Парная баня

Потовая баня (потельня) 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. К потовому мытью можно условно отнести также использование повседневного нижнего и постельного белья. Потовая баня является наиболее древним («диким») способом мытья, 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 [15]. Также и древняя новгородская баня (мовня-лазня) «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»[16]. Упоминаний о паре и о подаче воды на камни в Летописи не было. Да и греческое слово «баня» в самом Новгороде в те годы, видимо, не было известно [17][18][19]. Потовой баней было и мытье в горнилах русских духовых печей во Владимиро-Суздальской Руси[20][21].

Паровая баня (парилка) отличается тем, что человек 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. Хотя паровая баня (англ. «steam bath”) была издавна известна всюду (например, 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» [3], где слова «парятся» и «в пару» фактически имели разный сущностный смысл.

Термин «пар» в своем историческом развитии в течение многих веков последовательно приобретал различные дополнительные значения, что до сих пор приводит к смысловой путанице, особенно в банях. «Паром» (в том числе, и в паровой бане) со временем стали называть уже не только внутреннее влажное тепло, но и последствия нагрева воды и влаги (внутренней воды) - невидимые глазом испарения (пары веществ), видимые струйки и клубы тумана (объемного конденсата паров воды в воздухе), «банный пар» как «воздух, напитанный жаркими водяными парами» [22], а впоследствии и технический пар («паровозный», не содержащий воздуха пар из парового котла или с каменки), который смешивали с горячим воздухом бани [3].

В бане, картина В.А.Плотникова, 1897 год

Шаечная баня (помывочная) 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.

Все вышеперечисленные способы теплого мытья, включая парные бани, ванны и души, являются технически самодостаточными способами, хотя 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 [23]. Так, со времен СССР горожане, как правило, бесхитростно причисляют «к баням» (как к пережиткам прошлого) все мытейные помещения (личные и общественные), отличающиеся от квартирных ванн и душей. Это обусловлено безвозвратным переходом человечества от общественно-коллективного характера бытового мытья (в банях традиционного деревенского или коммунального типа) к индивидуальному квартирному (интимному). Тем не менее, человек, моясь в своей личной ванной комнате, зачастую приподнимается над водой (или выходит из-под душа) при мытье мочалкой с мылом, что фактически 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.

Микроклимат парных бань определяется не только температурой воздуха, но и влажностью воздуха, которая затрудняет испарение воды с мокрой кожи и уменьшает охлаждение тела человека на воздухе. Возможность испарения воды (с сушкой кожи) прекращается при точке росы воздуха, равной температуре кожи (сохраняющейся в бане на уровне примерно 40^oC неизменной вследствие гомеостаза человека). Это соответствует абсолютной влажности воздуха порядка 50 г/м³. 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)[14].

Теоретическая хомотермальная кривая [26].

Сухие метеорежимы располагаются под хомотермальной кривой и физически отличаются тем, что вода (или пот) с кожи человека испаряется (с высыханием мокрой кожи и с охлаждением тела человека). При этом испарение воды («потоотделение») усиливается при появлении обдува тела воздухом. Так, например, если при вдохе носоглотка, обдуваемая воздухом, охлаждается, то это сухой метеорежим бани - то есть, так называемая сухая баня, причем, возможно, вовсе и не парная, поскольку в данных условиях человеку с мокрой кожей может стать холодно, несмотря на высокую температуру в бане.

Это значит, что понятия сухой бани (сухого метеорежима) и сухого воздуха принципиально различны. В сухой бане сохнет кожа человека, имеющая условно температуру 40^oC. В сухом же воздухе (то есть в воздухе с низкой относительной влажностью) сохнут поверхности, имеющие температуру, равную температуре воздуха. Поэтому, в сухой бане при температурах воздуха выше 60^oC кожа может как сохнуть, так и увлажняться (в зависимости от конкретных метеопараметров в соответствии с хомотермальной кривой)[27].

Влажные метеорежимы располагаются на хомотермальной кривой и физически отличаются тем, что вода (или пот) с кожи человека не испаряется. Человек теряет способность к самотерморегуляции, то есть кожа не сохнет и тело человека не охлаждается вне зависимости от наличия обдува воздухом. Влажный метеорежим является душным («ватным»), поскольку при вдохе носоглотка ни охлаждается, ни нагревается. Влажный метеорежим характеризуется не потоотделением (испарением пота), а потением (с накоплением пота на коже с последующим стеканием струйками вниз). Человек «парится» (нагревается и перегревается) как за счет тепла помещения (горячего воздуха и стен), так и за счет естественных внутренних физиологических тепловыделений (порядка 80 Вт в покое и более 290 Вт при тяжелой физической работе[28][29]).

Паровые метеорежимы располагаются выше хомотермальной кривой и физически отличаются тем, что на кожу выпадает горячая роса (конденсат водяных паров из высоковлажного воздуха) с выделением теплоты конденсации. В этих метеорежимах режимах человек может серьезно ошпариться, особенно при обдуве тела горячим (”банным паром»). Именно эти метеорежимы режимы выше хомотермальной кривой стали называться «русскими» в городских паровых банях (с кирпичной печью и с закрытой каменкой) при парении веником[30].

Механическое смешивание двух разных паровоздушных смесей приводит к образованию новых паровоздушных смесей, температуры и абсолютные влажности которых имеют (примерно) среднеарифметические значения от исходных значений метеопараметров смешивающихся смесей (ввиду близости массовых теплоемкостей воздуха и водяных паров).

Банно-паровая диаграмма. Метеоточка С выбрана произвольно (с учетом удобства графической иллюстрации). Реальные метеопараметры С (около тела человека) лежат в зоне температур менее 100^оС и М менее 0,1 кг/кг [14].

Это означает, что на так называемой «банно-паровой диаграмме» (в координатах «температура — массовая доля водяных паров в паровоздушной смеси») метеопараметры новых паровоздушных смесей (например, метеоточка «С») располагаются (примерно) на отрезке прямой (например, «ОВ»), соединяющем исходные метеоточки («О» и «В») смешивающихся паровоздушных смесей. Никаких иных значений метеопараметров принципиально возникнуть не может ни в одной точке бани (при отсутствии внешних охлаждений и осушений смешивающихся паровоздушных смесей в бане).

Обжигающий (ошпаривающий) 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 100^oC 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. Кроме того, возможно появление конденсата в объеме бани в виде «клубов пара» (тумана, то есть, аэровзвеси мелких капель воды), что может приводить к першению в горле.

Лёгкий банный пар - это паровоздушные смеси 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» с каменки с температурой 400^oC, 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 - теплота конденсации выделяется в носоглотке и даже глубоко в бронхах, что в народе знакомо по вдыханию мягкого пара «над горячей картошкой». В быту имеются и иные житейские представления о «легком банном паре», например, как о не очень горячем «паре» (например, при остывании бани) или о горячем воздухе без дыма и угара. Однако, такие чувственные суждения не связаны напрямую с физической сутью паровых метеорежимов в паровой бане.

Расчетная брызго-паровая диаграмма[32].

Сырой банный пар — это паровоздушные смеси, отличающиеся тем, что содержат брызги воды или капли тумана. Например, при взрывном испарении воды (с хлопком на раскаленных камнях) в паровом выбросе (в водяных парах из каменки) неизбежно присутствуют не только горячие пары воды, но и брызги воды. При поступлении брызг воды в воздух бани, получается «сырой банный пар», в котором брызги начинают испаряться, не только увлажняя воздух, но и одновременно охлаждая его за счет скрытой теплоты испарения. Так, например, в сухих финских саунах воздух у потолка, как правило, охлаждается при поливе воды даже на очень сильно раскаленные камни открытой каменки. При этом могут возникнуть пространственные зоны с обжигающим «насыщенным паром», особенно в припотолочных зонах помещения (в «пироге пара»). Степень влияния брызг на температуру получаемого «банного пара» можно оценить по брызго-паровой диаграмме, где над расчетной кривой Б_кр располагаются массовые концентрации брызг (в паровом выбросе из каменки), при которых происходит понижение температуры воздуха в бане и образование «обжигающего банного пара».

Легкий банный пар не может быть сырым. Поэтому паровой выброс (водяные пары из каменки) желательно осушать, то есть отделять 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 попадают на раскаленные стенки каменки и там испаряются. Тем не менее, паровой выброс из закрытых каменок банных кирпичных печей обычно имеет температуру «при хлопках» не более 150^oC, хотя сами камни каменки раскалены порой до красного свечения (более 700^oC). Это свидетельствует о вылете остаточных количеств брызг через открытую дверку каменки. Поэтому, для получения в бане действительно лёгкого банного пара, подсушенный в закрытой каменке паровой выброс желательно дополнительно перегреть для испарения остаточных брызг путем пропуска осушиваемого пара через слой раскаленных камней (подогревающая осушительная каменка) или через узкий зазор между раскаленными поверхностями в металлических банных печах.

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[33].

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 q_{привыкания} = 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 39-41^oC и потерять 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 q_{привыкания}, 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).

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 [34]. 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 50-55^oC (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).

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 38-39^oC, 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 человека 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.

Дачник А. Баня: очерки этнографии и медицины - стр. 108