», «взмылившись»), чешется ногтями, растирается ладонями, протирается мочалкой, хлещет себя веником (после чего может обмыться даже ледяной водой). Потовая баня является наиболее древним («диким») способом очищения, но сохранившимся и на высоких уровнях цивилизации, в частности, в ранних Римских термах, где посетители, вспотев после физических нагрузок на спортивной площадке (гимназиуме, палестре), соскабливали пот с кожи вместе с загрязнениями специальными скребками - стригилями в теплых помещениях с нагретыми полами (гипокаустами). В хаммамах, в частности, в турецких банях, потеют и растираются волосяными мочалками на нагретой каменной поверхности (на платформе чебек-таши - «лежанке для живота»). Потовой баней (англ. «sweat bath») считается также и традиционная финская сауна . Также и древняя новгородская баня «в Словеньской земле», описанная в Летописи и признанная в Киевской Руси «дивом», тоже была потовой - натопят, мол, сильно деревянные бани, обольются «квасом кожевенным» (то есть, покроются потом), бьют себя «прутьями молодыми» (то есть, вениками) и «то творят себе омовение». Упоминаний о паре и о подаче воды на камни в Летописи не было. Да и византийское слово «баня» в самом Новгороде в те годы, видимо, не было известно . Потовым мытьем было и парение в горнилах русских духовых печей во Владимиро-Суздальской Руси. К средствам потового очищения можно условно причислить также и сменное постельное бельё и нижнюю одежду.
Паровая баня
Паровая баня (парильное помещение) отличается тем, что человек греется и моется водным конденсатом, выпадающим в виде горячей росы на кожу из высоковлажного воздуха. Высоковлажный воздух (”банный пар») в паровой бане традиционно получали поливом воды на раскаленные огнем камни - вода испаряется, а затем конденсируется на тело человека. Мытье конденсатом традиционно осуществляли хлестанием тела банным веником. Хотя паровая баня (англ. «steam bath”) была издавна известна повсюду (например, в германских землях басту), именно она стала хрестоматийно считаться русской баней: «Баня (паровая, русская баня) — строение, где моются и парятся не просто в сухом тепле, а в пару» , где слова «парятся» и «в пару» фактически имели разный сущностный смысл.
Шаечная баня
Шаечная баня (помывочное помещение, моечная, мыльная) отличается тем, что человек моется на открытом воздухе в жарком помещении теплой водой, располагаемой в малых сосудах (шайках, тазах, корытах), методом плесканий, обливаний, протираний. Наиболее наглядно суть шаечной бани проявляется на современном житейском примере, когда при отключении горячей воды в квартирах пытаются помыться в ванной с тазиком теплой воды, нагретой на кухонной плите. Все знают, что если сполоснуть (или даже протереть) всё голое тело тёплой водой, тотчас станет холодно (из-за испарения влаги с кожи). Это означает, что для мытья в этих условиях необходимо дополнительно прогревать ванную комнату, то есть превращать ванную комнату в парную баню. Шаечная баня широко применялась для массового теплого мытья людей, ввиду экономного расхода теплой воды по сравнению с душами и ваннами.
Собирательный образ парной бани
Все вышеперечисленные способы теплого мытья, включая парные бани, ванны и души, являются технически самодостаточными действиями, но обычно произвольно комбинируются воедино. Ни один из этих способов мытья не исчезнет из жизни человека никогда и поэтому не может быть признан анахронизмом (пережитком прошлого). Морально устаревшими могут быть лишь конкретные технические решения, например, в части типов помещений (строительных конструкций), внутреннего убранства, инженерного обеспечения, а также условий мытья . Так, со времен СССР горожане, как правило, бесхитростно причисляют «к прежним баням» все мытейные помещения (личные и общественные), отличные от домашних ванн и душей. Это обусловлено безвозвратным переходом человечества от коллективного характера бытового мытья (в банях традиционного деревенского или коммунального типа) к индивидуальному (интимному, современному квартирно-домовому). Тем не менее, человек, моясь в своей личной городской ванной комнате, зачастую приподнимается над водой (или выходит из-под душа) при мытье мочалкой с мылом, что технически соответствует переходу к традиционному процессу банного мытья - к шаечной бане. В настоящее время крупные города все чаще сталкиваются с проблемами водоснабжения (в части количества и качества воды) и водоотвода. Поэтому в перспективе не исключено возвращение принципов парных бань (экономных по воде) в индивидуальное жилье горожан, но на ином уровне цивилизации.
Особенности банной терминологии
В русском простонародном быту вполне определенно различают понятия бань, ванн и душей как в части конструкции-устройства сооружения, так и в части приемов-способов мытья. В общеевропейском же смысле (и в международной технической практике) под "банями" (англ. «bath», нем. «Bad», франц. «bain», итал. «bagno», исп. «bano», болг. «banya», серб. «banja», турец. «banyo» и т.д.) понимаются все эти объекты обобщенно, преимущественно как место для любого мытья-купания, а также действие — погружение в воду. Все это сложилось исторически с учетом местных климатических, технологических и культурных специфик. Зародившись в Древней Греции, слово βαλανεῖον (баланион) перешло в Древний Рим как латинское baneum-balneum, затем в Византию как среднегреческое banio, после чего через православие распространилось в Киевской Руси как "баня". Поскольку древнегреческая буква β(бета) трансформировалась в новогреческую букву β(виту), то наряду со словом "баня" в Европе распространилось тождественное слово "ванна" (франц. "vanne", нем. "Wanne"), которое со временем появилось и в России с оттенком прогрессивности. В самой же Греции ванны-banio сменили написание на μπανιο как место для купания вообще. Европейская "баня-ванна" в конструктивном отношении преимущественно понимается как сосуд-бассейн для купания (первая построенная в 1089 году в Киевской Руси "баня" в городе Переяславе тоже была каменной ванной-купелью для церковного очищения-крещения). Водные процедуры в теплом воздухе (как способ мытья) не имеют своего специфического европейского названия, поэтому используются термины типа "воздушная ванна" или "паровая ванна" по типу "солнечных ванн". Поэтому многим современным европейцам уже трудно порой понять, как можно мыться-купаться без ванн и душей. Вместе с тем, мытье на воздухе известно во всех странах мира. В Турции мытье на воздухе сохранило восточное наименование хаммам, а слово banio понимается в смысле "ванна-купель". Мытье на воздухе часто именовалось в народе названием теплого (отапливаемого) строения, преимущественно древнего курного типа (басту, стуба, сауна, пиртис, истопка, изба, лазня), хотя бывает, наоборот, строениям давали название по мытейному назначению (мовня, мыльня, баня, мунча), что может вызывать лингвистическую путаницу.
Микроклимат парных бань
В парной бане при мытье на воздухе человек имеет мокрую кожу (в отличие от жилых помещений, в которых человек имеет сухую кожу и к тому же одет). Испарение воды (или пота) с мокрой кожи сопровождается сильным охлаждением тела человека, которое приходится компенсировать повышением температуры и влажности воздуха. Так, если температура жилых помещений (включая ванные и душевые комнаты) нормируется по российским стандартам на уровне не менее 18oC, то в парных банях температура воздуха должна быть не менее 40oC в парильных и не менее 30oC в моечных отделениях, что подкрепляется устоявшейся практикой массового городского строительства . Аналогично, типичные абсолютные влажности воздуха в жилых помещениях составляют не выше 10 г/м3, в то время как в парных банях 30-80 г/м3.
Метеорологические режимы
Микроклимат парных бань должен обеспечивать тепловой комфорт моющегося человека, в первую очередь за счет отсутствия испарения воды с кожи (и сопутствующего охлаждения тела). Испарение воды (с сушкой и охлаждением кожи) становится невозможным при точке росы воздуха, равной температуре кожи, которая сохраняется неизменной на уровне примерно 40oC вследствие гомеостаза человека. Это соответствует абсолютной влажности воздуха порядка 50 г/м3. Такую абсолютную влажность, в частности, имеет выдыхаемый из легких воздух. В координатах «температура-относительная влажность воздуха» (характерных для бытовых метеостанций) такая абсолютная влажность воздуха отвечает метеорежимам (метеоточкам, метеопараметрам, метеоусловиям), изображаемым графически в виде так называемой «хомотермальной кривой» (от лат. «хомо» - человек, «терма» - тепло).
Метеорежимы сухой бани
Сухая баня - это метеорежимы, располагающиеся ниже хомотермальной кривой. Сухая баня является "высушивающей" и физически отличается тем, что вода (или пот) на коже испаряется с охлаждением тела человека. При этом испарение воды («потоотделение») усиливается при появлении обдува тела воздухом, и чувство теплового комфорта может возникнуть лишь при достаточно высокой температуре окружающего горячего воздуха и/или достаточно высоком потоке лучистого тепла с горячих стен печи и/или бани.
Понятия сухой бани и суховоздушной бани (бани с сухим воздухом) принципиально различны. В сухой бане (то есть в воздухе с точкой росы менее температуры тела 40oC) сохнет кожа человека, имеющая условно фиксированную температуру 40oC. В суховоздушной же бане (то есть в воздухе с точкой росы менее температуры воздуха) сохнут поверхности, имеющие температуру, равную температуре воздуха. Так, суховоздушная баня при высоких температурах воздуха может стать паровой.
Сухая баня угадывается органолептически по "свежести вдоха" - по охлаждению влажной носоглотки или языка при вдохе (или по охлаждению мокрой ладони при взмахе или обдуве) даже при высокой температуре горячего воздуха. Разница ощущений во влажной носоглотке при замедленных вдохах и выдохах тотчас выявляет степень сухости бани. При пересыхании же губ и слизистых оболочек органов дыхания, испарительное охлаждение становится невозможным, что создает опасность перегревов и сухих ожогов, в первую очередь носоглотки, горячим воздухом.
Метеорежимы влажной бани
Влажная баня - это метеорежимы, располагающиеся на хомотермальной кривой. Влажная баня является "потной" и физически отличается тем, что вода (или пот) с кожи человека не испаряется. Человек теряет способность к терморегуляции потоотделением, то есть кожа не сохнет и тело человека не охлаждается испарением вне зависимости от наличия обдува воздухом. Влажная баня характеризуется не потоотделением (испарением пота), а потением - накоплением пота на коже с последующим стеканием струйками вниз. Человек «парится» (нагревается и перегревается) как за счет тепла помещения, так и за счет естественных внутренних физиологических тепловыделений (порядка 80 Вт в покое и более 290 Вт при тяжелой физической работе). Базовым (реперным) примером влажного ("хомотермального") воздуха является выдыхаемый человеком из легких "отработанный" воздух (представляющий собой "духоту" - "душный" воздух "из души").
Влажная баня угадывается органолептически по "духоте" вдоха ("ватности" вдыхаемого воздуха) - по отсутствию разницы ощущений в носоглотке при вдохах и выдохах (носоглотка ни охлаждается, ни сохнет, ни нагревается).
Метеорежимы паровой бани
Паровая баня - это метеорежимы, располагающиеся выше хомотермальной кривой. Паровая баня является "пропаривающей-увлажняющей" (конденсационной) и физически отличается тем, что на кожу выпадает горячая роса из высоковлажного воздуха. При этом человек может серьезно ошпариться, особенно от струи пара из каменки или при обдуве тела веником. Именно эти паровые метеорежимы режимы выше хомотермальной кривой стали называться «русскими» в городских паровых банях (с кирпичной печью и с закрытой каменкой) при парении веником.
Паровая баня угадывается органолептически по "горячему" вдоху - либо по ощущениям ошпаривания мокрых губ при воздухе с насыщенным паром, либо по ощущениям глубокого проникновения тепла в бронхи при воздухе с ненасыщенным (легким) паром.
Терминология "банного пара"
В русском быту микроклимат бань традиционно описывается народными понятиями "банного пара". Праславянское слово "пар" являлось обобщением чувственного восприятия тепла, преимущественно влажного (от слова прЪ-преть), во многих ощущениях, в том числе и как внутреннего животного начала (дух, жизнь, дыхание). В последующем, слово «пар» в своем историческом развитии приобрело в русском языке многочисленные дополнительные значения - невидимые глазом испарения, видимые "струйки или клубы пара" (тумана, объемного конденсата, водного аэрозоля), пары как продукты газификации веществ, газообразное агрегатное состояние воды, а впоследствии и технический пар под избыточным давлением («паровозный», не содержащий воздуха, пар из парового котла, из чайника или с каменки). В русской банной литературе понятия "пара" как тепла и "пара" как влаги в воздухе стали смешиваться уже в 18 веке. Тем не менее, в советских официальных строительных и санитарных правилах банные помещения с подачей пара именовались именно как "парильные" (а не парные).
По факту разные сущностные понятия "пара" (бытовые и технические) используются в банях произвольно, зачастую одновременно и вперемежку, что приводит порой к смысловым недоразумениям (особенно у иностранцев). Тем не менее, русская народная баня абсолютно не мыслима без бытовой терминологии "пара" (пар тяжелый и легкий, пар свежий и вчерашний, пар шпаркий и вольный и т.п.), которая житейски передается из поколения в поколение, создавая негласный национальный консенсус в обществе.
Пар как тепло влажного воздуха
Пар (как устаревшее понимание тепла "вообще") складывается из тепла от горячего влажного воздуха, лучистого тепла от нагретых ограждающих конструкций, тепла от соприкосновений (лежанки, воды, веника), внутренних тепловыделений человека. Но под "банным паром" чаще всего понимают "сильно нагретый влажный воздух". В свою очередь, тепло от "сильно нагретого влажного воздуха" складывается из кондуктивно-конвективного тепла от горячей газовой фазы - от горячего воздуха и паров воды (обжигающая "жаровая" составляющая) и теплоты конденсации паров воды на кожу человека (ошпаривающая "паровая" составляющая). Если по ощущениям на коже преобладает сушащая жаровая составляющая (как от фена), то говорят о "сухом" банном паре. Если по ощущениям на коже преобладает увлажняющая паровая составляющая (как от чайника), то говорят о "влажном" (сыром) банном паре. Имеются и промежуточные бытовые уточнения. Например, если жаровые и паровые составляющие сопоставимы и незначительны, то в народе порой говорят "пар как в прачке" (потный липкий пар с туманными клубами). А если жаровые и паровые составляющие сопоставимы и значительны, то в простой речи говорят "пар как в огне" - пылкий жар, огненный (в частности, "легкий пар" - глубоко прогревающий, обжигающий, но не иссушивающий и не ошпаривающий).
Бытовое понятие легкого пара
Легкий пар - русское бытовое понятие (в виде словосочетания), выражающее комфортную переносимость парной бани. Этот термин имеет древние сугубо национальные корни, специфично (присуще только русским баням), распространено в постсоветских странах и не имеет аналогов у других народов. Понятие многофакторное, порой противоречиво объясняемое в народе, поскольку относится к личным чувственным восприятиям и бытовым представлениям. Понимается в нескольких основных смысловых толкованиях, в частности, бездымности, беспыльности и безугарности (в отличие от курной бани), чистоты помещений, умеренности воздействий (вольный пар после протопки), незатрудненности дыхания, отсутствия одурманивания, духоты, першения в горле и т.п.
Особый смысл имеет национально-отличительное поздравление "С легким паром!", которое однозначно определяет, что речь идет именно о русской бане, а не иной, например, общеевропейской, где поздравляют «С хорошей (приятной, жаркой) баней!», или литовской, где поздравляют «С березовым листом!». Бытовое выражение "С легким паром!" является не приветствованием, а именно поздравлением, поскольку сопровождается традиционным ответом "Спасибо!". Под словом "пар" при этом неосознанно понимают ощущение приятного внутреннего тепла в чистом теле, "легкой" (желанной) истомы при охлаждении. Поздравляют не в бане, а непосредственно после выхода из бани, спустя время уже не поздравляют. Совсем голого и мокрого не поздравляют, если есть одежда, то она должна быть сухой. Не поздравляют вышедшего из парилки в моечное отделение. Баня может быть расположена вдалеке от дома, но поздравляют либо при выходе из бани, либо при вхождении в дом. Выходя вместе из бани, друг друга не поздравляют. Поздравляют третьи лица, не участвовавшие в одном банном процессе (но если в разное время и в разных банях, то поздравляют). Такие понимания и условности передаются в быту привычками из поколение в поколение, применяются ныне и после горячего мытья в корытах, тазах, ваннах, душах.
Климатическое понятие легкого пара
В среде знатоков-любителей банного парения имеется особое понятие "легкого пара", бытующее не после бани, а непосредственно при парении. "Легкий пар - жаркий, обжигающий, горячий, сухой, в нем легко дышится, он дарит эйфорию, он может вызвать легкий морозец на коже и стойкое желание как следует попариться...".
Легкий пар часто упоминается в художественной литературе. "Ядреный, ласковый, легкий пар... Крепкий, сухой, ласковый пар... Кажется, что вы находитесь в огне, но почему-то легко дышится...". "С детства привык с сибирской бане с ее обжигающе легким паром и в более влажных банях чувствую себя хоть и хорошо, но...". "Каменка зашумела, сухой, нестерпимый жар ласково опалил кожу, все в мире приобрело другое, более широкое значение...". "Легкий пар успокаивает нас. Он горячий, но не палящий...". Понятие такого легкого пара ЛП относится исключительно к экстремальным режимам паровой бани (с температурой точки росы выше 40oC) - метеорежимы ЛП (поз.4) характеризуются относительной влажностью воздуха порядка 50% и занимают промежуточное положение между высоковлажными (поз. 1 и 2) и суховоздушными паровыми банями (поз.5 и 6). Высоковлажные низкотемпературные бани (поз.2) комфортно ощущаются парильщиками и паруемыми, широко распространены для веничного хлестания, но для экстремально горячего парения приходится захватывать веником горячий ошпаривающий пар из припотолочной зоны "парового пирога" (поз.3) и соразмеренно подавать его на тело. При нагреве банного пара выше 60oC) ошпаривающий ("варкий", "шпаркий") эффект конденсирующегося пара снижается (до приятных пощипываний-прикусов), а обжигающий эффект от горячего воздуха усиливается - экстремальное парение становится возможным без применения пирога пара. В легком паре парильщику длительно работать утомительно из-за собственных перегревов тела, поэтому в коммерческих банях легкий пар при использовании веников применяют ограниченно. При дальнейшем подъеме температуры возникает режим сухого пара (поз.5), когда веник уже сильно пересыхает, и парятся взмахами опахал. Последующий подъем температуры приводит к очень сухим режимам современных высокотемпературных саун (поз.6), при которых не только веник, но и само влажное тело человека высушивается, и действие потоков горячего воздуха (совместно с лучистым теплом от потолка на сухой коже) воспринимается как сухой термический ожог также, как и в пересохшей носоглотке.
В настоящее время в банной литературе имеется консенсус относительно причин "легкости" (то есть отсутствия шпаркости) перегретого пара - повышенная (относительно точки росы) температура воздуха 80-100oС может способствовать мягкому нагреву кожи до температуры точки росы воздуха и даже выше (вплоть до 58oС ). В этих условиях обдув тела взмахом веника уже не приводит к выделению конденсата на коже человека и воспринимается телом как поток горячего воздуха. К аналогичному результату может приводить и нагрев кожи лучистым теплом, в связи с чем считается, что режим ЛП затруднен при недостаточности теплового излучения со стенок печи и потолка бани. Неподвижный влажный воздух может комфортно ощущаться вплоть до критической точки росы 55-58oС (в целях "погреться" и "подышать"). Парение же веником "сдувает" неподвижную воздушную оболочку ("защитную рубашку") около кожи, и обжигающее воздействие потока легкого пара начинает ощущаться при точке росы Тр = 47oС и становится невыносимым при Тр = 52oС без признаков физиологического ошпаривания.
Приготовление банного пара
Банный пар как «воздух, напитанный жаркими водяными парами» , представляет собой механическую паровоздушную смесь (ПВС) молекул воды и молекул воздуха. Парциальные давления насыщенного пара над водой (равновесные с водой) зависят только от температуры (единой для пара и воды) и не зависят от факта наличия воздуха и его давления. Поэтому к банному пару, как к ПВС, условно (и порой противоречиво) применяют те же характеризующие термины, что и к химически и физически чистому водяному пару: насыщенный банный пар - это ПВС, содержащая насыщенный пар, перегретый банный пар - это ПВС, содержащая физически перегретый пар(ненасыщенный пар), сырой банный пар - это ПВС, содержащая технически сырой пар (то есть с брызгами или туманом), сухой банный пар - это ПВС, содержащая технически сухой пар (то есть без брызг и тумана), и т.д.
Увлажнение воздуха в паровой бане
Банный пар для парения готовится путем подачи в баню испаренной воды в расчете в среднем до 50 граммов воды в расчете на один кубический метр объема бани. Воду обычно испаряют порциями (так называемыми «поддачами») поливом на раскаленную каменку, но можно получать паровые метеорежимы постоянным или периодическим кипячением воды в сосуде или испарением влаги из стен. Образующийся при испарении воды пар поступает в объем бани и смешивается с воздухом. Поскольку пар легче воздуха, пар самопроизвольно стремится вверх и может образовать у потолка слой чрезмерно увлажненного и сильно нагретого воздуха в виде горячего «пирога пара». При этом взмахи веником при наличии "пирога пара" могут «ошпаривать» тело человека. Поэтому в ходе «поддач» воздух в бане зачастую перемешивают-усредняют («разгоняют пар» с разрушением «парового пирога» вениками, простынями, опахалами), что может приводить к частичной конденсации водяных паров (к "посадке пара") на холодном полу с осушением воздуха. Вследствие этого, различают "кондиционное" парение веником (в "облаке" относительно однородного "пара") и "пироговое" парение в неоднородном "паре" (с захватом горячего "пара" веником из высоковлажного припотолочного слоя). Постоянная аэродинамическая циркуляция воздуха в бане (за счет естественной конвекции у горячей печи или над каменкой) затрудняет получение паровых режимов из-за конденсации водяных паров у холодного пола, в частности, в курных (черных) банях и в современных финских сухих саунах с открытой каменкой . Иными словами, баня с неподвижным воздухом (колпаковая) склонна увлажняться при подаче пара, а баня с подвижным воздухом (циркулирующим или вентилируемым) склонна препятствовать увлажнению паром.
Смешивание паровоздушный смесей
Если нагрев воздуха в бане мыслим и без движения воздушных масс (например, в случае наличия лучистых потоков тепла), то увлажнение воздуха обязательно предусматривает процедуру механического смешивания газов. Две разные паровоздушные смеси (в том числе и 100%-ный пар и 100%-ный воздух) образуют в различных пропорциях новые паровоздушные смеси (ПВС), температуры и абсолютные влажности которых имеют (примерно) среднеарифметические величины от исходных значений метеопараметров смешивающихся смесей (ввиду условной близости массовых теплоемкостей воздуха и водяных паров).
Это означает, что на так называемой «банно-паровой диаграмме» (в координатах «температура — массовая доля водяных паров в ПВС») метеопараметры новых ПВС (например, метеоточка «С») располагаются (примерно) на отрезке прямой (например, «ОВ»), соединяющем исходные метеоточки («О» и «В») смешивающихся ПВС. Никаких иных значений метеопараметров ПВС принципиально возникнуть не может ни в одной точке бани (но ПВС у потолка и пола могут образовываться в разных пропорциях смешения и отличаться кардинально). При этом обязательно предполагается отсутствие внешних охлаждений и осушений смешивающихся паровоздушных смесей в бане, что может быть учтено дополнительно.
Ошпаривающий банный пар
Ошпаривающий (шпаркий, варкий, обваривающий) банный пар — это паровоздушные смеси со 100%-ной относительной влажностью, соответствующей насыщенному пару. Так, если в воздух бани с метеоточкой «О» подать чистый 100%-ный (без воздуха) водяной пар с метеоточкой «А» с температурой 100oC и относительной влажностью 100% (например, из кипящего чайника), то отрезок прямой, соединяющий эти метеоточки, неизбежно пересечет кривую насыщенного пара. Таким образом, в объеме бани неизбежно возникают пространственные зоны с паровоздушными смесями, отвечающими пересыщенному пару (слева от кривой насыщенного пара). Этот пересыщенный («переохлажденный») «банный пар» тотчас выделяет горячую росу на кожу человека, превращаясь в насыщенный пар. Поэтому такой «банный пар» является жгучим (ошпаривающим), особенно при наличии движений воздуха (например, от веника). В частности, при вдохе такой «банный пар» будет обжигать губы и рот, не донося тепла до носоглотки. Суть ошпаривающего действия пара заключается в том, что при конденсации чистого (100%-ного, не разбавленного воздухом) водяного пара у кожи человека образуется пограничная зона пониженного давления (вакуум), куда устремляются (как "ветер") новые и новые порции пара. В случае чистого пара это приводит к мгновенному обвариванию кожи. Но если пар разбавлен воздухом (и пограничная зона заполнена не вакуумом, а воздухом), то этот "ветер" (так называемый, стефановский поток) существенно ослаблен, и конденсация определяется скоростью диффузии паров воды через воздушный слой пограничной зоны. В любом случае, воздействие конденсации проявляется как локальное ошпаривание в отличие от воздействия горячего воздуха, которое проявляется пространственно-размазанным обжиганием. Это обусловлено тем, что скорости конденсации определяются значениями абсолютной влажности воздуха, которые меняются в пространстве сильнее, чем значения температуры. По скорости осушения воздуха и охлаждения воздуха в струе вдоль тела (по "дальнобойности" воздействия) по сути оценивается степень "легкости" банного пара.
Переносимость этих воздействий зависит от длительности воздействия (экспозиции), задаваемый характером движений веника. При этом веник вовсе не посылает горячий воздух вперед, например, из парового припотолочного потолка (как ракетка толкает-бросает шарик пинг-понга), а расталкивает воздух в стороны как веер и одновременно создает за собой зону разрежения, в которую устремляются потоки воздуха со всех направлений. Это позволяет дозированно смешивать веником пар из пирога с воздухом бани, соразмеренно обновлять горячий воздух около тела и регулировать интенсивность и распределение воздействий. Взмах веника для обдува поверхности тела приводит появлению двух волн тепла на коже - сначала ощущается кратковременный импульс тепла от расталкивания воздуха, а затем более продолжительный импульс тепла от увлечения воздуха веником. При касании же веника к коже, чувствуется также мощное воздействие тепла листьев в виде "припарки", поэтому важным фактором является контроль нагрева влажного веника до требуемых температур (в соответствии с показаниями влажного термометра).
Легкий банный пар
Лёгкий банный пар (в широком климатическом понимании) - это паровоздушные смеси (в том числе и в паровом пироге под потолком) с относительной влажностью менее 100%, что соответствуют перегретому пару (ненасыщенному). Так, если в воздух с метеоточкой «О» подать 100%-ный (без воздуха) водяной пар с метеоточкой «В» из каменки с температурой 400oC, то отрезок соединяющей прямой нигде не пересечет кривую насыщенного пара. Это значит, что в этом случае получить насыщенный и пересыщенный пар при смешении невозможно - «клубы пара» не возникают. Образующиеся паровоздушные смеси перегретого пара с метеоточкой «С» характерны тем, что они сначала охлаждаются у тела человека как обычный газ (без конденсации паров), и лишь достигнув при охлаждении метеоточки «D» насыщенного пара, приобретают способность выделять конденсат. Поэтому при контакте с кожей человека такие паровоздушные смеси, именуемые «легким банным паром», оказывают более мягкое воздействие на кожу - не обжигают и не ошпаривают, а «пощипывают и покалывают», в первую очередь уши. При вдохе такой «легкий банный пар» не обжигает губы и рот, поскольку теплота конденсации выделяется в носоглотке и даже глубоко в бронхах, что в народе знакомо по вдыханию мягкого пара «над горячей картошкой».
При парении веником максимально переносимая человеком точка росы составляет ориентировочно 50-55oC. Получить эту метеоточку 5 невозможно даже при температуре перегретого 100%-ного пара 400oC. Вместе с тем, для тождественного увлажнения можно использовать разбавленный пар 6 (с "эффективной" температурой, которая много больше его собственной температуры и даже много более 400oC), получаемый путем механического смешения пара с горячим перегретым воздухом. Поэтому банные печи легкого пара имеют в закрытых каменках большие объемы горячего воздуха (для предварительного смешения-разбавления пара перед выпуском в баню) или выпускают пар (из открытых или закрытых каменок) в специально перегреваемые зоны бани. Это отражает общий принцип получения легкого веничного пара - перед смешением осуществлять перегрев либо пара, либо воздуха.
Сырой банный пар
Сырым паром (технологическим) в технике называют пар с наличием брызг или тумана. Так, при бурном кипении воды (и особенно при взрывном испарении воды с хлопком на раскаленных камнях) образуются не только горячие пары воды, но и брызги воды. Брызги воды, поступая в атмосферу бани, испаряются в воздухе, не только увлажняя воздух, но и охлаждая его за счет скрытой теплоты испарения. В результате, образуется ошпаривающий банный пар, максимально насыщенный водой. Так, например, в сухих финских саунах воздух при поддачах на раскаленную открытую каменку обычно не нагревается, а охлаждается из-за испарения брызг и охлаждения камней. То есть, раскаленные камни не гарантируют не только перегрев пара, но даже и полное испарение воды. Степень влияния брызг на температуру получаемого «банного пара» оценивают по брызго-паровой диаграмме, где над расчетной кривой Бкр располагаются массовые концентрации брызг (в паровом выбросе из каменки), при которых происходит понижение температуры воздуха в бане и образование ошпаривающего банного пара. Для предотвращения нежелательных последствий, паровой выброс из каменки осушают, то есть избавляют от брызг. В технике брызги воды из сырого пара (в котле или паропроводе) часто отделяют механически, например, колпаковыми (лабиринтными) брызгоуловителями перед подачей пара в рабочие цилиндры паровой машины. В банной же практике для устранения возможных брызг используют каменки закрытого типа, где брызги с раскаленных камней улетают на раскаленные поверхности, там прилипают и испаряются. В частности, сырой пар пропускают через слой раскаленных камней (например, подают воду в нижнюю часть каменки) или через узкий зазор между раскаленными поверхностями и лабиринтами, большую роль играет раскаленный свод каменки. Осушение путем испарения брызг в каменках осуществляют параллельно с перегревом пара, поскольку высокая температура камней не гарантирует высокую температуру пара (который первично образуется с температурой 100oC за счет кипения воды).
Физиологическое восприятие микроклимата бани
Микроклимат в бане призван создать комфортные условия для мытья и парения — чтобы не было чрезмерно жарко или чрезмерно холодно. Человек ощущает в бане высокую температуру (жару) прежде кожей и слизистыми оболочками дыхательных путей.
Время переносимости
Человек чувствует не тепловой поток на кожу, а температуру кожи, то есть накопленное количество поглощенного тепла. Сначала человек чувствует тепловыми рецепторами нагрев кожи, но потом при чрезмерном прогреве активируются рецепторы боли. Поэтому, чем горячей банный пар, тем меньшее время может вытерпеть человек. При высоких тепловых потоках происходит перегрев кожи (относительно тела) и нервные рецепторы кожи сигнализируют об опасности ожога ощущениями — сначала жжением кожи, затем покалываниями и пощипываниями и, наконец, невыносимой болью (при ожоге-ошпаривании) с рефлекторным стремлением отпрянуть. Хватая горячую ручку сковородки, человек сразу понимает, сколько примерно времени он сможет ее удержать в руках. Это время, которое можно вытерпеть, понимается как время переносимости кожей.
При снижении величины теплового потока, тепло успевает уйти вглубь тела, и кожа не перегревается (как и в случае приготовления шашлыка, когда от жара углей мясо не обугливается снаружи, а прогревается-тушится вглубь). Малые тепловые потоки (менее qпривыкания = 200 Вт/м2) человек уже вообще не ощущает как явный нагрев - человек к ним «привыкает». Так, например, внутренние физиологические мощности тепловыделения человека на уровне 100 Вт (при площади поверхности человека порядка 1 м2) считаются обыденными и ощущаются только при длительном нахождении в теплой паронепроницаемой одежде. Тем не менее, даже при медленном прогреве тела кровь рано или поздно может «перегреться» до 39-41oC и существенно снизить способность присоединять кислород в легких. Наступает тепловой удар. При нагреве же тела сверху (например, от горячего потолка как от солнца) перегревается голова, и такой тепловой удар называется солнечным (он характерен для современных высокотемпературных финских саун). Время до наступления теплового удара называется временем переносимости телом, которое значительно превосходит время переносимости кожей (кроме случаев малых тепловых потоков порядка qпривыкания, при которых они практически сравниваются). Это значит, что человек в бане может глубоко всем телом прогреться только в условиях умеренных тепловых нагрузок (не более 500 Вт/м2), в противном случае человек вынужден покинуть парную баню не прогревшись, ввиду невыносимости жжения перегретой кожи (по аналогии с кулинарной жаркой шашлыка на углях).
Экстремальные тепловые нагрузки
Времена переносимости порядка 10 секунд кожей (и 5 минут телом) воспринимаются человеком в бане как экстремальные условия, соответствующие величинам тепловых потоков на кожу свыше 3000 Вт/м2. Эти значения значительно превышают солнечные тепловые нагрузки на тропическом пляже порядка 1000 Вт/м2, но не достигают тепловых нагрузок ожога и ошпаривания порядка 10000 Вт/м2 (для сравнения - древесина воспламеняется при тепловой нагрузке 14000 Вт/м2). В официальной медицинской фотофизиотерапии потоки тепла на тело человека подразделяются на мягкие (1-20) Вт/м2, средние (20-300) Вт/м2 и жесткие (300-5000) Вт/м2. При типичных температурах и влажностях парных бань расчетная тепловая нагрузка на неподвижное тело в неподвижном воздухе составляет порядка 200-500 Вт/м2, что соответствует тепловыделениям при тяжелой физической работе (с переносимостью телом порядка часа и более). При использовании банного веника тепловые нагрузки могут увеличиваться вплоть до 3000 Вт/м2 (и выше при прикосновениях горячего веника к телу).
Но имеются факторы, способные привести к ошпариваниям и ожогам тела человека:
- Направленность парового выброса из каменки непосредственно на тело человека.
- Чрезмерно высокие скорости обдува тела (например, при взмахах веника или движениях рук) горячим "банным паром" с точкой росы выше 50-55oC (см. хомотермальную кривую), поскольку нагрев за счет конденсации водяных паров может стать не просто экстремальным, но и невыносимым.
- Чрезмерно высокая температура потолка и поверхностей печей-каменок, поскольку лучистые потоки на кожу могут стать сравнимыми с уровнем тропического пляжа 1000 Вт/м2 (и выше вплоть до невыносимости), что требует защиты тела, в первую очень головы во избежание солнечного удара. Так, высокотемпературные сауны («суховоздушки» без зеркального потолка) нестерпимо жгут сухое тело не столько из-за высокой температуры воздуха, сколько из-за высокого уровня потоков теплового излучения с горячего потолка.
- Чрезмерно высокие температуры поверхностей полок при прикосновениях, особенно в случае использования высокопроводных материалов (металлов, камня).
Особенности разогретого человека
При повышенной температуре тела в кровь начинают поступать гормоны, расширяющие периферические кровеносные сосуды (с покраснением кожи) и раскрывающие протоки потовых желез с появлением так называемого профузного потения (с обильным истечением пота на кожу). Поскольку передача тепла внутрь тела человека определяется в основном циркулирующей кровью, раскрасневшаяся кожа (из-за расширенных периферических кровеносных сосудов) разогретого человека способна терпеть значительно большие тепловые нагрузки, чем указано на приведенном графике. Так, человек не в состоянии сразу опустить холодные ноги в горячую воду с температурой 38-39oC, но после постепенного прогрева ног такая горячая вода уже не кажется чрезмерно горячей для раскрасневшейся кожи ног. Так же и в парной бане — предварительно разогретый человек способен терпеть кожей повышенные тепловые нагрузки при парении веником и повышенные резкие перепады температуры при охлаждении после парилки в проруби. Указанные особенности человеческого организма широко используются в парных банях. В частности, перед экстремальным парением веником рекомендуется греться с сухой кожей, по крайней мере, до появления пота. Так что, разогретый человек физиологически отличается от не разогретого.
Достоинства мытья в парной бане
Парное банное мытье человека имеет свои специфические преимущества по сравнению с ваннами и душами. В техническом плане — это малая потребность горячей воды, дешевизна конструкции и ее простота в автономных условиях. В потребительском же плане — это удобство мытья, поскольку человек не столь уж ограничен в пространственных передвижениях, как в случае квартирных ванн и душей. Парное банное мытье может обеспечивать и более высокое качество очистки кожи человека. Дело в том, что при мытье в ваннах и душах (даже с химическими моющими средствами) преимущественно удаляются соли и жиры, накопившиеся на коже из выделений потовых и сальных желез. Но важно еще удалить и омертвевшие чешуйки рогового слоя, закрывающие устья проток потовых желез и препятствующие свободному выходу пота с созданием давления на кожные рецепторы с появлением ощущений грязной кожи и желаний почесаться. Удаление чешуек распаренного рогового слоя осуществляют механически - соскребанием ногтями, соскабливанием стригелем, протиранием ладонями рук, хлестаниями веника, расчесываниями щетками, растираниями мочалками.
Легко видеть, что при избытке воды в ваннах и душах мытейный инструмент за счет смазки слоем воды не может «зацепиться за кожу» и сдвинуть слой омертвевших чешуек рогового слоя. Так, смоченный водой палец легко скользит по ладони (мокрое скольжение). Но по мере высыхания палец начинает ощущать усилие трения - «приклеивание» к коже (явление задира). А потом, уже при высохшем пальце, усилие трения вновь снижается (сухое скольжение). Поэтому в ходе теплого мытья важно иметь ограниченное количество воды между мытейным инструментом и распаренной кожей. Как раз это может реализовываться при банном мытье мочалкой на воздухе (или, например, растиранием распаренной кожи сухим полотенцем по японской банной традиции). Поэтому и в ванне при мытье мочалкой человек порой невольно приподнимается над водой, то есть переходит на банный способ мытья. Указанные особенности используются и в косметологии, где «шершавая» протирка распаренной кожи лица салфеткой очищает лучше и мягче, чем ранящие кожу (фактически хирургические) методы, например, механическое царапание кожи скрабами (абразивами) или химическое растворение рогового слоя эпидермиса фруктовыми кислотами. При протирке можно дополнительно применять растворы алкоголя (одеколоны, лосьоны), эффективно отслаивающие чешуйки распаренного рогового слоя.