Вентиляция бани

[Filippcha]

Вентиляции бань подразделяются на общеобменные, обеспечивающие необходимые условия пребывания человека в бане, и на консервирующие, обеспечивающие необходимую просушку бани по окончании ее работы. Количественная оценка значимости тех или иных факторов и определение нужной скорости вентиляции представляет собой весьма сложную задачу.





Как и тысячи лет назад в индивидуальных (посемейных) загородных банях непрерывная вентиляция вообще не нужна. Необходима возможность залпового проветривания, например, открытием дверей. В крупных же общественных банях, где залповые проветривания невозможны, минимальный расход наружного воздуха для помещений с естественным проветриванием должен составлять 20-30 м3/час на одного человека для производственных участков и 3 м3/час на 1 м2 для жилых помещений.
При отсутствии естественной вентиляции принудительная должна составлять в расчете на одного человека от 20 м3/час (при нахождении людей до 3 часов непрерывно) до 60 м3/час (при непрерывном нахождении людей) в помещениях общественного и административно-бытового назначения.
В жилых помещениях обязательная принудительная вентиляция не предусматривается.
Эти цифры для бань хоть научно и обоснованы, редко когда используются постоянно даже в общественных банях. То есть окна, форточки, фрамуги существуют, но открываются, как правило, лишь при необходимости. Но поскольку духота в бане начинает ощущаться при концентрации углекислого газа 0,4-0,6%, достигаемой после 2-3 часов пребывания человека в парилке объемом 10 м3, однократная вентиляция вполне достаточна для одновременного постоянного нахождения в такой парилке даже 2-3 человек.
Для квартирных саун, которые могут быть использованы во влажном режиме с подачей воды на раскаленные камни, особо важна высокая скорость вентиляции. Речь идет о предотвращении залповых выделений в квартиру горячего увлажненного воздуха. Пар из такого воздуха способен сконденсироваться на всем, что встретится ему на пути с температурой ниже 40 °С. Произойдет неминуемое увлажнение предметов и деталей интерьера. Если же вытяжной воздух разбавлять так, чтобы его абсолютная влажность снизилась бы до уровня 0,017 кг/м3 и ниже, никакой конденсации в теплых жилых помещениях наблюдаться не будет. Иными словами, во встроенных в квартиру влажных саунах желательно делать вентиляционную систему двойного назначения:
в сухом режиме действует шестикратная вентиляция, подмешивающаяся в мощный циркуляционный поток внутри сауны;
во влажном режиме кратность вентиляции сауны снижается, например, до одного раза в час, но зато начинает разбавляться воздух, выходящий из сауны так, чтобы в результате в жилые помещения поступал воздух с абсолютной влажностью 0,017 кг/м3 и ниже.

В случае принудительной вентиляции (с помощью электрического вентилятора) это сделать легко. Да и сама принудительная подача вентиляционного воздуха сравнительно дешева. Однако многие бытовые вентиляторы не рассчитаны на работу с очень влажным воздухом. Поэтому электровентиляторы желательно использовать как побудители приточной вентиляции, а вытяжную вентиляцию лучше делать естественной.
Сохраняется возможность использования самой простой схемы разбавления: “раздувать” уже вышедшей из сауны воздух, например, бытовым вентилятором, а лучше тепловентилятором (феном), причем все равно принудительная ли или естественная вентиляция используется в сауне. Ситуация аналогична случаю пара, исходящего из горячего чайника (парового котла). Представьте себе, что чайник является баней, и попробуйте сделать так, чтобы пар из чайника оставался невидимым и не конденсировался бы на зеркале. Плавно разбавляйте пар из чайника воздухом, в том числе подогретым (например, с помощью резиновой воздухоподающей трубки, запускаемой в носик чайника вплоть до поверхности воды и даже под поверхности воды), или используйте методы конденсации на холодных поверхностях (как в перегонном аппарате).
Отметим, что чем тоньше струя пара, тем больше вероятность образования тумана. Если же струю пара из чайника выпустить через горячую пористую пластину (фильтр) большого поперечного сечения, то образование тумана можно легко предотвратить, что и используется в некоторых шведских саунах при выпуске в квартиру вытяжного воздуха через настенный утеплитель без пароизоляции.
Как известно, воздух движется из зоны повышенного давления в зоны пониженного. Давление воздуха равно весу воздушного столба, расположенного над данной точкой. Так что давление воздуха у потолка бани равно атмосферному (вне бани) на том же высотном уровне, а давление у пола бани ниже атмосферного на том же высотном уровне, поскольку вес горячего воздуха в бане меньше веса холодного атмосферною воздуха вне бани. Если мы откроем вентиляционное отверстие внизу бани, то воздух из атмосферы рванется в баню, создав в ней у пола давление, равное атмосферному на том же высотном уровне. При этом весь воздух в бане, которому выходить некуда, естественно, сожмется, то есть давление воздуха у потолка бани станет выше атмосферного на том же высотном уровне. Открыв вентиляционное отверстие вверху бани, мы выпустим этот сжатый воздух в атмосферу, но тогда давление у пола бани снижается. Таким образом, открывая оба вентиляционных отверстия (вверху и внизу), мы выравниваем статическое давление воздуха внутри и вне бани, но зато получаем непрерывный конвективный поток вентиляционного воздуха снизу вверх. Само собой разумеется, численные значения давлений торможения остаются теми же. Главное, чтобы воздух не остывал в бане или дымовой трубе, вернее, не выносился бы наружу без замены на такой же горячий воздух. Интересно также обратить внимание на “парадокс дымовой трубы”. Запомните, чем выше дымовая (вентиляционная) труба, тем больше тяга, но во столько же раз большим становится и газодинамическое сопротивление дымовой трубы. Повышая высоту дымовой трубы, мы не можем тем самым повысить в ней линейную скорость дымовых газов. Трубы размещают повыше затем, чтобы трубы заводов не загрязняли воздух населенных пунктов, а также, чтобы порывы ветра не уменьшали тягу до нуля, не задували бы внешний воздух внутрь трубы, что приводит к дымлению печей и каминов, к срыву горения газовых горелок.
Но если линейная скорость не зависит от высоты трубы, то и объемный расход дымовых газов в литрах или кубических метрах тоже не зависит от высоты трубы, поскольку равен постоянной линейной скорости, умноженной на поперечное (проходное) сечение дымовой трубы. То есть объемный расход через трубу можно регулировать лишь площадью поперечного сечения трубы или проходным сечением вентиляционных отверстий, что и осуществляется уже веками обычными задвижками в печах и вентиляционных системах. Чем больше отверстий и чем больше их проходное сечение, тем лучше продувается помещение.



Обычно рекомендуют нижнее вентиляционное отверстие делать нерегулируемым (постоянно полностью открытым), а верхнее вытяжное — регулируемым (с задвижкой). Линейная скорость воздуха в верхнем потолочном вытяжном отверстии бани обычно составляет 0,5-1,0 м/сек. Площадь верхнего отверстия рекомендуют делать в два раза больше площади нижнего отверстия. Это объясняется повышением вязкости воздуха с температурой.
Существует два конструктивных принципа вентиляции: или через отдельные локальные отверстия в воздухонепроницаемых стенах (то есть через воздухозаборы, отсосы, продухи, в том числе и в виде открывающихся окон, форточек и дверей), или через слегка продуваемые ограждающие конструкции больших площадей (пористые или мелкощелевые стены).
Первый принцип обычно отождествляют со смесительной схемой вентиляции, а второй — с вытеснительной, хотя на практике это зачастую и не так.
В смесительной схеме вентиляции приточный воздух интенсивно перемешивается (сам собой или принудительно) с внутренним загрязненным воздухом, и в вытяжное отверстие поступает не загрязненный воздух, а смесь загрязненного воздуха с только что поступившим приточным чистым воздухом. В вытеснительной схеме приточный воздух поршнем выдавливает весь внутренний загрязненный воздух в сторону вытяжного отверстия (или вытяжной воздухопроницаемой стены), то есть воздух движется фронтом от одной стены к другой без перемешивания. Нулевая концентрация нежелательных примесей в воздухе при этом может быть достигнута однократным воздухообменом. Вытеснительная схема с высокой кратностью обмена называется в быту сквозняком, поскольку в этом случае приточный воздух как ветер проносится сквозь помещение, выдувая старый воздух, но в то же время, иногда чрезмерно охлаждая кожу. Очень часто, а в быту преимущественно, сквозняк сочетается с зонами смешения, то есть имеет место комбинированная схема, сочетающая где-то смесительную, а где-то вытеснительную схему в одном и том же помещении. Причиной образования сквозняков является большая площадь одиночных вентиляционных отверстий, которая не позволяет широкой струе сквозняка быстро перемешиваться в воздухе помещения, особенно при высокой скорости, обусловленной ветровым подпором. Устранение сквозняков достигается правильным выбором мест расположения вентиляционных отверстий, уменьшением их проходного сечения и улучшением условий смешения.

Во влажных и сухих саунах идеальная вытеснительная схема, как правило, невозможна ввиду наличия циркулирующих потоков воздуха внутри бани, которые за два-три оборота все смешивают. Так что, как ни располагай в сухой циркуляционной сауне приточно-вытяжные отверстия, результат будет близким. Тем не менее выбор места ввода и вывода вентиляционного воздуха может оказаться важным по иным причинам: для предотвращения образования струй приточного холодного воздуха, достигающих тела человека, а также для вывода вытяжного воздуха туда, куда нужно.
Подача приточного воздуха под печь часто рекомендуется и является по существу вариантом схемы воздушного отопления, то есть печь нагревает приточный воздух, после чего приточный воздух нагревает помещение. Побудителем тяги может быть сама печь или вентилятор, обдувающий печь. Чтобы печь преимущественно нагревала только приточный воздух, ее необходимо окружить экранами до пола, ограждающими приточное вентиляционное отверстие. В таком случае вытяжное отверстие можно расположить где угодно. Для организации проточного воздушного отопления циркуляционные потоки должны быть до предела ослаблены (относительно подогреваемых вентиляционных). При расположении вытяжного отверстия над полкой возможен дискомфорт от холодной ниспадающей струи холодного воздуха. Поэтому часто рекомендуется располагать вытяжное отверстие под полкой, объясняя это, однако, целесообразностью вывода воздуха с более низкой температурой. Так или иначе в сухих циркуляционных саунах для обеспечения благоприятных условий для осушения воздуха полки необходимо делать решетчатыми со щелями, а в паровых или влажных банях — без щелей, а еще лучше в виде пароветронепроницаемых ящиков (для предотвращения осушения воздуха на полах).
Представляют интерес схемы с расположением печи или парогенератора под решетчатыми полками типа “турецкой сауны” или “финского хаммама”. В загородных банях, где нет опасных последствий увлажнения соседних помещений, вполне эффективна простейшая естественная вентиляция через щели шириной 1-2 см над и под дверью.

В целом задачи вентиляции встроенных бань те же, что и в случае ванн, душа и пародушевых кабин, в помещениях, где абсолютная влажность воздуха также стремится к значению порядка 0,03-0,05 кг/м3.
Во всех случаях рядовые строители и пользователи скорость вентиляции не измеряют и контролировать не собираются иначе, как органами чувств. Так что практически важным является сам факт наличия возможности проветрить и баню, и соседнее помещение.