Дом 2008-11, страница 40

Баня

Ю. Хошев

В предыдущих статьях мы рассматривали изотермическую баню, все элементы которой имеют одну и ту же температуру, кроме тела человека, которое нагреться выше 40°С не может по чисто физиологическим причинам. В реальности печь, пол, стены и потолок бани имеют разные температуры. При этом в бане всё перемешивается за счёт потоков воздуха. Но при всей запутанности картины можно выделить основные процессы, позволяющие понять суть происходящего.

Рассмотрим частный, но очень наглядный пример чёрной бани (дымной сауны), схема которой приведена на рис. 1. При протопке бани холодный воздух от двери по полу поступает к очагу, нагревается и в виде смеси с дымовыми газами поднимается вверх, расстилается по потолку и выходит наружу через верх двери, Такая траектория называется вентиляционной приточно-вы-тяжной кривой и является разомкнутой (замыкается вне помещения).

Рис. 1. Динамика воздушных потоков в чёрной (курной) бане: 1 — открытый очаг из камней; 2 — дверь; 3 — вентиляционный поток при открытой двери; 4 — циркуляционный поток; 5 — застойная зона.

Если прикрыть дверь, то потоки воздуха не исчезнут, поскольку причиной их возникновения является очаг, нагревающий воздух. Получившаяся при этом траектория движения воздуха (в том числе и дыма) называется рециркуляционной кривой и является замкнутой. Именно циркуляционные потоки приводят к задымлению помещения, а

40

также к нагреву стен и полов нисходящими потоками горячего воздуха и дыма. При протопке очага с открытыми дверями нельзя ходить по помещению, размахивая руками, поскольку возникающее при этом перемешивание воздуха тотчас нарушает ламинар-но текущие вдоль потолка потоки дыма и помещение полностью задымляется.

В реальных условиях циркуляционные и вентиляционные потоки воздуха обычно существуют одновременно. Для понимания банных процессов главным является циркуляционный поток. Зная его траекторию в помещении, можно расположить приточные и вытяжные отверстия так, чтобы полностью «разомкнуть» при необходимости циркуляционную кривую и организовать эффективную вентиляцию.

В помещениях бань обычно имеется одна или несколько застойных зон (под полками тоже), движение воздуха в которых может быть создано лишь дополнительными факторами — передвижением людей, взмахами веников, вентиляторами и т.п.

Протопив баню, погасив очаг и закрыв дверь, мы уже не видим клубов дыма — их нет. Но циркуляционные потоки не исчезают, поскольку раскалённые камни нагревают воздух так же, как пламя очага. Если плеснуть воду на камни, то и горячий увлажнённый воздух будет двигаться по циркуляционной траектории. В отличие от задым

лённого воздуха горячии увлажнённый воздух, достигая холодного пола, может не только охлаждаться, но и осушаться за счёт конденсации.

Если охлаждение воздуха на полу компенсируется последующим нагревом над камнями, то осушение воздуха ничем не компенсируется (если только не «поддавать» на камни постоянно), Поэтому как ни увлажняй однократными «поддачами» движущийся в чёрной бане воздух, всё равно он через два-три оборота неминуемо осушится. Это говорит о том, что чёрная баня с мощным тепловыделением и холодным полом способна давать мощные волны горячего пара, распространяющиеся на весь объем бани, но в то же время быстро исчезающие. Без «поддач» такая баня является сухой.

Эти соображения лежат в основе теории чёрных бань и курных изб, но могут быть распространены и на бани современных типов.

В качестве исходной модели выберем схему современной сухой высокотемпературной сауны с холодным полом (рис. 2). Сауна содержит вместо очага металлическую печь с металлическими экранами (кожухом), образующими калориферный нагреватель воздуха, и каменкой для «поддачи». Раскалённые стенки печи создают в калориферном зазоре вертикальный поток воздуха, распространяющий тепло от печи (и пар от каменки) по всему объёму бани.

40 «Дом» 11 '08 Форум «Дела домашние» на www.bnaater-sam.ru