8.2. Климат баниСтраница 2
Типичные банные режимы соответствуют температурам по влажному термометру от ТВ=(35-40)°С (для длительного пребывания, например, для мытья) до Тв=(50-60)°С (для экстремально ускоренного прогревания тела, например, для любительского парения). Эта климатическая зона разделена хомотермальной кривой В на паровые режимы с конденсацией пара на кожу и на сухие режимы с испарением влаги с кожи (рис. 209а). Величины температур по сухому Тс и влажному Тв термометрам связаны строгими термодинамическими соотношениями через точку росы Тр (температуру, при которой из воздуха начинает выпадать роса). Значения Тр при разных значениях Тс и Тв представлены в психрометрической таблице (Справочник химика, М-Л.: Химия, 1966г.):
Точки росы, представленные внутри таблицы, можно пересчитать в абсолютные влажности воздуха, а затем и в относительные влажности воздуха с помощью вышеприведенных таблиц.
Физиологическая переносимость климатических режимов определяется суммарной тепловой нагрузкой на тело человека. Ориентировочно считается, что тепловой поток порядка 0,5 кВт/м2 (характерный уровень для пляжа в Сочи в жаркую погоду) человек переносит легко в течение 30 минут, но из-за перегрева всего тела (целиком до 39°С и выше) рано или поздно может наступить общее недомогание (тепловой удар). Тепловой поток порядка 1 кВт/м2 (характерный уровень для тропического пляжа) человек переносит легко в течение 10 минут, но начинает ощущать жжение кожи. Тепловой поток порядка 2 кВт/м2 (характерный уровень для экстремальных режимов паровых бань) человек терпит в течение 1-3 минут и покидает парилку скорее из-за жжения (пощипываний) кожи, нежели из-за перегрева тела.
На рис. 209б-е приведены результаты теоретических расчетов тепловых нагрузок на тело человека (складывающихся из кондуктивных, конвективных, лучистых, конденсационных теплопритоков минус теплопотери за счет испарения влаги с кожи без учета внутренних тепловыделений внутри организма). Видно, что тепловая нагрузка на тело человека сильно зависит от температуры потолка и от величины скорости воздушных потоков (например, при взмахах веника).
Сопоставляя значения температур по влажному термометру (рис. 209а) с тепловыми нагрузками в неподвижном воздухе и при температуре потолка 40°С (рис. 209в), можно убедиться, что в этих условиях температура по влажному термометру Тв=40°С (при любых температурах по сухому термометру) соответствует нулевому результирующему тепловому потоку на тело человека. При Тв=40°С человеку ни тепло, ни холодно с мокрой кожей, но он все же нагревается за счет внутренних тепловыделений в организме: 100 Вт в состоянии покоя, 200 Вт при легкой работе, 300 Вт и более при тяжелой физической работе (ГОСТ 12.1.005-75 и СНиП П-90-81). Это типичный режим для мытья в русских и турецких банях с долгим пребыванием в банной зоне.
Рис. 209. Климатические условия бань (а) и тепловые потоки на тело человека при различных климатических условиях: б - человек с сухой кожей, скорость воздуха 1м/сек, температура потолка равна температуре воздуха, Св - е) - человек с мокрой кожей, в - воздух неподвижен, температура потолка 40иС, г - скорость воздуха 1м/сек, температура потолка 40°С, д - воздух неподвижен, температура потолка равна температуре воздуха, е - скорость воздуха 1м/сек, температура потолка равна температуре воздуха. А - плотность насыщенного пара (над кривой образуется туман в виде клуоов пара, В - хомотермальный режим, У - вектор увлажнения.
Для русских же парилок наибольший интерес представляет рисунок 209е, описывающий процесс парения взмахами веника со скоростью 1 м/сек. Видно, что все режимы экстремального парения с тепловой нагрузкой 2,5 кВт/м2 достигаются при температуре по влажному термометру Тв=55°С вне зависимости от температуры по сухому термометру (рис. 209а). Все эти режимы соответствуют времени переносимости условно 1 минута при непрерывном обдуве всего тела (одновременно и целиком) потоком высоковлажного воздуха. Все эти режимы (с тепловой нагрузкой 2,5 кВт/м2 при взмахах веников) соответствуют в пересчете следующей последовательности метеопараметров:
Это типичные условия парения веником, хотя иные любители предпочитают попариться покрепче. Несмотря на то, что все эти условия отвечают одним и тем же экстремальным тепловым нагрузкам от веника 2,5 кВт/м2, тем не менее опытные парильщики легко ощущают разницу этих режимов по скорости высыхания веника (Н.Петров). Напомним, что низкая относительная влажность воздуха означает быструю просушку мокрых поверхностей, находящихся при температуре воздуха (например, листьев веника, стен, полков), но тем не менее при этом могут, наоборот, увлажняться конденсатом (росой) поверхности, имеющие температуры ниже температуры воздуха (например, кожа человека или холодный пол в бане). Так, в сухом воздухе (с относительной влажностью 13%) при температуре 100°С мокрый веник высыхает «мгновенно» (сухой шелестящий удар веника по телу). Во влажном же воздухе (с относительной влажностью 100%) при температуре 55°С веник не высыхает совсем (мокрый шлепающий удар веника по телу). Различаются все эти режимы и ощущениями в носоглотке, и преимущественной направленностью лучистого тепла именно с потолка (имитация солнечного излучения). Тем не менее, все эти режимы обеспечивают одинаковый темп нагрева кожи, причем во всех этих режимах кожа не пересыхает (но сухой веник при ударах может «вытирать» потеющую и увлажняемую росой кожу).