Научно-популярные статьи о бане

Кожа способна выдержать, по крайней мере кратковременно, температуру до 45 °C, а на руках и ногах и до 55 °C без видимых последствий. Однако если скорость подъема температуры кожи велика, то именно она, скорость изменения температуры, а не сама температура вызывает болезненные ощущения. Человек рефлекторно (а также осознанно) стремится выскочить из бани, хотя кожа не прогрелась даже до 40 °C. Такие ощущения возникают при сильных поддачах в бане или при быстрых погружениях в горячую воду. При подсчете темпа повышения температуры кожи приходится решать задачу по типу классической школьной задачи с бассейном, в который втекает и вытекает вода по трубам. По одним «трубам» в кожу «втекает» тепло, по другим — «вытекает» дисбаланс тепловых потоков и покажет, нагревается или охлаждается кожа человека, до какой температуры и с какой скоростью.

Переходя к численным оценкам, нужно прежде всего определить, в каких условиях кожа может быстро нагреваться. Это происходит тогда, когда тепловые потоки на кожу настолько велики, что тепло «не успевает» уходить внутрь тела. Если тело и кожа не прогреты и сосуды прикожного слоя еще не расширились, то тепло с кожи уходит в тело только за счет теплопроводности прикожного слоя. В этом случае величины тепловых потоков подсчитываются легко (исходя из коэффициента теплопроводности дермы 5x10⁴ кВт/м град, перепада температуры на дерме 4 °C и характерной глубине расположения крупных кровеносных сосудов 0,01 м) и равны ориентировочно 0,2 кВт/м² и выше.

При тепловых же потоках менее 0,2 кВт/м² температура кожи не может «оторваться» от температуры тела даже в отсутствии потовыделения и без повышенной микроциркуляции крови в коже, поскольку поступающее на кожу тепло «успевает» уйти внутрь тела механизмами обычной теплопроводности. Величину 0,2 кВт/м² назовем уровнем привыкания. Эта величина имеет смысл не только для бань, но и для холодных бассейнов, горячих ванн, холодных и горячих душей, ИК-саун и любых других объектов, имеющих дело с нагревом или охлаждением тела человека. Таким образом, явление привыкания можно трактовать следующим образом. Терморецепторы в коже реагируют не на температуру кожи, а на перепад температуры на коже. Терморецепторы сравнивают температуру на поверхности кожи с температурой тела, которая является изотермической избыстрой оборачиваемости крови. Терморецепторы в коже принадлежат соматической нервной системе, управляющей мышцами. Поэтому при перепаде температур они в первую очередь дают сигнал на оборонительные действия мышцам, а также в центральную нервную систему для формирования эмоциональных реакций боли и страха.

Если же тепловой поток на кожу мал (менее 0,2 кВт/м²), то мал и темп нагрева кожи и перепад температуры на коже (менее 4 °C). Отрицательных оборонительных эмоций при этом не возникает, и человек пребывает в состоянии комфорта. По мере прогрева тело «привыкает» ко все большим температурам. Отметим, что явление закаленности организма связано с быстрой реакцией не соматической, а вегетативной нервной системы, отвечающей за сосудорасширение и потовыделение. Ясно, что при увеличенной микроциркуляции крови в кожном покрове тепло через кожу проходит быстрее и перепады температуры на разгоряченной коже не столь уж велики, как на неразгоряченной. Поэтому человек с раскрасневшейся кожей легко переносит и морозный воздух, и ледяную воду, и повышенный жар.

На рис. 1 представлена кривая 1 переносимости кожей тепловых потоков, построенная по результатам измерений в сталелитейных производствах (Глушко Л. А. Защита от перегревов в горячих цехах. М., Металлургиздат, 1963). Из кривой 1 видно, что при введенном нами уровне привыкания q привыкания = 0,2 кВт/м² переносимость на самом деле очень высока. Затем по мере увеличения теплового потока она неуклонно снижается до минут, а потом и до секунд (см. кривую 1 на рис. 2). Естественно, баня с временем пребывания в несколько секунд не может эксплуатироваться даже как экстремальная баня, для банного процесса необходима хотя бы минута. В то же время величины тепловых потоков инфракрасного излучения, достигаемые в горячих металлургических и кузнечных цехах (до 14 кВт/м²), могут иногда создаваться и в банях с металлическими неэкранированными печами. Это настолько большие тепловые потоки, что они способны воспламенять древесину на расстояниях до 6 метров от печи (НПБ 105-95). Поэтому в саунах так важна экранировка печей, а в цехах — использование спецодежды противопожарного типа.