В соответствии с обычными житейскими представлениями для создания необходимой абсолютной влажности воздуха порядка 0,05 кг/м3 в такой бане достаточно испарить 0,5 л воды, что легко осуществимо. Стандартный бытовой электрокипятильник (парогенератор, электрочайник) мощностью 1,3 кВт даст столько пара за 20 минут, а каменка с массой камней 100 кг может выдать 0,5 кг пара за несколько секунд (при мощности каменки по парообразованию до 300-1000 кВт!). В действительности же ввиду наличия циркуляции воздуха высокая абсолютная влажность может продержаться очень недолго, а может быть, и вовсе не будет достигнута.
Для соответствующих оценок условно допустим, что мощность печи в сауне равна 20 кВт. При этом печь, забирая воздух с пола (температурой 20 °C), нагревает его до температуры 100° и направляет к потолку. Как нетрудно подсчитать исходя из теплоемкости воздуха, скорость циркуляционного потока составит при этом 900 кг/час, а у нас в бане находится всего 7,5 кг движущегося воздуха. Это означает, что кратность циркуляции воздуха в сауне составляет 120 раз в час (120 крат). Весь воздух в сауне 120 раз в час проходит мимо топливника, нагревается, увлажняется в каменке (при поддачах), затем по потолку и стенам (сверху вниз) достигает пола, охлаждается, осушается, выделяя конденсат (в виде росы или тумана) и вновь поступает к печи для нагрева. Таким образом, мощная печь неминуемо создает мощный циркуляционный поток. После однократной поддачи получившийся в каменке пар уже через пару секунд поступает на холодный пол, а через полминуты весь воздух в бане становится сухим, причем все равно как образовалась повышенная влажность — от каменки ли, от испарений пота человека или воды, которой он моется. Еще более быстрое осушение воздуха произойдет, если холодный элемент расположен высоко, например, теплоемкая кирпичная стена до потолка.
Этот режим, получивший название сухой современной финской сауны, получился сам собой, когда выдающийся финский специалист — предприниматель Тапани Харвия полвека назад внедрил в банный быт мощные металлические печи на твердом топливе, а затем и на электричестве (см. БАНБАС, № 5 (11)/2000 г, стр. 65). Безусловно, металлические печи в банях и сухой банный режим были известны и до Харвия (в том числе и в советском фронтовом быту в землянках с «буржуйками»), но именно Харвия добился всемирного признания нового банного режима с металлической печью. Чем же хорош этот режим? Никогда не бывает влажно и душно, никогда не бывает текущего по телу пота. Полки, потолок и стены сухие. Тепло, но не жарко. Можно мыться и обливаться водой даже при температуре 100 °C (хотя это не принято), все равно абсолютная влажность воздуха быстро снижается. Идеальный режим для спортсменов, желающих сбросить вес или реабилитироваться. Тренированный человек легко переносит температуру до 200 °C при абсолютной влажности воздуха ниже 0,005 кг/м3, соответствующей температуре полов 0 °C и ниже и относительной влажности воздуха 0,1 процента.
Само собой разумеется, что по мере протопки сауны идет постепенный прогрев потолка, стен, а затем и пола за счет горячего циркулирующего воздуха. Даже массивный бетонный пол (обычно облицованный керамической плиткой) прогреется до 40° за несколько часов. При этом человек становится самым холодным элементом в бане, и именно на его теле осушается воздух. Это значит, что будет достигнут режим влажной, а затем и паровой (конденсационной) циркуляционной сауны. В этих условиях даже испаряющийся с кожи пот быстро повышает абсолютную влажность воздуха до критических значений — 0,05 кг/м3, сауна становится жгучей. Естественно, температура влажной, а тем более, паровой саун должна быть ниже температуры сухой сауны.
Чтобы предотвратить нежелательный (по мнению современных финнов) переход к влажному и паровому режимам сауны, можно использовать искусственное охлаждение полов трубами с водой или обливанием полов холодной водой, в том числе из шланга, как это принято в городской белой бане (см. ниже). Однако финны предпочитают более простой метод охлаждения — воздушный. Действительно, если спускающийся по стенам к полу воздух все равно будет охлажден при контакте с полом, не проще ли весь этот еще горячий и влажный воздух полностью (или частично) выпустить наружу и заменить его холодным, сухим и к тому же свежим воздухом с улицы? Тогда и пол не будет нагреваться и намокать. Теплопотери не должны смущать, металлическая печь имеет большой запас мощности, а сауна все равно всегда считалась весьма неэкономичным объектом. Финны рекомендуют общеобменную вентиляцию в сауне — от 6 крат и более, а в действительности у пола кратность обмена воздуха еще выше. При этом необходимо грамотно разомкнуть циркуляционную кривую и поместить воздухоотводящие и воздухоподающие отверстия там где надо. На практике это осуществить весьма сложно: рядовой строитель бани не только не владеет этими методами измерения кратности обмена, но порой не имеет даже малейшего представления о действительной цели и назначении вентиляции в сауне. Впрочем, и усложнять проблему нет смысла: любое отверстие в стене 6 в любом месте всегда одновременно выполняет роль впускного и выпускного проема для воздуха.
Во всяком случае, концепция современной финской сауны подразумевает исключительно сухие климатические параметры с возможными кратковременными волнами жара при поддачах. Если все же поставить перед собой задачу постоянно поддерживать в такой схеме высокую абсолютную влажность воздуха порядка 0,05 кг/м3 и выше, то придется постоянно лить воду на каменку с расходом 60 л в час. И вот эта масса воды должна куда-то деться: либо сконцентрироваться на холодном полу и стенах, либо выйти наружу в виде тумана (клубов пара) с вентиляционными потоками. Тем не менее этот бессмысленный с экономической и технической точки зрения режим используется финнами в соревнованиях по сауна-спорту: через каждые полминуты на камни поддается пол-литра воды. Правда, приглядевшись внимательнее, находишь и смягчающие обстоятельства: действительно, только такой установившийся банный режим обеспечивает равенство условий для всех участников всех заходов в условиях длительного соревнования в одной и той же стандартной коммерческой банной кабине.
Продолжим анализ банной схемы, представленной на рис. 2. Прогрев каменку, гасим печь. При этом получаем фактический режим «черной бани» (дымной сауны) или «белой бани» с открытой каменкой. Положим, что мощность каменки по нагреву воздуха составляет 2 кВт. Автоматически кратность циркуляции воздуха сокращается (по сравнению с горящей печью) в 10 раз (до 12 раз в час). Это означает, что при поддаче можно рассчитывать на сохранение высокой влажности около 5 минут. Это уже приличное время.
Получившийся режим с открытой каменкой имеет две характерные особенности. Во-первых, линейные скорости упорядоченных циркуляционных потоков становятся сопоставимыми с линейными скоростями движения веника и перемещения людей.
Если в режиме сауны линейные скорости перемещения воздушных масс составляют 1–5 м/сек, то в
