Финская сауна по устройству почти не отличается от Русской бани, для внутренней отделки которой используют только древесину, которую из-за уникального сочетания ряда свойств (низкой теплопроводности, высокой теплоемкости, влагоемкости, пористости) нельзя пока заменить никаким искусственным материалом. Однако при строительстве сауны наряду с древесиной применяют другие материалы, которые позволяют улучшить ее тепло- и гидроизоляцию, облегчить санитарно-гигиеническую уборку.
В связи с особенностями парения в сауне - низкая влажность при высокой температуре, при ее планировке необходимо предусмотреть душевую или отдельное помещение для мытья. Для нагрева сауны можно использовать либо электроэнергию для электропечи, питаемой от сети 220(380) В, либо природный газ, который подают по трубам из сети или баллонов, либо дрова.
Размеры, план. Сауна несколько меньше, чем русская баня. Например, для одновременного парения 5...6 человек необходимо помещение длиной 240 см, шириной 200 см и высотой 210 см; на полках, установленных вдоль стен парной в два яруса, все могут улечься одновременно (рис. 15).
Следует считать ошибкой стремление строить слишком большие сауны, так как помимо дополнительных затрат на ее строительство необходимо устанавливать больших размеров печь, которая занимает много площади. Например, в Финляндии в бане не моется сразу вся семья. В зависимости от предпочитаемой температуры парильщики делятся на группы. Таким образом, сауну, спроектированную для шести человек, могут за один день посетить до ста человек.
Практика показывает, что на площади 3,3 м 2 могут разместиться в зависимости от расположения полок 3...4 человека, на площади 4,5 м2 могут париться 6 человек.
Независимо от площади пола высота потолка всегда постоянна - 210 см, что позволяет использовать стандартные двери высотой 190 и шириной 60 (70) см.
Скамьи в бане предусматривают в двух уровнях, верхняя часто служит полком. Скамьи располагают под прямым углом вдоль стен, благодаря этому максимально используется площадь пола. Чтобы парильщики могли лежать на верхнем полке, его ширина должна быть не менее 50 см. Для полного ощущения высокой температуры идеальное расстояние полка от потолка 105 см. Планка, установленная спереди и слегка выше уровня полка, позволяет парильщику класть на- нее ноги и лежать в различных позах.
Если баня мала и полок размещен только на одном уровне, то рекомендуется установить его на такой высоте, чтобы голова самого высокого сидящего парильщика не касалась потолка.
Окно для освещения не обязательно иметь в бане, расположенной в доме, но в стене, построенной отдельно сауны, делают маленькое окно с двойными стеклами.
Поскольку в современной сауне не моются, то отпадает необходимость в подводе воды в парилку; для Мытья скамей и помещения бани после парения воду Можно подавать по шлангу, протянутому из душевого помещения. Электроплиту для нагрева камней обычно располагают в ближнем к двери углу, экономя пространство для скамей. В банях с дровяным отоплением печь размещают таким образом, чтобы сократить длину дымовой трубы внутри помещения бани до минимума. Независимо от места расположения и типа печи вокруг нее устанавливают предохранительные перила.
Вентиляция. Естественное движение воздуха весьма важно для создания приятной атмосферы и комфорта парильщика в бане. В бревенчатых банях необходимое количество свежего воздуха поступает через нижние венцы стен, построенные преднамеренно свободно. Однако в банях современной конструкции, где для сохранения тепла используют большое количество теплоизоляции, отсутствует естественный подсос воздуха через стены парилки. Поэтому для регулирования притока воздуха в стенах предусматривают вентиляционные отверстия с задвижками.
При определении площади вентиляционного отверстия рекомендуется пользоваться следующим соотношением: 24 см2 отверстия на каждый 1 м3 парилки. Располагают вентиляционные отдушины так, чтобы одна находилась на расстоянии 30 см от пола, другая - на противоположной стене в 30 см от потолка.
Через нижнюю отдушину, размещенную рядом с нагревателем, поступает свежий воздух, который проходит мимо горячих камней печи и, нагреваясь, поднимается к потолку. Верхняя отдушина служит для обновления атмосферы на полке.
Однако для циркуляции воздуха через парилку не следует применять вентиляторы направленного действия, так как они нарушают равномерное распределение тепла, и, кроме того, парильщики, попав под направленный поток очень горячего воздуха, могут получить ожоги.
Конструкция сауны. Стены финской сауны обычно делают бревенчатыми или каркасного типа с теплоизоляцией. В городских условиях сауну размещают чаще всего внутри здания (гостиницы, спортивного комплекса, жилого дома и т. д.), поэтому ее можно строить с кирпичными или бетонными стенами, обшитыми изнутри досками с пароизоляцией. Однако, если можно построить парную полностью из дерева, то в ней будут наилучшие условия для парения.
Основное требование к конструкции стен и потолка парилки - хорошая теплоизоляция, исключающая излишние потери тепла, и хорошая герметичность при достаточном воздухообмене.
Стены из кирпича такой же толщины, как бревенчатые и каркасного типа, из-за высокой теплопроводности сохраняют меньше тепла (рис. 16). Так, при температуре на полке парилки 100°С и наружной температуре воздуха 20° С наружная поверхность кирпичной стены прогревается до 39°С, бревенчатой до 29° С, каркасной с тепловой изоляцией только до 26° С. Тепловые потери кирпичной стены и бревенчатой будут равны, если увеличить толщину кирпичной кладки до 52 см.
Рис.16 Распределение температуры по сечению стены парилки из различных материалов (а - бревенчатая; б - кирпичная; в - каркасно-обшивная с утеплителем)
Особенно хорошо сохраняют тепло каркасные стены с заполнителями из минеральной ваты или стекловолокна, теплопроводность которых в 3 раза меньше, чем древесины. При толщине тепловой изоляции 10 см (см. рис. 16) потери тепла в окружающую среду с 1 м2 каркасной стены 170 кДж/ч (40 ккал/ч), что в 1,8 раза меньше, чем с 1 м2 бревенчатой стены, и почти в 4 раза меньше, чем с 1 м2 кирпичной.
Финскую сауну строят на фундаменте, который изготовляют так же, как и для русской бревенчатой бани. При сооружении сауны с каркасно-обшивными стенами каркас делают из стоек сечением от 80x80 до 120Х X 120 мм и горизонтальных элементов из брусьев такого же сечения. Для гидроизоляции между фундаментом и каркасом бани укладывают двойной слой рубероида. Основные стойки каркаса устанавливают на расстоянии 900... 1200 мм и крепят к нижней и верхней обвязке потайными шипами и металлическими скобами (рис. 17).
В местах, где предполагаются окна и двери, размещают дополнительные стойки и поперечные бруски, к которым прикрепляют оконную и дверную коробки. Дополнительные стойки выполняют из досок размером 5X8...12 см. Для большей устойчивости на каждой стороне каркаса между угловой и первой основной стойками устанавливают по два раскоса разного направления. Их ставят на лобовых вырубках и крепят гвоздями. Внутренние стены каркаса выполняют аналогично наружным.
Для стен парилки используют высушенные доски толщиной 20...30 мм из лиственных пород дерева: осины, березы или липы, которые при эксплуатации не коробятся и имеют низкую теплопроводность. При отсутствии перечисленных пород древесины можно применять доски из сосны или из лиственницы. Для внутренней поверхности предбанника подходят любые сорта древесины. При обшивке парилки доски располагают вертикально и плотно подгоняют друг к другу; в них делают выборку в паз или четверть. Под внутреннюю деревянную облицовку подкладывают пароизоляционный слой из полиэтиленовой пленки, алюминиевой фольги или пергамина. Рубероид или толь применять не следует, так как при нагреве от них исходит неприятный запах. Необходимо тщательно выполнять пароизоляцию в местах соединения потолка с верхней частью стен. Для этого при обшивке стен вверху оставляют по 150...200 мм пароизоляционного материала, который затем подгибают при обшивке потолка.
С наружной стороны каркас бани обшивают сосновыми или еловыми досками, которые располагают горизонтально для придания строению жесткости. Применяют различные варианты сочленения досок: встык в шпунт (в четверть), внахлестку. Следует отдавать предпочтение двум последним вариантам сочленения - в шпунт (в четверть) или внахлестку, так как они дела ют стены менее проницаемыми для ветра и лучше предохраняют древесину от гниения.
При обшивке встык под доски следует проложить гидроизоляционный слой из рубероида или толя.
Промежуток между внутренней и внешней обшивкой заполняют теплоизоляционным материалом, толщина которого зависит от его коэффициента теплопроводности. Углы строения, а также коробку двери и окна с внешней и внутренней стороны обшивают досками и наличниками. Для предохранения от гниения наружную стену покрывают олифой и окрашивают. Внутренюю обшивку бани не окрашивают и не покрывают лаком, чтобы избежать выделения вредных веществ при нагреве, кроме того, краска мешает удалению пара из атмосферы парной.
Потолок бани состоит из балок, подшивки, пароизоляции и утеплителя (рис. 18). Балка перекрытия представляет брус или доску из деревьев хвойных пород высотой 720-725 пролета, толщиной 50...80 мм. Для крыши с наслонными стропилами длина балки определяется шириной бани по наружным стенам, при висячих стропилах ее длина увеличена на удвоенную величину выноса за стену помещения. Балки врубают в верхнюю обвязку каркаса или верхний венец сруба. Расстояние между осями балок принимают 600...1000 мм. Балки, укладываемые около дымохода, защищают от загорания разделками из кирпича. Подшивку потолка сауны выполняют чистыми строгаными досками толщиной 20...30 мм. Для прочности доски прибивают к каждой балке двумя гвоздями длиной в З...3,5 раза больше толщины доски. Для пароизоляции потолка применяют те же материалы, что и для стен. Поверх пароизоляции укладывают слой утеплителя.
Распределение температуры в парной неравномерно по высоте (рис. 19). Поэтому для снижения теплопотерь тщательно изолируют потолок сауны, накладывая теплоизоляционный слой в 1,2...1,5 раза толще, чем на стены.
Рис. 19 Распределение температуры по высоте парной сухого пара
Дверь парной для снижения теплопотерь делают каркасной с паровой изоляцией и утепляющим заполнителем (рис. 20). Каркас обшивают с обеих сторон строгаными, плотно подогнанными досками. Двери плотно подгоняют к дверной коробке, зазоры уплотняют войлочными или поролоновыми прокладками. Иногда вход в парную устраивают в виде тамбура с двойными дверями. В этом случае для обеих дверей используют доски. Дверную ручку с внутренней стороны парилки во избежание ожогов делают деревянной.
Окно слишком большой площади и расположенное высоко на стене увеличивает потери тепла. Для нормального освещения достаточно иметь окно размером 700X500 мм. Если предполагают пользоваться окном для проветривания помещения, то раму тщательно подгоняют к оконной коробке и по краям устанавливают поролоновые или войлочные уплотнители. Для герметичности стекла в окна устанавливают на казеиновой замазке (состав, массовая часть: мел 10; казеин кислотный 1; известковое тесто 0,1; вода 3...5) или с резиновым уплотнителем и закрепляют деревянными шпатиками (рис. 21).
Пол изготовляют сплошным деревянным или бетонным с настилом из деревянных планок, предохраняющих ноги парильщика от охлаждения. Поскольку пол самое холодное место в бане, а дерево от пота становится скользким и приобретает неприятный запах, рекомендуется пол делать не деревянным, а бетонным с теплоизоляционным слоем из битумного войлока. Для облицовочного покрытия бетонного пола можно использовать такие инертные материалы; как керамическая, асбестоцементная плитка или каменные плиты. Чтобы избежать скольжения ног по ровной поверхности пола используют плетеные коврики или настилы из деревянных реек, которые периодически чистят.
Бетонный пол делают с небольшим уклоном к водостоку, расположенному в углу парилки, что дает возможность ополаскивать его водой и чистить щеткой. Коврики или дощатые настилы не следует располагать под скамьями, на которых парятся, так как от пота на нижней их стороне образуются неприятные отложения.
Скамьи и полок изготовляют из осины или из березы. Скамьи делают из досок-планок с зазорами, так как на сплошной скамье стекающий пот образует лужи (рис. 22). Планки не красят, не лакируют и ничем не пропитывают, чтобы не раздражать потную кожу. Планки крепят гальванизированными гвоздями или шурупами, утапливая шляпки в древесину на 5...7 мм, чтобы парильщик не касался их, сидя на полке. Конструкция полка должна быть такой, чтобы его можно было легко снять для обработки антисептическими веществами, мытья и сушки (рис. 23).
Для освещения парилки используют светильник, углубленный в потолок и хорошо изолированный для уменьшения теплопотерь.
На деревянной сиделке размером 500Х Х500 мм сидят на нагретом полке. Направляясь париться, ее берут с собой.
Помещение для мытья. В финской сауне моются в отдельно расположенном от парной помещении. В городских условиях оно чаще всего представляет собой душевую комнату с централизованной подачей горячей и холодной воды. В сельской местности нагреть воду для мытья в семейной сауне можно либо через змеевик, вмонтированный в корпус дровяной отопительной печи и соединенный трубами с баком воды в моечном отделении, либо, что удобнее в эксплуатации, электрическими нагревателями (тэнами) погружного типа, выпускающимися промышленностью. Обшитые досками стены помещения площадью 1,5...2 м2 покрывают двумя слоями рубероида и пластиковым водостойким материалом, чтобы защитить от действия воды. Полы надежно гидроизолируют от строения бани, бетонируют и покрывают керамической плиткой. Для отвода воды в наружную дренажную яму устанавливают в полу сливную трубу.
Моечное помещение оборудуют скамьями, емкостями для горячей и холодной воды, ковшиком и другими принадлежностями для мытья.
Теплоизоляционные материалы характеризуются кpoме коэффициента теплопроводности объемной массой, влажностью, стойкостью к эксплуатационным факторам.
Объемная масса зависит от пористости материала, которая в свою очередь влияет на теплоизоляционные свойства. Чем больше объемная масса, тем хуже теплоизоляционные свойства материала. Верхний предел объемной массы всех теплоизоляционных материалов 600 кг/м3.
Водопоглощение. При увлажнении материала воздух вытесняется из пор водой, теплозащитные свойства материала значительно ухудшаются, так как вода проводит тепло в 25 раз лучше, чем воздух.
Коэффициент теплопроводности зависит от объемной массы материала, т. е. его пористости. Для неподвижного воздуха он равен 0,023 Вт/(м*К) [0,02 ккал/(ч*м*°С)] для пенополистирола 0,04...0,052 (0,035.. .0,045), для минераловатных матов 0,04... /..0,064Вт/(м*К) [0,035...0,055ккал/(ч*м*°С)]. Чем ниже коэффициент теплопроводности материала, тем меньше тепла отдает конструкция.
Биостойкость- способность материала сопротивляться разрушающему действию микроорганизмов, грибков и некоторых видов насекомых. Жизнедеятельность микроорганизмов активизируется во влажной среде, поэтому для повышения биостойкости теплоизоляционные материалы должны быть водостойкими.
Огнестойкость - способность материала сопротивляться воздействию огня. Зависит от степени возгораемости. По степени возгораемости материалы делятся на несгораемые (минеральная и стеклянная вата, вермикулит, керализит, пеностекло и др.), трудносгораемые (минераловатные и стекловатные изделия на синтетической связке, фибролит, арболит) и сгораемые (древесноволокнистые и древесностружечные плиты, камышит и пенопласты).
Неорганические теплоизоляционные материалы более долговечны, чем органические, малогигроскопичны, не гниют, огнестойки, не повреждаются грызунами. Поэтому их широко используют в строительстве для утепления строительных конструкций. К неорганическим теплоизоляционным материалам относятся: минеральная вата и изделия из нее - маты и мягкие плиты на синтетическом связующем, полужесткие плиты на синтетическом связующем, жесткие плиты на битумном и синтетическом связующем; стеклянная вата и изделия из нее - маты на формальдегидной смоле, маты прошивные, плиты на фенолформальдегидной смоле; перлит в виде пористых мелких зерен и изделия из него - стеклоперлит, гипсоперлит, перлитобетон и др. (табл.1).
Таблица 1.Основные показатели неорганических теплоизоляционных материалов
Из теплоизоляционных материалов на основе органического сырья, в качестве которого используются отходы деревообработки, торф и камыш, в строительстве применяют древесноволокнистые, древесностружечные, торфяные и камышитовые плиты различных размеров и назначения, а также плиты страмит, костромит, арболит, фибролит, изготовляемые из соломы, костры льна и отходов деревообработки с присадкой огнезащитно-связующих составов, обклеенные тонким картоном или плотной бумагой (табл. 2).
Таблица 2. Основные показатели органических теплоизоляционных материалов
Теплоизоляционные материалы на основе пластических масс в массовом строительстве применяются сравнительно недавно - в основном из-за высокой первоначальной стоимости. По структуре теплоизоляционные пластмассы делятся на три подгруппы: ячеистые и пенистые (пенопласты); пористые (поропласты); сотовые (сотопласты). Эти материалы обладают ценными свойствами: низкой объемной массой, большой прочностью, высокими теплоизоляционными свойствами, стойкостью к действию влаги. Из пенопластов применяются пенополистирол марок ПС-1 и ПС-4, пенополивинилхлорид марок ПВХ и ПХА, пенополиуретан марки ПУ-101, пенопласты на основе фенолформальдегидных смол (пенофенопласты) марок ФФ, ФК и ФС, из поропластов - мипор, поропласт МФП на основе мочевиноформальдегидных смол; сотопласты, изготовленные без вспенивания путем склеивания гофрированных листов бумаги, фольги, хлопчатобумажной ткани, пропитанных полимерами, и имеют ячейки шестигранной, ромбической, квадратной и т. д. форм размером 11,1 мм (табл. 3).
Таблица 3. Основные показатели теплоизоляционных материалов из пластических масс
Для теплоизоляции сауны лучше использовать материалы из неорганических веществ (минеральная и стеклянная вата), органических отходов (камышит, страмит и фибролит) и некоторые виды пластических огнестойких масс (пенополиуретан, пенопласты из фенолформальдегидных смол и сотопласты). Применение их позволяет поддерживать заданный микроклимат в парной, снижает массу строения. Для теплоизоляции стен и потолка пригодны жесткие и полужесткие маты и плиты из минеральной и стеклянной ваты, которые фиксируют в полости каркаса бани прижимными деревянными перемычками. Древесноволокнистые и древесностружечные плиты в сочетании c другими утеплителями (минераловатными плитами и пенополистиролом) используют для внутренней облицовки раздевалки, но не в парной, так как они легко воспламеняются и гигроскопичны. Камышитовые, страмитовые и фибролитовые плиты можно применять для теплоизоляции бани в южных районах страны, так как они недороги и обладают высокими теплоизолирующими свойствами: каркасная стена с утеплителем из камышита толщиной 10 см не уступает по теплофизическим свойствам стене из сплошной кирпичной кладки толщиной 51 см. При обработке огнестойким материалом плиты становятся трудносгораемыми, а при надежной защите от увлажнения не заражаются грибками.
Утеплители из пластических масс легки, имеют низкий коэффициент теплопроводности. Применять их в качестве утеплителя стен и потолка сауны нетрудно. Изготовлять их на основе жидких композиций можно не только в условиях завода, но и непосредственно на месте строительства. Они легко обрабатываются и склеиваются. Помимо перечисленных новых теплоизоляционных материалов могут быть использованы и такие доступные и дешевые материалы, как древесная щепа, стружка или опилки. Смоченные раствором цемента, извести или гипса, они служат хорошим утеплителем стен и потолка бани.