Как построить русскую баню повышенной комфортности

В бане может быть различный температурно-влажностный режим. Относительная влажность изменяется от 3 до 100%. Температура воздуха в бане меняется от 30 до 150°. В этих пределах и находится весь широчайший спектр различных бань мира. О температурно-влажностном режиме русской бани имеется много мнений. Чтобы ясно понять, что Вы хотите иметь, рекомендую прочитать статью «Русская баня и ее место в мировой банной культуре», по адресу http://www.parilka.ru/rus_bath_place.php, или в одноименной статье в журнале БАНБАС 4(16)/2001. В ней к русской бане относят бани с температурно-влажностным режимом в парилке 45-65° и 40-65%, (паровая сауна). Бани с параметрами 75-90° и 20-35% относят к влажной сауне. К баням этого типа автор относит Измайловские и Роговские бани в Москве. В статье, так же рассматриваются очень важные вопросы парообразования. Автор статьи, Разоренов А.Н., предлагает блестящие идеи регулирования параметров температурно-влажностного режима в парилке. Используя его технологию можно получить в парилке температурно-влажностные режимы паровой или влажной сауны. Ниже рассматривается вопрос конструирования печей, позволяющих создать в парилке требуемые параметры температуры и влажности.

Это надо знать, чтобы правильно выбрать необходимую для этих целей печь.

П. П. Евсеев, в книге «Как построить русскую и финскую баню», стр. 9 имеет другое мнение. В зависимости от влажности атмосферы парной различают бани с влажным и сухим паром. В бане с влажным паром парятся при температуре 55-60.°С и относительной влажности 40-60%. Такие условия парения бывают в общественных банях, где для нагрева парной по трубам пропускают перегретый пар.

В бане сухого пара температуру повышают до 110-120°С, а иногда до 140°С и, чтобы избежать перегре­ва, относительную влажность воздуха поддерживают 5-6%. Такой режим парения создают в современной финской сауне.

Традиционная русская баня по теплово­му режиму занимает промежуточное положение: иде­альная температура 70-90°С, относительная влажность до30%.

Практически, мой многолетний опыт строительства и эксплуатации бань показывает, что оба эти режима (45-65° и 40-65%), (70-90°С, относительная влажность до30%) широко используются в России. Температурно-влажностный режим в бане в большой мере зависит от способа приготовления горячей воды и способе парообразования. При кипении (нагреве) воды пар наполняет парилку, охлаждается и повышает в ней влажность (сырость). Для нагрева парилки, в этом случае, требуется значительно больше тепла. Необходимо искусственное увлажнение воздуха непосредственно перед пользованием баней. Необходимо испарять воду (приготовлять пар) на сильно нагретых камнях, а это возможно только в замкнутом объеме печи. Приготовить хороший пар на открытых, сравнительно слабо нагретых камнях, не представляется возможным.

Такие режимы можно получить, используя хорошо сконструированные кирпичные печи. При этом надо понимать, что эти печи имеют большую теплоемкость, и приготовить баню за короткий промежуток времени нельзя. Для получения максимальной температуры на поверхности печи продолжительность топки должна быть в пределах 2,5-3,5 ч. После этого необходимо время для «созревания» бани. То есть элементы бани должны прогреться. Время приготовления бани можно уменьшить за счёт применения в печи электрического ТЭНа малой мощности, вмонтированного в печь и работающего постоянно.

Хорошая баня определяется не только температурно-влажностным режимом в парилке, но и многими другими факторами влияющими на комфортность во всех стадиях пользования баней. Функциональные требования к бане приобретают большое значение. Что бы получить необходимый температурно-влажностный режим в бане, не достаточно иметь хорошую печь. Требуется выполнить качественно здание бани. Имеется ввиду, что должно быть оптимальное объёмно-планировочное решение бани, правильно выполнена теплоизоляция всех ограждающих конструкций (стены, перекрытия, окна, двери, утепление обрезов фундаментов и грунта под полом), вентиляция. Правильно выполнена гидроизоляция фундаментов, пароизоляция ограждающих конструкций, канализация, горячее водоснабжение и т.п. К сожалению, об этом часто забывают.

У каждого, кто задумал построить баню возникает ряд вопросов. Какое объёмно-планировочное решение бани принять? Что надо сделать, чтобы баня была тёплой, температурно-влажностный режим отвечал его вкусам и т.п.? Попробуем ответить на эти вопросы. Надо помнить, что ответы на эти вопросы будут разные, в зависимости от того, какую баню, Вы решили построить: баню с печным отоплением на дровах; баню с централизованными источниками теплоснабжения и горячего водоснабжения или баню с индивидуальным отоплением, пароснабжением и горячим водоснабжением, если к ней подведены природный газ или надёжное электроснабжение.

Какие требования предъявляются к печи (при наличии хорошего теплового контура):

1. Создавать требуемый температурно-влажностный режим в комнате отдыха, мойке и парилке;
2. Быть экономной;
3. Приготавливать 140-200 литров горячей воды, иметь регулирование нагрева воды (от кипения);
4. Приготавливать пар надлежащего качества на 6-8 человек (из печи должен выходить прозрачный пар), а также возможность дополнительного приготовления пара при пользовании баней (камни укладываются в закрытую духовку из нержавеющей жаропрочной стали);
5. Быть теплоёмкой, чтобы полностью высушивать баню после использования, от этого зависит долговечность бани, чистота воздуха;
6. Возможность помыться без посещения парилки через 1-2 дня после протапливания;
7. Не должна содержать большого холодного ядра (баков с водой), так как это снижает температуру в зоне горения и приводит к неполному сгоранию газообразной составляющей древесины;
8. Содержать внутри как можно меньше металла. Из-за большой разницы величины коэффициента линейного расширения металла и кирпича происходит разрушение кладки;
9. При необходимости, при наличии надёжного электроснабжения, возможность использования в качестве резервного топлива электричества для отопления и горячего водоснабжения бани (в этом случае должна быть возможность одновременно использовать электричество и дрова);
10. При необходимости, создание комфортных условий при длительном отдыхе или проживании в комнате отдыха, приготовления шашлыков и т.п. Наличие камина обеспечивает новый повышенный уровень комфорта при пользовании баней.

Практика показала, что такие печи могут обеспечивать температурно-влажностный режим паровой сауны (русская баня) или влажной сауны, в зависимости от степени их протапливания.

Металлическая печь быстро прогревает воздух в парилке, экономна. Конечно, здесь идёт речь о правильно сконструированных герметичных печах, в которых одна закладка дров может гореть несколько часов. К ним относятся финские печи на дровах, печи для бань типа "булерьян", герметичные металлические обложенные внутри огнеупорным кирпичом. Такие печи устанавливаются в парилке. В этом случае в бане устраивается дополнительное отопление. Эффективно использовать такие печи для отопления парилки, мойки и комнаты отдыха, а также для приготовления горячей воды и пара не представляется возможным из-за трудности выполнения санитарно-гигиенических требований, соблюдения мер пожарной безопасности, а также вопросов герметизации комнаты отдыха, мойки и парилки. Печь не удовлетворяет условиям 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10. Такую печь целесообразно устанавливать в парилке бани с централизованными источниками теплоснабжения и горячего водоснабжения, или с индивидуальным отоплением и горячим водоснабжением, если к ней подведены природный газ или надёжное электроснабжение. Применение самодельных негерметичных металлических банных печей (нашли широкое применение в России в садах и на дачных участках) нецелесообразно, так как они не удовлетворяют условиям 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10. То же можно сказать о кирпично-металлических печах, только сюда добавляется п. 8.

Металлическая печь, за счет быстрого и сильного нагревания стенок печи, быстро прогревает помещение, но на короткое время, так как печь быстро остывает. Кирпичная печь имеет большую инерционность и не может быстро прогреть помещение, однако прогретое помещение долго сохраняет тепло за счёт инерционности печи. В помещении бани с плохой теплозащитой можно быстро поднять высокую температуру, используя металлическую печь, что нельзя сделать кирпичной печью. В первом случае скорость поднятия температуры значительно больше скорости остывания помещения. В помещении, оборудованном кирпичной печью, эта разница значительно меньше. Отсюда возникает ложное представление, что металлическая печь лучше. Следует отметить, что для получения комфортного температурно-влажностного режима, баня должна "созреть". То есть разница температуры внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающих конструкций должна соответствовать нормативному значению и быть не значительной. Иначе возникает дискомфорт, от стены "дует холодом ". При использовании не инерционной металлической печи нельзя добиться созревания бани без увеличения продолжительности топки и расхода дров.

Объёмно-планировочное решение бани следует принимать с учётом получения максимального эффекта от достоинств русской бани, а также удобства и комфорта при пользовании баней. Сколько должно быть отделений? Лучше всего иметь три тёплых отделения: комната отдыха (или раздевалка), моечная, парилка (вход в парилку надо делать из мойки). В мойке совмещённой с парилкой при высокой температуре не каждый сможет помыться.

Назовём объём помещения, включающий эти три отделения, ограниченный капитальными ограждающими конструкциями и требующий отопления - тепловым контуром. При пользовании баней в холодное время года при входе в комнату отдыха необходим тамбур. Нехорошо, если порывы ветра, а могут и со снегом попадать в комнату отдыха при открывании двери. Расчёт отопления бани ведётся для холодного периода года, поэтому, как показывает практика, в правильно сделанной бане, в комнате отдыха зимой хорошо, а в летнее время жарко. Приходиться открывать дверь для проветривания. Рекомендуется перед тамбуром делать летнюю закрытую веранду с входом с улицы и входом в тамбур площадью 20-25 кв. метров и более (все мероприятия в ненастную погоду будете проводить на веранде). В этом случае в тамбуре с одной стороны можно сделать летний душ (хорошо окатиться после парилки холодной водой), а с другой стороны - вход в крытое хранилище для дров (рекомендуется под одной крышей с баней). Дрова должны быть высушены 1-2 года, и иметь максимальную влажность 15 %. При использовании сырых дров, потеря теплоты сгорания может достигать, по данным финских источников, 34-57%. А так же приводит к быстрому засорению печи и повышенной пожароопасности из-за быстрого засорения сажей.

Вернёмся к планировке теплового контура. "Плясать" надо от печки. Печь надо располагать так, чтобы она обогревала все три отделения. В каждом помещении должна поддерживаться необходимая температура: в парилке примерно 55-75 градусов (выше температура поднимается поливанием камней горячей водой), в моечной примерно 40 градусов, в комнате отдыха 20-24 градуса. Попытки поднять температуру в парилке выше (сухая сауна), за счёт интенсивной топки ведёт к повышенному расходу дров, а так же преждевременному разрушению печи. При проектировании бани следует помнить, что это не общественная баня, что парилкой и мойкой одновременно будут пользоваться 2-3 человека, а также в них необходимо получить оптимальный температурно-влажностный режим. Отсюда следует, что они должны быть минимальны по площади и объёму. Высоту помещения парилки и мойки лучше принимать 2.2-2.4 метра. Объем парилки примерно 12 м. куб., мойки примерно 10 м. куб. Высоту помещения комнаты отдыха лучше делать на 40 см. выше, чем в мойке, площадь 12-20 м. кв. Хорошо, когда в комнате отдыха имеется камин. В этом случае компания 4-8 человек может хорошо отдохнуть, попариться, помыться, посидеть у камина, пожарить шашлыки. Такую баню можно использовать в качестве гостевого домика.

Требования к ограждающим конструкциям теплового контура.

Следует отметить, что в последнее время в России, как и во всём мире, проводится целый комплекс мероприятий направленный на усиление теплозащиты и теплоизоляции. Сегодня говорят и проводят теоретические и практические работы по "низкоэнергетическому дому". В качестве примера, можно привести изменение нормативов в части энергосбережения в Германии. Данные приведены из книги "Камины и печи", издательство Внешсигма, Москва 1999 год. Эти данные можно использовать только для приблизительных расчетов. Постройки до 1977 г. - средняя теплопотребность составляет 83 Вт/м2; Постройки 1977-1982 гг. - 65 Вт/м2; Постройки 1993- 1994 гг. - 50 Вт/м2; Постройки после 1995 г. - 35 Вт/м2. Для сравнения, норматив средней теплопотребности для малоэтажного жилья в России составляет: В соответствии со СНиП 2.04.07-89, постройки до 1985 г. - 234 Вт/м2; После 1985 г. - 180 Вт/м2; С выходом в 2000 г. новых требований к теплоизоляции, средний норматив по разным источникам составляет 100 Вт/м2 (например, журнал Аква-Терм). Отсюда следует, что на утеплении зданий, экономить нельзя. Практически, более рационально идти на капитальные единовременные затраты по усилению теплозащиты и теплоизоляции здания, как строящихся так и существующих. Конечно, в этом случае необходимо комплексное решение системы рециркуляции воздуха, которое выполняется профессионалами. Подсчитано, что за время эксплуатации жилого дома, стоимость его отопления в 2-3 раза превосходит единовременные затраты, пошедшие на сооружение этого дома. Стр. 274 "Основы промышленного строительства и санитарной техники", В.А,Буренин, ИФ. Ливчак, Н.В. Иванова Москва, Высшая школа 1974 г. Для бани, стоимость отопления ещё значительно больше.

Наружные стены, перекрытия, полы, окна, двери должны обеспечивать нормативные теплопотери помещения. При этом надо помнить, что в связи с влажным режимом в бане, ограждающие конструкции бани (стены, перекрытия, полы, окна, двери) должны быть теплее на 20-30%, аналогичных конструкций дома. Должна выполняться пароизоляция бани. Говорят, что нет плохой погоды, есть плохая одежда. Поэтому не надо экономить на утеплении бани. В дальнейшем, эти капитальные единовременные вложения с лихвой окупятся за счёт эксплуатационных затрат, при улучшении санитарно-гигиенических и комфортных условий. Все расчёты надо делать с учётом принятых с 1 января 2000 года условий энергосбережения.

Некоторые рекомендации по устройству конструкций бани.

Обрезы фундамента в бане под полом следует утеплять минеральными матами или плитами толщиной 5-6см. Грунт под полом утепляется неорганическим влагостойким утеплителем толщиной, определяемой из условия обеспечения термического сопротивления равного термическому сопротивлению наружной стены (например, керамзит или шлак толщиной 1,5-2 толщины стены). При этом продухи в фундаментах (отверстия для проветривания) не закрываются, а балки пола должны быть в воздушно-сухом состоянии.

Очень важно выполнить правильно удаление канализационных стоков из бани. Деревянные полы в парилке и мойке рекомендуется делать плотными с уклоном в сторону канализационной решётки или щели в полу, под которой установлен жёлоб из оцинкованного железа. Жёлоб можно делать под перегородкой между парилкой и мойкой, подняв её на 1-2 см. По жёлобу вода стекает с разрывом струи в канализационную трубу. В большинстве случаев отвод стоков выполняется по канализационной трубе в дренажный колодец. Это яма 1х1 м, глубиной 0.7 м ниже глубины промерзания, на расстоянии 2-3 метра от бани. Колодец на метр засыпают щебёнкой, а сверху землёй. Дренажный колодец можно заглубить на меньшую глубину, но его надо делать шире и засыпать керамзитом, чтобы защитить зону дренажа от промерзания. Главное, обеспечить быстрый отвод стоков, не допуская их замерзания, в незамерзающую зону дренажного колодца. В противном случае зимой происходит замерзание стоков в трубе канализации и образование наледи под полом бани. Отсюда холод, повышенная влажность под полом, загнивание конструкций. По этой причине нельзя делать под полом цементную стяжку с уклоном в сторону канализационной трубы, будут замерзать стоки.

Пароизоляция теплового контура является важнейшим фактором в вопросе создания в бане термоса. Пароизоляция стен. В парилке и мойке хорошо делать фольгой, а в комнате отдыха крафт бумагой. Пароизоляцию деревянного перекрытия бани лучше выполнить сметанообразным раствором рухляковой глины (глина, при высыхании практически не имеет прочности) с добавлением в него 20% опилок, толщиной 1-2 см по черновым доскам. Конечно, пароизоляцию можно делать и другими пригодными для этих целей материалами. Внутренние перегородки делают после возведения печи, с выполнением требуемых противопожарных разделок, и необходимых зазоров на осадку деревянных стен. Плохо, если внутренние перегородки в деревянной бане выполнены постоянными. В этом случае, трудно выполнить противопожарные требования и обедняется возможность варьировать планировку. В новой деревянной бане необходимо делать осадочные зазоры над коробками дверей, окон, а также дощатыми перегородками. Величина зазора равняется 3-5% от осадочной высоты. Глубина гнёзд для шипов должна иметь запас на осадку 15-20 мм. Двери в парилку делают высотой 1,6 м и устанавливают с высоким порогом, чтобы не стукаться головой о коробку. Вдоль одной из стен парилки делают полку шириной 75-80 см длиной 190-200 см Расстояние между полкой и потолком лучше принять 100 см Необходимо также сделать вдоль полки сиденье шириной 25см. Между печью и полками (сиденьями) делают противопожарный разрыв. Полки и сиденья лучше делать съёмными. Нельзя также закрывать пространство под полкой и сиденьем, во избежание загнивания стен. Бак с холодной водой необходимо изолировать теплоизоляционным несгораемым материалом, чтобы предотвратить охлаждение мойки. Для каменной засыпки печей лучше применять тяжёлые прочные камни округлой формы вулканического происхождения - базальт, гранит, перидотит, андезит. В камни, для улучшения пара добавляют до 40% чугунных чушек. На дно и бока духовки для камней, для распределения нагрузки, укладывают плоской стороной колосники. Стены и потолки в парилке обивают осиной, чтобы не обжечься смолой, выделяемой из древесины хвойных пород. Конечно, баню можно сделать двухэтажной, с отапливаемым вторым этажом. Тепловой контур второго этажа может быть любого функционального назначения, и оборудован соответствующей печью. При этом должны быть выдержаны рекомендации, изложенные в разделе о проектировании дома stove.ru.

Вход на второй этаж лучше делать из тамбура. Необходимо так же предусмотреть усиленную пароизоляцию между первым и вторым этажом.

Вернёмся к рассмотрению проблемы создания в парилке требуемого, регулируемого температурно-влажностного режима. Естественно речь идёт о банях встроенных в дома или отдельно стоящих, которые обеспечены энергокоммуникациями и в них требуется обеспечить только необходимый температурно-влажностный режим в парилке. Главными элементами для решения этой задачи являются система вентиляции и печь.

Рассмотрим, какие функции «по Разоренову» должна нести печь (автором статьи названа «холодной»):

1. Обогревать помещение, не перегревая его (иметь возможность регулировать температуру в помещении);
2. Максимально нагревать камни;
3. Получать максимально диссоциированный пар;
4. Печью можно пользоваться во время топки.

Руководствуясь этими положениями, мною сконструированы «холодные» колпаковые печи, топливом в которых могут быть дрова или газ.

Печи имеют внутреннюю огнеупорную оболочку.

Для разогрева камней используется духовка из жаропрочной стали, выполненная в форме колпака. Выходные паровые отверстия из духовки находятся в её нижней зоне. Вверху духовки устанавливается герметичная крышка с узлом дозированной подачи горячей воды на камни и обратным клапаном. Через эту же крышку первоначально загружаются камни. Такое решение позволяет пропускать всю паровую фазу через раскалённые камни и получить максимально диссоциированный пар. Наружные стенки печи состоят из двух слоёв с воздушным зазором между ними. Теплопередача в наружных стенах печи не происходит только за счёт теплопроводности, а идёт комбинированный процесс передачи энергии за счёт теплопроводности и конвекции. Это позволяет максимально разогреть камни, при относительно холодных стенках печи (40-50 градусов).

Для регулирования температуры в парной в печь вставляются змеевики, через которые происходит конвективный нагрев воздуха в парной. Регулирование подачи горячего воздуха происходит за счёт открывания или закрывания дверки на входном отверстии змеевика в печи.

И. В. Кузнецов