Очистительно-оздоровительная баня
CLEANING AND HEALTH IMPROVING BATHS

Изобретение относится к санитарно-гигиеническим сооружениям, в частности к баням, и может использоваться в индивидуальных, коммерческих, сельских банях, банях-бочках, банях городского типа и в спортивно-оздоровительных комплексах.
Технический результат, на который направлено изобретение, - повышение безопасности, удобства и приятности эксплуатации бани. Технический результат достигается за счет получения и поддержания благоприятных для человека режимов микроклимата бани и безопасного и удобного управления ими, а также организации удобных и безопасных элементов бани, включающих полоки, лавки, проходы, двери и т.д.
Уровни техники.
Известны условия и режимы для бань, описанные в межгосударственном стандарте РФ ГОСТ 32670-2014 «Услуги бытовые. Услуги бань и душевых. Общие технические условия». В таблице 1 указано, что в парильной русской бани должна быть температура в интервале 40-60°С. В п. 5.31 указано, что следует принимать относительную влажность воздуха в служебно-бытовых помещениях - 60%; в помещениях раздевальных, с ванными, плавательных бассейнов - 70%; в мыльных и душевых помещениях - 95%, парильных 85%. п. 6.3.3 указано о необходимости приточно-вытяжной вентиляции с искусственным побуждением, в рассчитанных на небольшую вместимость - допускается предусматривать отопление и вентиляцию с естественным побуждением. В пункте 6.11 указано, что расположение печей-каменок в парильных должно быть организовано так, чтобы выброс пара из них не был направлен на дверной или оконный проем, а также на полки для потребителей.
Описанные в межгосударственном стандарте РФ ГОСТ 32670-2014 «Услуги бытовые. Услуги бань и душевых. Общие технические условия» режимы определяют общие границы параметров микроклимата из температуры, влажности и воздухообмена, но не затрагивают индивидуальной безопасности, индивидуального удобства и приятности для человека, находящегося в бане. Обычно, в помещении парильной температура и влажность неравномерно распределены по помещению, а приборы, фиксирующие эти параметры, находятся не в тех местах, где находится человек. Параметры банных режимов необходимо определять в месте нахождения человека в бане, так в процедурной зоне это место человека на полоке.
Предельная температура для человека определяется диапазоном чувствительности между отдельными людьми и ограничивается болевым порогом для горячего тела в интервале от 36 до 45°С (Шафлик В./Современные системы горячего водоснабжения. - ISBN 978-961-7208-60-8 - К.: ДП ИПЦ «Taici справи», 2010 - с 45). Для человека ощущение добротного тепла находится в этом интервале температур. Касаясь телом нагретого полока, человек должен испытывать приятные ощущения, а не чувства обжигающего неприятного жара или боли. Использование данного интервала температур во время бани позволяет не допустить вреда телу человека через перегрев, а при касании нагретого полока получить приятные ощущения тепла, без обжигающего чувства от контакта кожи с нагретым полоком. Установленный температурный режим должен поддерживаться без постоянного или частого ручного регулирования на протяжении времени проведения банной процедуры без существенных колебаний.
Оптимальная влажность на уровне полока подбирается по температуре точки росы в диапазоне 36-38°С. При такой влажности на поверхности человеческого тела конденсируется влага. Конденсация влаги на поверхности человеческого тела сопровождается выделением тепла из-за перехода воды из газообразного состояния в жидкое. Верхняя граница в 38°С обусловлена безопасностью, чтобы не допустить перегрева конденсационным теплом человеческого тела (гипертермия) и последующих деструктивных последствий для всего организма. Таким образом температура поверхности тела человека в бане не поднимется выше 38°С. Конденсация на поверхности кожи размягчает поверхностные загрязнения и открывает поры кожи для дальнейшего очищения тела в приятном для человека микроклимате. При температуре окружающей среды на уровне полока 40-45°С влажность температуры точки росы 36-38°С соответствует относительной влажности 60-85%.
Для определения достаточности влажности на полоке в бане человек смачивает обратную поверхность руки теплой водой, вытягивает руку и поворачивает смоченную поверхность в сторону лица. Осуществляется дуновение на смоченную поверхность. В случае, если ощущается прохлада, влажности недостаточно (описанное чувство сопровождает процесс испарения) и для размягчения кожи и проведения очистительных процедур необходимо увеличить влажность, в противном случае влажность достаточная, и она может быть увеличена во время бани по желанию и ощущениям человека. Мокрой коже холодно тогда, когда температура точки росы ниже температуры кожи (обычно в среднем 33°С). Таким образом индивидуально под конкретную температуру поверхности тела человека определяется благоприятный для него температурно-влажностный режим во время бани. Установленный влажностный режим должен поддерживаться без постоянного или частого ручного регулирования на протяжении времени проведения банной процедуры без существенных колебаний.
Воздухообменная система должна убирать отработанный воздух из мест его скопления и подавать свежий воздух в зону дыхания человека в достаточном количестве для обеспечения комфортного легкого дыхания. В бане, в условиях температуры выше температуры человеческого тела, отработанный воздух опускается и скапливается внизу из-за большей плотности, чем окружающая среда ввиду меньшей температуры. Поэтому убирать отработанный воздух в процедурной зоне бани необходимо в местах его накопления, то есть внизу. Из-за наличия конвективных потоков в бане, возникающих, например, вследствие нагрева воздуха горячими поверхностями печи, возможно смешивание потоков свежего и отработанного воздуха. Для обеспечения безопасности и комфорта человека в бане недопустимы подогрев отработанного воздуха и подача его в зону дыхания человека, а также недопустимо смешивание отработанного и свежего поступающего воздуха. Недопустимо попадание свежего неподогретого воздуха в зону вытяжки внизу, минуя зону дыхания человека, по причине снижения эффективности работы воздухообменной системы. Холодный воздух в зоне дыхания человека недопустим из-за безопасности для человека, так как при большой разнице температур вдыхаемого воздуха и окружающей среды, человек может простудиться. Подача холодного или перегретого воздуха, относительно температуры окружающей среды в процедурной зоне бани, негативно влияет на поддержание температурных режимов. Поступающий в процедурную зону бани свежий воздух должен быть подогрет для обеспечения и поддержания микроклимата.
В бане много мест повышенной опасности. В случае, когда человек находится в бане в расслабленном состоянии, возрастает риск контакта с горячими поверхностями печи, падения из-за неудобного расположения полока, повреждения из-за неудобного прохода к выходу, возможность травмоопасной ситуации вследствие порога, о который можно удариться. В бане человек расслабляется и его внимание рассредоточивается, поэтому описанные риски особенно актуальны. Для исключения вышеупомянутых рисков и обеспечения безопасности и удобства, необходимо оградить человека от нежелательного контакта с горячими поверхностями, острыми углами, высокими порогами и организовать безопасные элементы бани, включающие в себя полоки, лавки, проходы, двери и т.д. Действия по управлению микроклиматом должны осуществляться безопасно и удобно, например, при парогенерации исключить вылет пара в сторону человека находящегося рядом с печью/парогенератором. Для поддержания комфортных режимов микроклимата должна быть возможность оперативной регулировки увлажнения и парогенерации до полной остановки увлажнения.
Описанные режимы микроклимата и условия в бане называются благоприятными для человека.
Помимо требований к режимам микроклимата есть эксплуатационные требования к техническим составляющим банного сооружения:
реализация просушки процедурной зоны;
нагрев зоны отдыха до температуры комфортного нахождения человека;
подогрев достаточного количества воды для нужд банных процедур;
воздухообмен;
удобство расположения людей;
удобство уборки, подготовки и обслуживания бани.
Технический результат, на который направлено изобретение - повышение безопасности, удобства и приятности эксплуатации бани. Технический результат достигается за счет получения и поддержания благоприятных для человека режимов микроклимата бани и безопасного и удобного управления ими, а также организации удобных и безопасных элементов бани, включающих полоки, лавки, проходы, двери и т.д.
Известна РУССКАЯ ПАРНАЯ БАНЯ Е.В. БУСЫГИНА (Патент РФ RU 2448305 С1), содержащая бревенчатые стены, пол, потолок, печь сложенную из обожженного красноглиняного кирпича, полок для сидения и лежания, в которой печь содержит топку и поддувало с дверцами, разделенные колосником, каменку содержащую каленый красноглиняный битый кирпич, расположенную над сводом топки, дымоход, помещенный в топке трубчатый теплообменник и бак нагрева воды, отличающаяся тем, что бак нагрева воды установлен на потолке бани и сообщается с трубчатым теплообменником через водотрубную систему свободного конвективного нагрева воды, а трубы системы проходят через потолок бани, одна труба которой соединена с краном разбора горячей воды, установленным в помещении бани на уровне входа холодной воды в трубчатый теплообменник, там же на потолке расположен бак для холодной воды, соединенный с проходящей через потолок трубой, на конце которой закреплен кран разбора холодной воды, установленный в помещении бани на уровне крана разбора горячей воды, при этом в дымоходе вверху в парильном отделении установлена вьюшка выполненная с вентиляционным отверстием вытяжной вентиляции. Помещение бани разделено смежной теплоизолирующей стенкой на моечное и парильное отделения, сообщающиеся через общую дверь, открываемую в моечное отделение, а печь вмонтирована в смежную стенку. В бане баки с водой теплоизолированные и выведены из процедурной зоны, соединены с системой наружного водоснабжения через запорные устройства от превышения уровня наполняемой воды, нагрев воды осуществляется через трубчатый теплообменник, установленный под сводом топки печи, в моечном отделении установлен душ, содержащий смеситель горячей и холодной воды, соединенный с трубопроводами расхода воды из расположенных на потолке баков с горячей и холодной водой. Баня работает следующим образом. Баки заполняют чистой водой из системы наружного водоснабжения, для чего открывают водопроводный кран на трубопроводе, по которому вода поступает в баки, после заполнения которых в дымоходе открывают вьюшки, а также дверцу поддувала, закрывают дверцу в камере с каменкой, затем в топку через дверцу закладывают дрова, разжигают огонь и закрывают дверцу. Горячий газ, образовавшийся от горения дров, поднимается вверх топки, нагревает теплообменник, в котором холодная вода, опускаемая из бака по трубе, нагревается и посредством водотрубной системы свободного конвективного нагрева воды в нагретом состоянии поднимается по трубе через потолок бани снова в бак. Далее горячий газ вместе с дымом проходит через чугунный решетчатый свод печи и каменку, нагревает каленый красноглиняный битый кирпич в камере и устремляется через дымоход, минуя две вьюшки, в атмосферу. Воздух, требующийся для сжигания дров в топке, всасывается в поддувало через дверцу, выполненную на уровне пола. Сжигание дров в печке продолжается до нагрева трубы от опускаемой из бака холодной воды до температуры, максимально осязаемой прикосновением голой руки. С достижением такой температуры в топку закладывают порцию дров ясеня и/или плодовых деревьев, передающих каменке фитопаровоздушную смесь, после сгорания которых дымоход закрывают вьюшкой с вентиляционным отверстием, а также закрывают дверцу поддувала. Затем набирают в парильном отделении из крана в ковш горячую воду, открывают дверцу в камере с каменкой, поддают пар для очищения каменки и камеры от зольного напыления, при этом пар вылетает из камеры через дверцу горизонтально в бок в направлении теплозащитного экрана, предохраняющего стену от воздействия пара и зольного напыления, после чего закрывают камеру дверцей и производят уборку бани. После того, как погаснут остатки горящих углей в топке, закрывают полностью дымоход вьюшкой, открывают дверцу в камере с каменкой, поддают пар и закрывают дверь в смежной стенке, сообщающую моечное отделения с парильным отделением для насыщения последнего фитопаровоздушной смесью. По истечении некоторого времени приступают к проведению полноценного физиотерапевтического воздействия фитопаровоздушной смесью посредством банных процедур с веником, сидя или лежа на полке в парильном отделении, поддавая пар посредством воздействия воды на каменку с каленым красноглиняным битым кирпичом, насыщенным фитопаровоздушной смесью, через открытую дверцу камеры, и последующего ополаскивания в моечном отделении под душем от смесителя горячей и холодной воды, поступающей по трубопроводам и из расположенных на потолке баков и с холодной и горячей водой. Окончательное мытье осуществляется в моечном отделении с забором воды из кранов и, поступающей по трубам и из баков.
Недостатками известного изобретения являются:
отсутствие элементов поддержания базового влажностного фона в парильном помещении без частой подачи воды на каменку;
отсутствие водоудаления с пола парильного отделения;
отсутствие зоны безопасности для человека у горячих стенок печи;
вылет пара в бок при подаче воды на камни создает опасную зону для человека;
отсутствует воздухообмен, гарантирующий подачу свежего воздуха в зону дыхания человека во время бани;
опасность дыхания человека взвесью с недогоревшими продуктами сгорания, называемыми автором фитопаровоздушной смесью;
использование ограниченного количества материалов (кирпич для печи, дерево для стен);
сложность конструкции водообменной сообщающейся системы;
наличие застойных зон пара и воздуха в верхних углах помещения;
не гарантированно получение и поддержание благоприятных режимов бани.
Известен способ организации циркуляции паровоздушных потоков в парной русской бани с профилактическим и лечебным эффектом (Патент РФ RU 2655719 С1), заключающийся в том, что наружный воздух, прежде чем попасть в парную, «проходит» по кожуху, внутри которого находится труба дымохода, нагревается ею и теплообменником. Для ускорения засасывания и нагрева воздуха в парной используются «разгонные» трубы, проходящие сквозь печку под углом к ней таким образом, чтобы концы их выступали за границы печи. При этом на верхних концах разгонных труб расположена ванночка с лекарственным раствором для профилактики и лечения. Подача и подогрев воздуха осуществляется по примеру коаксиального дымохода в котлах.
Недостатками известного способа являются:
ограниченная область применения с печами на твердом, жидком и газообразном топливе;
отсутствие гарантий подачи свежего подогретого воздуха в зону дыхания находящегося в бане человека;
возможное влияние на микроклимат в процедурной зоне из-за отсутствия определения необходимой температуры подогрева приточного воздуха и определения места вывода воздуха из помещения, относительно иных элементов бани;
отсутствие описания вытяжной вентиляции, без которой полноценный воздухообмен с утилизацией отработанного воздуха невозможен.
Известен вентиляционный модуль банной печи (Патент РФ RU 2641361 С1), так же состоящий из канала притока уличного воздуха и вытяжного канала, выполненных изолированными друг от друга или примыкающими к, по меньшей мере, одной стенке корпуса печи и задвижки-регулятора, где холодный (например, уличный) воздух поступает в помещение с улицы, забор воздуха осуществляется снизу, поступает в пристроенную печную пазуху и через каналы поступает в верхнюю часть помещения, а использованный воздух утилизируется через каналы внизу, поступая в вытяжной канал, который входит в дымовую трубу, а в случае отсутствия дымовой трубы для притока и вытяжки используются вентиляционные каналы с искусственным побуждением (вентилятор). Модуль выполнен из любого материала, выбранного из группы, включающей кирпич, бетон, металл. В модуле вытяжной канал снабжен дополнительной задвижкой.
Недостатками известного вентиляционного модуля являются:
необходимость манипулирования задвижками-регуляторами, в приточном и вытяжном каналах;
отсутствие описания возможности обогащений фитоаромавеществами поступающего воздуха;
возможное негативное влияние на микроклимат в процедурной зоне из-за отсутствия определения необходимой температуры подогрева приточного воздуха и определения места вывода воздуха из помещения относительно иных элементов бани;
использование дополнительного вентилятора в канале притока свежего воздуха, а не только в вытяжном канале, в случае искусственного побуждения;
преждевременная деструкция дымохода из кирпича из-за образования конденсата и последующего впитывания образовавшейся влаги кирпича во время работы вытяжным вентиляционным каналом вследствие образования конденсата и последующего впитывания образовавшейся влаги кирпичом.
Наиболее близким к заявленному изобретению является Русская парная баня Курина и банная печь с воздуховодом под подовой поверхностью RU 2291999 С1, так же содержащая пол, печь, полоки, удаление отработанного воздуха из помещения снизу, подогревание приточного свежего воздуха. Известное изобретение взято за прототип.
Прототип содержит пол, печь, напротив которой расположены три яруса полков, внутреннюю деревянную облицовку помещения парной бани, между которой и каркасом здания размещены три воздухоограничивающие оболочки. Полки изготовлены в виде сплошного настила. В полу проделаны отверстия для выхода воздуха из помещения парной бани в подполье. В наружной стене здания парной бани проделано сквозное отверстие, соединенное коробом, снабженным заслонкой, с воздуховодом, проходящим под подовой поверхностью печи внутрь помещения парной бани. Охарактеризована также банная печь, под подовой поверхностью которой устроена металлическая перегородка, отделяющая воздуховод от дымохода, при этом воздуховод для поступающего снаружи здания, проходящего в помещение парной бани между металлической перегородкой и фундаментом печи воздуха расположен между металлической перегородкой и фундамент.
Прототип работает следующим образом. Воздух, нужный для сжигания топлива в печи, всасывается в поддувало печи из подполья помещения парной бани. На его место, через специальные отверстия в полу, поступает воздух из помещения парной бани, создавая разрежение воздуха, вследствие чего через воздуховод, расположенный под подовой поверхностью печи, в помещение бани попадает подогретый чистый атмосферный воздух, который подается снаружи здания по воздуховоду, который проходит под подовой частью печи, подогреваясь печью. Приток свежего воздуха в помещение парной бани регулируется заслонкой. Благодаря такой регулировке, поступающий с улицы воздух успевает достаточно прогреться, по утверждению авторов прототипа.
Таким образом, устройство воздуховода под подовой поверхностью печи, соединенного коробом, снабженным заслонкой, со сквозным отверстием в наружной стене здания, позволяет обеспечивать постоянный приток свежего подогретого воздуха, поступающего снаружи здания, обеспечивая высокие экологические качества парной бани, не ухудшая при этом температурный режим, процесс парообразования и комфортные условия принятия банных процедур
Прототип используется следующим образом.
В топку печи закладывают топливо и разжигают огонь. Зола посыпается в зольник поддувала, горячий газ, образовавшийся от сжигания топлива, поднимается вверх топки, обогревает чугунное ложе с камнями. Благодаря оригинальной форме, ложа происходит высокий нагрев от изгиба до дна кармана ложа, где находятся камни каменки. Чугунное ложе передает свое тепло камням. Большое количество камней, помещающихся в ложе, позволяет использовать воду без ограничения для образования необходимой влажности (10÷100%) и температуры в парной бане. Далее горячий газ огибает карман ложа с камнями и устремляется в дымоход. Это дает возможность максимального отбора тепла печью от горячих газов. Протяженный кирпичный дымоход создает большую теплотворную массу и значительную внешнюю поверхность для инфракрасного излучения. Воздухозаборник поддувала служит для проветривания подполья, воздухообмена в парной и просушивания пола, избавляя от неприятного запаха и вытягивая отработанный воздух.
Устройство металлической перегородки под подовой (нижней) поверхностью печи позволяет использовать теплотворные качества подовой части печи для обогрева воздуха, проходящего между металлической перегородкой и фундаментом печи и поступающего снаружи здания по воздуховоду. Направление движения воздуха обеспечивается работой печи. Воздух, требующийся для сжигания топлива в банной печи, всасывается в поддувало из подполья. На его место через отверстия в полу поступает воздух из помещения парной бани, куда, в свою очередь, попадает подогретый чистый атмосферный воздух по воздуховоду, проходящему под подовой поверхностью печи.
Недостатками прототипа являются:
отсутствие элементов поддержания базового влажностного фона в парильном помещении без частой подачи воды на каменку,
проблематичное удаление жидкостей (воды и пота) с полока из сплошного настила при проведении банных процедур и обливаниями лежащего человека,
зависимость регулировки вытяжки при воздухообмене с интенсивностью горения в печи,
отсутствие водоудаления с пола парильного отделения,
отсутствие зоны безопасности для человека у горячих стенок печи,
неудобства использования полоков (трех ярусов полоков для парения лежащего человека на верхнем полоке стоящим рядом парильщиком из-за находящихся спереди двух иных ярусов полока,
отсутствует гарантированная подача свежего воздуха в зону дыхания человека во время бани из-за подачи свежего воздуха ниже зоны дыхания внизу,
перемешивание свежего подогретого воздуха с отработанным воздухом около пола,
отсутствия описания возможности обогащений фито- арома-веществами поступающего воздуха,
наличие застойных зон пара и воздуха в верхних углах помещения,
не гарантирована возможность получения, поддержания и управления благоприятными режимами бани.
Из известных уровней техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками технических решений на достижение указанного технического результата. Заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень». По совокупности используемых технических решений изобретение является новым.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является устранение недостатков известных уровней техники для получения и поддержания благоприятных для человека режимов бани, а также безопасное и удобное управление ими.
Технический результат, на который направлено изобретение - повышение безопасности, удобства и приятности эксплуатации бани. Технический результат достигается за счет получения и поддержания благоприятных для человека режимов микроклимата бани и безопасного и удобного управления ими, а также организации удобных и безопасных элементов бани, таких как полоки, печь, лавки, проходы, двери и т.д.
Задача и технический результат достигается за счет того, что очистительно-оздоровительная баня содержит пол (фиг. 1), печь (2), напротив которой расположены полоки (3), воздухообменную систему, отличающаяся тем, что в процедурной зоне имеется порог под дверью (4), дверь (5), водоотведение с пола через трап с водяным затвором (6), напольные проливные решетки-настил (7) высотой равной высоте порога, потолок со скошенными или скругленными углами (8) для направления паровоздушной смеси и уменьшения неиспользуемого подпотолочного объема помещения, бак-увлажнитель с горячей не кипящей водой (9) с регулировочной крышкой (10), при этом пол имеет уклоны в сторону водоотведения. Вариант процедурной зоны очистительно-оздоровительной бани приведен на фиг. 1, где фиг. 1 (а) - вид сбоку, фиг. 1 (б) - вид сверху, фиг. 1 (в) - вид с угла в разрезе процедурной зоны.
Порог в процедурной зоне необходим, чтобы выливающаяся вода во время обливаний не попала бы в смежные помещения. Рекомендуемая минимальная высота порога (4) 70 мм.
Высота напольных проливных деревянных решеток-настила (7) определяется высотой порога под дверью. Равная высота порога под дверью и напольных проливных решеток настила позволяет не сосредотачивать внимание идущему человеку, - не надо смотреть под ноги чтобы не споткнуться о порог. Для большего комфорта при хождении по напольным проливным решеткам-настиле рекомендуется выполнять поверхность из деревянных реек. Для удобства уборки пола напольные проливные решетки настил следует изготавливать небольшими щитами, каждый из которых может удобно и легко поднять и отодвинуть человек. Напольные проливные деревянные решетки-настилы необходимы, чтобы не дать ступать по скользкому и относительно холодному полу, нивелировать выступ порога под дверью, не стоять ногами в банной воде стекающей по полу, гасить брызги от падающей воды во время обливаний, нивелировать печи (22) до температуры окружающей среды в бане, например, поступающий свежий воздух (18) на выходе из канала притока (Фиг. 1 и фиг. 2, (12) оканчивающегося у горизонтального края печи (13, 14) имеет температуру 30°С (фиг. 2, (19), конвективные потоки от жарогенерации печи (22) подхватывают свежий воздух догревая до 38°С, а бак-увлажнитель (9) обогащая паром (23) поднимает влажность воздуха и температуру до 40-45°С. Реализация подогрева приточного воздуха возможна как с использованием электрических нагревателей с автоматикой контроля температуры поступающего воздуха и температуры в парной, а также нагревом от стенок печи, или иных нагревательных приборов.
Подогретый свежий воздух вместе с опускающимся воздухом засасывается (24) к стене над печкой из-за конвективных потоков (22), возникающих от нагретой горизонтальной части печи (13). При использовании фито- и ароматерапии, ванночка с эфирным маслом или иной испаряющейся жидкостью устанавливается на горизонтальную поверхность у выхода приточного подогретого воздуха (14). Чтобы человек гарантировано находится в циркуляции воздушно-паровых потоков образующих микроклимат в бане следует учитывать, чтобы горизонтальная нагретая часть печи (13) была ниже, чем полок (3). Приточный подогретый воздух (19) подхватывает испарения (20) и обогащается необходимыми веществами, а затем поступает в зону дыхания человека (25). Из-за околополовой вытяжки (15) нижний слой парового пирога (26) опускается немного ниже горизонтальной части печи (13). Таким образом свежий увлажненный подогретый воздух, обогащенный используемыми фито- и арома- веществами, гарантированно попадает в зону дыхания человека на полоке.
При таком воздухообмене низкая температура пола не играет негативной роли для микроклимата в помещении и человек стоящий рядом с полоком в ногах не ощущает холода от пола, так как тепло опускается до уровня вытяжки: ноги находятся в опускающемся тепле, которое на уровне решеток составляет порядка 25°С.
В случае использования печи периодического действия с дымоходом из нержавеющей стали или керамики после окончания растопки и закрытия заслонок допускается использование дымохода в качестве вытяжного вентиляционного канала (27) в случае наличия отдельного вывода/отверстия (15), находящегося снизу или в подполье, или максимально близко к полу. В случае использования печи постоянного действия, допускается использование ее как вытяжного канала, при условии нахождения забора воздуха снизу помещения максимально близко к полу. В случае использования канала вытяжки с искусственным побуждением (вентилятор), вентилятор устанавливается только в вытяжной канал. Вытяжка может быть выполнена с использованием тонкостенного металлического или пластикового канала (27), находящегося внутри помещения. В этом случае интенсивность естественной вытяжки будет зависеть от тяги в канале, зависящей от температуры нагрева канала и температуры воздуха в бане. Приток свежего подогретого воздуха осуществляется и регулируется за счет разряжения в помещении, возникающего за счет вытяжки.
Потоки паровоздушной смеси вовремя парогенерации (Фиг. 2, (28), состоящие из пара и свежего подогретого воздуха опускаются сверху вниз на человека, лежащего на полоке, за счет направления потоков геометрией потолка со скошенными или скругленными углами (Фиг. 1 (8) для направления паровоздушной смеси и вытяжной вентиляции у околопольного пространства. с воздуха в установленных режимах микроклимата.
Бак увлажнитель с не кипящей горячей водой (Фиг. 1, (9) и крышкой (10) необходим для поддержания установленной влажности (влажностного фона) банного микроклимата без парогенерации, например от подач на камни. Регулировка должна осуществляться оперативно и контролируемо до полной остановки увлажнения. Для соблюдения этих условий в баке-увлажнителе не должно быть избыточного давления из-за кипящей воды. Регулировка увлажнения осуществляется степенью открытия крышки бака-увлажнителя с горячей не кипящей водой. Помимо увлажнения бак-увлажнитель с горячей водой может использоваться для получения горячей воды для проведения банных процедур и подачи воды на камни.
Регулировка температуры осуществляется изменением интенсивности жарогенерации печи, например степенью открытия дверок каменки (Фиг. 1, (16), регулировка влажностного фона степенью открытия крышки (10) бака-увлажнителя (9), а также ручным увеличением влажности парогенерацией, например, испарения воды с горячих камней каменки в печи или управляемой парогенерацией.
Парогенерация является ручным средством увеличения влажности. Для безопасности использования парогенерации, например испарения воды с горячих камней каменки в печи, необходимо исключить вылет пара в сторону человека. Для человека, стоящего рядом с печью и подающего воду на горячие камни для парогенерации безопасным направлением вылета пара будет направление вертикально вверх. В купе со скошенными или скругленными углами потолка полученный пар при парогенерации обогнет стоящего человека не ошпарив его, направится на полок, а часть пара окажется вверху помещения под потолком образовав паровой пирог.
Температура в бане регулируется интенсивностью жарогенерации, например степенью открытия горизонтально лежащих дверок, закрывающих горячую каменку печи, или управляемым нагревом окружающей среды жарогенератором.
Важно, чтобы жарогенерация и парогенерация были оперативно управляемы, без долгого ожидания смены режимов работы, для переключения режимов бани и безопасности людей в бане.
Чтобы человек гарантировано находится в циркуляции воздушно-паровых потоков, образующих микроклимат в бане, следует учитывать, чтобы горизонтальная нагретая часть печи (фиг. 1, (13) была ниже, чем полок (3).
Печь и бак-увлажнитель с горячей не кипящей водой могут быть заменены на приборы аналогичной функциональности, например, жарогенераторы с управлением жарогенерацией, парогенераторы с управлением парогенерацией, увлажнители с управлением интенсивности увлажнения, при этом направление выхода пара и жарогенерации осуществляется вертикально вверх, плоскость выхода пара и жара находится ниже горизонтальной плоскости полока, прибор увлажнения увлажняет конвективные потоки свежего воздуха от приточной вентиляции, регулировка парогенерации и увлажнения осуществляется до полного их отсутствия, а вокруг горячих поверхностей приборов имеется зона безопасности для человека или экран.
В качестве печи может использоваться дровяная печь, например известная банная кирпичная печь Рамунаса периодического действия (опубл. URL: http://www.mirkis.sitecity.ru/ltext_2101194552.phtml?p_ident=ltext_2101194552.p_2309135557), печь на твердом, жидком, газообразном топливе или электричестве с каменкой или с системой парогенерации (например, жарогенератор Маслова) с горизонтальной плоскостью выхода пара вертикально вверх, не превышающей высоту полока. В качестве зоны безопасности вдоль горячих поверхностей может быть установлена скамья (фиг. 1, 17) с ведрами, запарниками и банными аксессуарами, которая оградит человека от соприкосновения с горячими поверхностями. Рекомендуемая ширина скамьи 300 мм.
Регулировка влажностного фона, парогенерации и интенсивности жарогенерации - подогрева воздуха и теплового излучения - позволяют оперативно получать и поддерживать нужные благоприятные условия микроклимата во время бани.
Отличительной особенностью решения является нахождение человека лежащего на полоке в благоприятном микроклимате в потоке постоянно опускающейся паровоздушной смеси состоящей из свежего подогретого воздуха, конвективных потоков от печи, влажности из бака-увлажнителя, пара от печи, управляемых и поддерживаемых совокупностью технических решений изобретения. Потоки паровоздушной смеси вовремя парогенерации, состоящие из пара и свежего подогретого воздуха опускаются сверху вниз на человека, лежащего на полоке, за счет направления потоков геометрией потолка со скошенными или скругленными углами для направления паровоздушной смеси и вытяжной вентиляции у околопольного пространства.
Совокупность технических решений изобретения позволяют получить и более широкие режимы, чем описанные авторами благоприятные режимы бани, поэтому использование изобретения может применяться в банях, где требуются иные режимы микроклимата.
Циркуляция воздуха, режимы бани и описанные авторами решения опробованы, проверены и подтверждены экспериментально в построенной авторами бане.
Обливания, мыльные и гигиенические процедуры, окатывания происходят помещении парной бани, где есть достаточное расстояние между печкой и полоком. Обливания для снятия перегрева проходят в помещении бани - на полоке или в проходе, на улице, а также для снятия перегрева человек может окунаться в купель, прорубь или бассейн с прохладной или холодной водой.
Предлагаемая авторами рекомендуемая схема бани состоит из четырех функциональных зон на Фиг. 3:
процедурная зона (29)
зона отдыха (30)
техническая зона (31)
транзитная зона. (32)
Минимальные размеры рекомендуемой схемы бани из четырех функциональных зон составляют 5500×5500 мм.
В процедурную зону, могут входить парная и моечная, так как в парилке проводятся такие банные процедуры как парение, а в моечной такие банные процедуры как омовение. В частности, может быть совмещенная парная с моечной, если банный процесс предполагает возможность реализации банных процедур в совмещенном помещении и имеется возможность в первую очередь зависящая от печи оперативно переключать режимы между процедурами парной и моечной. Рекомендуемые авторами размеры процедурной зоны 3400×3150 мм.
Зона отдыха - это зона, где человек отдыхает между банными процедурами, например предбанник, раздевалка. Она может быть совмещена с функцией раздевалки как предбанник, а может быть отдельным помещением или помещениями с сопутствующей инфраструктурой. В зоне отдыха должна быть предусмотрена инфраструктура для чаепития, возможность посидеть и полежать, провести процедуры, способствующие расслаблению, например массаж.
Техническая зона не обязательна в бане, но нужна для улучшения удобства пользования баней. Сюда могут входить туалет, дровница, хранилище вещей и принадлежностей для бани (например, запасных полотенец).
Транзитная зона - коридор - зона из которой можно попасть в любую иную функциональную зону. Транзитной зона называется так по той причине того, что люди в ней не задерживаются, используя как транзит между иными зонами. Транзитная зона необходима, того, чтобы люди из парной не проходили в зону отдыха сразу, так как с людьми из парной выходит много влаги, излишней и мешающей приятности нахождения людей в зоне отдыха, а перемещения в транзитной зоне не создают неудобств и напряжений находящимся в иных зонах. В транзитной зоне бани следует предусмотреть утилизацию излишней влаги, например вытяжной вентиляцией, осушителем или открытым дверным проемом на улицу во время бани, позволяющим беспрепятственно выйти влаге выносимой из парной на улицу. Таким образом пропадают проблемы беспокойства людей и утилизации влаги. Проход из парной на улицу через транзитную зону должен быть с минимумом поворотов и дверей. Также транзитная зона с уличным воздухом позволяет дать контраст ощущений: выходя из парилки человек хочет прохлады и свежести и получает ее сразу за дверью парилки, что также повышает безопасность - когда человеку хочется выйти из теплой или жаркой парной, он получает уличную свежесть и прохладу сразу за дверью парной. По пути человека из парная-улица все двери должны открываться от себя в ту же сторону, а путь из функциональной зоны в иную функциональную зону должен быть с минимальным количеством поворотов и дверей.
На Фиг. 4 приведено рекомендуемое авторами расположение элементов бани с рекомендованными размерами.
Зона отдыха содержит лежаки (33) с подголовниками (34), стол (35), скамью образующая зону безопасности для прохождения человека у горячих стенок печи (36), печь направленную двумя сторонами в помещение (2), сидения около стола (37). Острые углы элементом бани скруглены для безопасного нахождения человека в бане. В технической зоне расположен туалет (38). Ширина лежаков определяется по аналогии с определением ширины полоков, так в рекомендованном расположении ширина одноместного лежака равна 900 мм, а ширина двуместного лежака - 1200 мм. Длина стола совпадает с шириной двуместного лежака, а ширина около 900 мм. Сидения (37) около стола являются продолжениями лежаков, находясь с ними на одной высоте.
В рекомендуемом использовании фронтальная часть печи (2) располагается в зоне отдыха (фиг. 3, (30), а задняя часть, вместе с баком и каменкой - в процедурном помещении (фиг. 3, (29). Данное решение позволяет одновременно обогревать как процедурную зону, так и зону отдыха бани. Допускается полное расположение печи в процедурном помещении.
Наличие запаса тепла от печи и работающая приточно-вытяжная вентиляция обеспечивают просушку процедурной зоны после бани.
Мягкий рассеянный свет способствует психологическому расслаблению человека, находящегося в бане. Наличие электричества переменного тока в помещении парной бани уменьшает безопасность для человека, поэтому рекомендуется освещать парную косвенно через находящиеся во внутренних перегородках светопропускающие рассеивающие конструкции от мягких источников света в иных помещениях, или использовать естественное освещение. Окно в процедурной зоне предназначено только для естественного освещения. Окно должно располагаться на 30-35 см выше полока, чтобы тело лежащего на полоке человека не было видно со стороны улицы. Желательно чтобы через него падал рассеянный свет, например использование рельефного стекла тогда свет распространяется более равномерно и не будет выраженных теней в бане. Освещение источником света из иных помещений бани, например, комнаты отдыха, осуществлять через стеклоблоки, или иные светопропускающие конструкции.
Материалы отделки бани не оказывают существенного влияния на микроклимат, отличаясь эмиссией теплового излучения, дающего разную интенсивность ИК-излучения на человека от нагретых поверхностей. Рекомендованные материалы для полоков - дерево, камень, керамика, для напольных проливных решеток - дерево, для стен и потолка - дерево, камень, керамика, глина, для наклонных поверхностей над печью - металл, камень, керамика, глина, для чистовой отделки пола - керамика, камень, бетон, для печи - керамика, кирпич, глина, камень, для канала вытяжной вентиляции - нержавеющая сталь, в случае нахождения при воздействии высоких температур, или пластик, для канала приточной вентиляции кирпич, пластик, нержавеющая сталь.
Заявителями проведены испытания образца предложенной парной бани, которые подтвердили работоспособность и правильность работы изложенных технических решений изобретения.
Использование бани разделяется на заходы в процедурную зону и отдых между заходами в зоне отдыха или на улице.
В области благоприятных режимов бани в заявляемом изобретении авторами выделяются:
1. Моечный режим - температура 33-40°С, влажность низкая - доминирование испарения над конденсацией с поверхности человеческого тела. Получение моечного режима достигается закрытием каменки и крышки бака увлажнителя.
2. Режим парной - температура 40-45°С, влажность доминирование конденсации над испарением поверхности человеческого тела, температура точки росы 36-38°С. Получение парилочного режима достигается открытием дверцы каменки (увеличение жарогенерации) и крышки бака увлажнителя, а также дополнительной парогенерацией, например подачей воды на камни.
Использование бани разделяется на заходы в процедурную зону и отдых между заходами в зоне отдыха.
Первый заход
Необходим для отмокания кожи с целью последующего очищения. Проводится в легком режиме парной (температура на полоке - 40°С, температура точки росы 36°С).
Первые 3-5 минут человек находится в микроклимате теплого воздуха, ощущая приятное тепло (без избыточного неприятного жара).
После акклиматизации (с повышением поверхности температуры человеческого тела) к окружающей среде, сопровождающимся субъективным ощущением уменьшения теплового воздействия на тело человека, с целью повышения теплового воздействия выполняется увеличение температуры точки росы путем увеличения влажности парогенерацией, например, испарив с раскаленных камней воду, до ощущения человеком добротного приятного тепла. В такой атмосфере проходит около 5-7 минут. При возникновении субъективного ощущения зуда и желания почесать отмокшую кожу произвести чесание банными вениками. Если у человека возникает желание уменьшить тепловое воздействие необходимо закрыть крышку бака-увлажнителя, при этом ощущение тепла сменится ощущением легкой прохлады, благодаря теплому сухому воздуху высушивающему и охлаждающему мокрую нагретую поверхность тела. В конце первого захода произвести обливание теплой (около 25-30°С) водой для снятия нагрева. При первых мыслях освежиться и покинуть парную выполнить обливание и покинуть парную досрочно.
Процедуры в первом заходе:
Первичный прогрев - около 3-5 минут
Основной прогрев - около 5-7 минут
Чесание вениками - около 3-5 минут
Остаточное время (снятие жара и обливание) - 1-2 минуты.
После захода человек отдыхает в зоне отдыха.
Второй заход
Устанавливается моечный режим. После увлажнения поверхности кожи производятся процедуры мыльни и мовни или солевые процедуры. Процедуры мыльни и мовни представляют из себя натирание влажной кожи мелкопросеянной древесной золой, возможно с добавлением микробиологического пробиотического концентрата лакто- и бифидобактерий. Солевые процедуры представляют из себя натирание влажной кожи солью. Человек чешет себя ладонью в местах возникновения зуда и находится в таком состоянии до первого желания освежиться. В конце второго захода выполняется обливание водой с приятной температурой смывая с себя нанесенные средства( омовение).
Процедуры во втором заходе:
Первичное размокание-прогрев - 2-3 мин.
Солевые процедуры или процедуры мыльни и мовни - 5-10 мин.
Остаточное время (омовение и обливание) - 3-5 минут.
Третий заход.
Парения в режиме парной.
В третьем заходе устанавливается режим парной (бак и каменка открыты). На первом парении немного добавляется пара парогенерацией (подачей воды на камни). Парение осуществляется с использованием веников, в том числе с возможностью подложить смоченный в прохладной воде веник под или на лицо, в зависимости от положения тела для получения ощущение свежести и приятной прохлады. При парении веники всегда движутся по касательной относительно тела человека. Через одну-две минуты кожа прогревается и происходит увеличение влажности парогенерацией. Регулировка парогенерации осуществляется только по желанию и ощущениям человека. Парение продолжается до желания освежиться. Для снятия перегрева веники опускаются в прохладную воду и человек окрапывается прохладой с веников с ног до головы. Продолжается парение вениками. Процедура заканчивается на достижении субъективного ощущения прогретого нутра. В таком состоянии «достаточного нагрева» нужно охладиться, погружаясь кратковременно в прорубь/снег или обливаясь холодной водой.
После охлаждения сразу начинается четвертый заход в парную. Первое время человек может полежать на полоке, наслаждаясь ощущениями, сопутствующими интенсивной конденсации по охлажденной поверхности тела. Из-за увеличения интенсивности конденсации пониженной температурой тела отмокание кожи происходит эффективнее. Продолжается парение вениками. Второй раз в прорубь/снег погружение более долговременно или обливание холодной водой с головы более длительное.
Циклы описанные с третьего по четвертый заход повторяются столько раз сколько необходимо человеку, чтобы достичь состояния чистоты его тела. Парение проводится до того пока есть «зуд» на коже отражающий отмокание поверхностных загрязнений. После того проводить парение можно если есть желание человека. Со стороны чистоту можно проверить протяжкой прижатого к мокрой коже веника: если есть треск/скрип, то это место чисто и парить не нужно, а если не скрипит, - требуется допарить по этому месту. После парения осуществляется обливание или прямо в парной, или на улице, или окунание в купель, прорубь или бассейн с прохладной или холодной водой.
По окончанию бани, для мытья головы и произведения гигиенических процедур устанавливается моечный режим.
Баня может создавать иные режимы микроклимата оптимальные для проведения иных банных и СПА-процедур, таких как, мыльный массаж и т.д.
Оздоровительный эффект бани достигается за счет размокания и очищения верхних частей дыхательных путей, увеличении интенсивности обмена веществ, очищения поверхности тела человека от поверхностных загрязнений, ингаляции лекарственных средств от фитоароматерапии в обогащенном потоке свежего воздуха, предотвращении развития патогенных микроорганизмов на поверхности тела при использовании микробиологического пробиотического концентрата во время мыльни и мовни, а также парения.