История инфракрасных саун: от шкафа с лампами до кабины в квартире

Шкаф с лампами: Батл-Крик, 1891 год

Джон Харви Келлог руководил санаторием в городке Батл-Крик, штат Мичиган. Тот самый Келлог, чья фамилия стоит на коробках с хлопьями: кукурузные хлопья он придумал как санаторную еду. Но главным своим изобретением считал не завтрак, а шкаф.

Шкаф был деревянный, изнутри обшитый зеркалами, с лампами накаливания по стенкам и потолку. Пациент садился внутрь на табурет, голову оставлял снаружи в вырезе, а тело оказывалось в перекрестье света от ламп. Келлог назвал это световой ванной накаливания, а дату записал сам, в книге «Светолечение» 1910 года: «Первая световая ванна накаливания была построена автором в 1891 году».

Сеанс выглядел скромнее нынешних. «Обычно достаточно трёх-шести минут», — пишет Келлог; продолжительность отмеряли не по часам, а по коже, до появления испарины. Дольше держали при отдельных диагнозах — ожирении, ревматизме, подагре, — и тогда ванна длилась пятнадцать-тридцать минут, «пока температура во рту не достигнет 100–100,5 градуса по Фаренгейту». В привычной шкале это 37,8–38,1 градуса.

Задержитесь на этой цифре. Больше века спустя рекламные тексты про инфракрасные кабины обещают ровно то же самое: тело нагревается примерно до 38 градусов. Число не новое и не японское — оно приехало из мичиганского санатория конца позапрошлого века.

Заявку Келлог подал в 1895 году и 14 апреля 1896 года получил патент США 558 394 — «ванна лучистого тепла». Читать документ сегодня странно, потому что в нём записаны нынешние торговые доводы, слово в слово. Главный: «действие моей улучшенной ванны лучистого тепла не зависит от тепла, которое передаётся непосредственно воздухом». Дальше Келлог приводит замеры по секундомеру: испарина в его шкафу выступала в среднем меньше чем за четыре минуты, в турецкой бане — примерно за пять с половиной, в русской — почти за семь. Температуру воздуха он тоже сравнил и вывел в пользу шкафа, но сами градусы в оцифрованном тексте патента не пропечатались, поэтому цифры мы приводить не будем.

Устройство описано буднично. Лампы стоят рядами по всем стенкам камеры, между ними зеркальные панели, свет сводится к середине: «свет от ламп отражается к центру камеры, и практически весь свет используется». Под пациентом ездит на роликах выдвижной стол со стеклянной столешницей и лампами под ней, чтобы свет доставал и снизу. В полу — отверстие для свежего воздуха. Почему такая коробка греет тело, не нагревая воздух вокруг, подробно разобрано в материале о том, как инфракрасная кабина греет излучением; нас здесь занимает не физика, а маршрут.

А маршрут оказался громким. «Ванна была показана на выставке в Чикаго в 1893 году», — вспоминает Келлог. Дальше цепочка: «Посетитель из Германии увидел ванну, приехал в Батл-Крик, чтобы освоить технику её применения, и, вернувшись в Германию, начал её производство и продажу». В немецких городах, по его словам, открылись «сотни световых институтов». Клиентура подобралась под стать: «Король Англии Эдуард излечился от мучительной подагры в Гамбурге серией световых ванн», — пишет Келлог, — «вскоре его примеру последовал император Вильгельм, а за ним несколько других коронованных особ и титулованных семейств Европы». Словом, шкаф, где человек потеет от излучения, а не от горячего воздуха, собрали в Америке и довели до моды в Германии — за семьдесят с лишним лет до всякой японской керамики.

Свет как лекарство и первая проверка

Пока Келлог рассаживал пациентов по шкафам, в Копенгагене работал Нильс Рюберг Финсен. Он светил на больных концентрированным лучом от угольной дуги и лечил так волчанку — тяжёлое поражение кожи. В 1903 году Финсен получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за вклад в лечение болезней, в особенности волчанки обыкновенной, концентрированным световым излучением, чем он открыл новый путь для медицинской науки».

Оговорка тут обязательна, и её обычно проглатывают. Финсен работал с ультрафиолетом, а не с инфракрасными лучами, так что кабинам он приходится не предком, а эпохой: именно после него световой кабинет перестал быть чудачеством и переехал в обычные физиотерапевтические отделения.

А дальше случилось то, что продавцы кабин не пересказывают никогда. Светолечение проверили.

К середине двадцатых годов оно разошлось по британским клиникам быстрее, чем кто-нибудь успел оценить, работает ли оно. Британский Совет по медицинским исследованиям собрал подкомитет и посадил его секретарём Дору Колбрук — врача, которая сама лечила светом.

Колбрук сделала две работы. В первой, 1927 года, она сравнила 84 пациентов с варикозными язвами: обычные повязки с пастой против светолечения. На одиннадцати крупных язвах она разделила само поле — половину облучала, половину закрывала. Результат вышел в «Ланцете» в мае 1928 года: пользы от света она не увидела, а повязки сработали даже лучше.

Вторая работа устроена так, как сегодня устроены нормальные испытания. 287 школьников в лондонском Уиллздене Колбрук случайно разбила на три группы: без лечения, под дуговой лампой и под той же лампой со стеклом, задерживающим ультрафиолет. Родителям не объясняли, что группы сравнивают между собой. Мерили рост, вес, число и длительность простуд, пропуски школы, успеваемость и общее самочувствие. Разницы не нашлось ни по одному из этих признаков. Совет по медицинским исследованиям вынес результаты в годовой отчёт в марте 1929 года, а в сентябре напечатал отдельным докладом.

Запомнить тут стоит две вещи. Первая: самую раннюю аккуратно устроенную проверку идеи «греем светом — становимся здоровее» эта идея не прошла. Вторая, без которой первая нечестна: Колбрук проверяла ультрафиолет и общее оздоровление детей, а не прогрев мышц. На инфракрасные кабины её вывод переносится по родству замысла, а не по замеру.

Лампа на тумбочке: чем грели до кабин

Шкаф, обшитый лампами и зеркалами, дорог, громоздок и требует отдельной комнаты. Лампе на штативе не нужно ничего, кроме розетки. По этому пути техника и пошла.

Марку Infraphil компания Philips зарегистрировала в сентябре 1945 года — название склеено из английского infrared, инфракрасный, и фамилии основателей. Назначение производитель формулировал прямо: лампа даёт коротковолновое инфракрасное излучение, которое проходит сравнительно глубоко в кожу, и служит от мышечной боли. Такую лампу со второй половины сороковых ставили дома на тумбочку и грели плечо или поясницу.

Вот в каком виде инфракрасное тепло дожило до второй половины века: лампа, направленная на больное место, минут на пятнадцать. Не помещение и не процедура для всего тела. Чтобы лампа выросла обратно в комнату, понадобился другой нагреватель — и он появился в Японии.

Тадаси Исикава: керамика для излучателя

Под именем Tadashi Ishikawa в патентных базах лежит патент США 3 585 390 — «Циркониевая керамика и использующие её элементы инфракрасного излучения». Даты в документе такие: японский приоритет 7 февраля 1968 года, заявка в США подана 5 февраля 1969 года, патент выдан 15 июня 1971 года. В графе правообладателя стоит сам изобретатель, никакой компании.

Патент описывает состав чёрной керамики: больше 45 процентов по весу занимает соединение оксидов циркония и кремния, до 25 процентов — добавка на основе оксида марганца с оксидами железа, кобальта, никеля или хрома, остальное глина. Нагретая примерно до 500 градусов, такая керамика даёт обильное излучение с длиной волны больше 5 микрометров. Применения автор перечисляет длинным списком: электрические и газовые нагреватели, сушка тканей, зерна и овощей, посуда и сковороды, медицинские греющие приборы, производство кинескопов. Кабины для потения в этом списке нет.

Это и есть японское звено цепочки: не кабина, а материал, который при нагреве светит в длинноволновой части инфракрасного диапазона. Через двадцать лет именно его обшили деревом и назвали кабиной, так что Исикава в истории есть — как автор рецепта нагревателя. Рекламная версия с 1965 годом, «биофизиком» и тайной для избранных живёт отдельно от документов; откуда взялись эти цифры и как они разошлись по каталогам, разобрано в материале о том, что обещают продавцы инфракрасных кабин.

Первые кабины: от складного ящика 1983 года до готового изделия

Если искать не легенду, а документ, кабина появляется в патентных базах на два десятилетия позже керамики — и появляется сразу в нескольких видах.

Складной ящик, 1983. Самая ранняя конструкция известна нам по чужому описанию: японская патентная публикация № 65163/1983, на которую ссылаются как на предшествующий уровень техники. Передняя и задняя стенки — панели с нагревателями на внутренней стороне, боковины и потолок — складывающийся гармошкой чехол. Человек сидит внутри и потеет, а после сеанса коробка складывается.

Газовая сауна, 1985. Кацуёси Иноути подал заявку с приоритетом 11 октября 1985 года и 11 июля 1989 года получил патент США 4 846 145 — «инфракрасное излучающее сауна-устройство с источником тепла в виде теплоты сгорания». Трубку-излучатель греет пламя горелки, работающей на газе или керосине; трубка раскаляется слишком сильно, поэтому вдоль неё пускают охлаждающий воздух и сбивают температуру, чтобы наружу шло длинноволновое излучение. Горелку и автоматику Иноути спрятал в отсек под сиденьем. Мотив записан прямым текстом: электрические сауны дороги в эксплуатации, прежние конструкции на сжигании топлива были небезопасны, а его аппарат задуман как сауна, пригодная для дома.

Обратите внимание, что уже здесь, в середине восьмидесятых, слова «инфракрасный» и «сауна» стоят рядом в названии патента. Расхожее «термин появился в начале девяностых» не выдерживает беглой проверки: он старше.

Складной ящик, версия вторая, 1986. Такао Тоёсима, работавший на фирму с говорящим названием Japan Home Sauna, подал заявку 17 ноября 1986 года и получил патент США 4 773 105 27 сентября 1988 года. Претензия к предшественнику у него бытовая: чехол-гармошка шёл волной, отражающие поверхности искривлялись, и лучи разбегались мимо человека. Тоёсима повесил инфракрасные нагреватели на кронштейны по двум противоположным внутренним углам, сделал их поворотными и развернул навстречу друг другу. Размер такого ящика в описании — 80 на 60 на 120 сантиметров, то есть на одного человека сидя, а главная забота изобретателя — сложить всё плоско между двумя панелями и убрать с глаз.

Готовое изделие, 1991. Хун Пак подал заявку 23 декабря 1991 года, патент США 5 255 399 выдан 26 октября 1993 года, название — «сборная сауна-ванна на дальнем инфракрасном излучении». Это уже узнаваемая кабина: короб на одного, нижняя ванна, боковые панели, задняя стенка, дверцы, а внутри — «несколько керамических плоских нагревателей толщиной около одного миллиметра». К ним прилагаются душ с несколькими режимами, сушилка для тела, коврик с выступами для массажа стоп, стереоусилитель, кассетный проигрыватель и монетоприёмник с таймером.

Монетоприёмник в квартиру не ставят. Первая кабина в её нынешнем виде родилась коммерческим оборудованием — для салонов, бань, спортклубов. В жильё она поедет позже и совсем по другой причине.

Кагосима, 1995: кабину проверяют на сердечниках

Медицинская линия этой истории идёт отдельно от торговой и документирована куда лучше.

В 1995 году кардиолог Тюва Тэй с соавторами из университета Кагосимы напечатал в американском журнале Circulation работу «Острое улучшение гемодинамики при тепловом расширении сосудов у больных с застойной сердечной недостаточностью». Собрали 34 пациента с хронической сердечной недостаточностью, средний возраст 58 лет. Расклад по функциональным классам Нью-Йоркской ассоциации кардиологов был тяжёлый: второй класс у двоих, третий у девятнадцати, четвёртый у тринадцати, фракция выброса в среднем 25 процентов. Через вену ставили катетер и мерили давление прямо в лёгочной артерии. Дальше одних сажали в сухую инфракрасную сауну на 60 градусов на пятнадцать минут, других клали в тёплую ванну 41 градус на десять минут. Кровообращение после процедуры улучшалось за счёт снижения нагрузки на сердце, и вывод авторы сформулировали осторожно: тепловое сосудорасширение можно применять с малым риском, если делать это правильно.

Это первая клиническая публикация про инфракрасную кабину, и из неё, из больничного расписания, цифра 60 градусов перекочевала в торговые описания: сегодня рабочим режимом кабины называют 45–60 °C при паспортном потолке производителя 60–66 °C. Только в клинике эти градусы назначает врач конкретному больному, под наблюдением и с расписанным отдыхом после.

Дальше группа Тэя четверть века публиковала работу за работой, а в 2009 году к этой стопке подошли со стороны: канадский врач Ричард Бивер разобрал в журнале для семейных врачей Canadian Family Physician девять накопленных исследований и оценил всю эту литературу как слабую.

Здесь медицинская часть истории заканчивается и начинается торговая. Мерили кабину в клинике, на тяжёлых больных и под катетером, а продавали здоровым людям и обещали куда больше, чем измерили. Что из обещаний подтвердилось за прошедшие годы, что осталось слабым результатом на малой выборке и кому кабина запрещена, разбирается в отдельном материале — что доказано про инфракрасную кабину и кому нельзя.

Как менялись нагреватели: от лампочки до кварца

Кабина менялась не снаружи, а изнутри. Деревянный короб за сто тридцать лет остался деревянным коробом, а вот источник тепла сменился несколько раз, и по нему историю удобно разбить на шаги.

Нить накаливания. Лампы у Келлога, лампы Infraphil у Philips. Спираль раскаляется, светится оранжевым, отдаёт короткие волны. Для местного прогрева плеча этого хватало, но лампа слепит и греет неровно: что ближе — обжигает, что дальше — почти не чувствует. Отсюда и голова снаружи: в такой камере ей нечего делать.

Керамические стержни и трубки. Прямое продолжение патента Исикавы: керамика, нагретая примерно до 500 градусов, светит на длинах волн больше 5 микрометров и почти не светится видимым светом. Первые излучатели делали стержнями и трубками, вешали сверху, и человек грелся неравномерно. Горячий стержень к тому же приходится закрывать и отодвигать: у Тоёсимы в тесном ящике нагреватели прямо названы помехой, из-за которой их пришлось вынести в углы и сделать поворотными.

Плоская керамика. В патенте Пака 1991 года претензия к предшественникам сформулирована ровно так: прежние сауны полагались на неэффективные нагреватели, установленные сверху. Его решение — керамические пластины толщиной около миллиметра, разложенные по стенкам, чтобы излучение доставалось всему телу поровну. Кабина перестала быть коробкой с грелкой под потолком.

Углеродное волокно. Следующий шаг снова сделали в Японии. Харэхико Номура и фирма Dairin Shoji заявили патент с приоритетом 15 октября 1993 года; патент США 5 459 327 выдан 17 октября 1995-го. Нагревателем служит бумага с углеродным волокном: ток идёт по волокнам, они греются и отдают дальнее инфракрасное излучение. Номура исходит из того, что углерод излучает такие волны эффективнее прочих материалов, и кладёт поверх слой органического соединения, которое поглощает излучение и отдаёт его обратно на своих длинах волн. Панель греется слабее стержня и закрывает большую площадь стенки, то есть отдаёт мягче.

Кварц и «полный спектр». Нынешнее поколение возвращается к идее лампы, но управляемой. Финская Harvia в кабине Onni Small ставит два полноспектральных излучателя по 400 ватт на спину и ещё четыре панели — на бока, икры и пол; излучатели кварцевые. Распределение излучения производитель печатает в паспорте: 5 процентов в ближней области, 24 в средней и 71 в дальней.

Разница между поколениями всё это время оставалась инженерной: куда поставить источник, чем его прикрыть и как ровнее раздать тепло по телу. На что смотреть при покупке и чем один тип нагревателя отличается от другого на практике — тема соседнего материала, как выбрать инфракрасную кабину.

Почему кабина въехала в квартиру

Кабина стала домашней не потому, что кого-то вылечила, и не потому, что подешевела древесина. Дело решила электрика, и это видно по паспортам приборов.

Обычная финская печь Harvia KIP80 выдаёт 8 киловатт, и подключают её на три фазы по 400 вольт, тремя предохранителями по 16 ампер: значит, электрик, отдельная линия, согласования. Как подбирают и ставят такие печи, разобрано в материале про печи для бань и саун. Кабине Harvia Onni Small хватает 230 вольт, одной фазы и предохранителя на 16 ампер — то есть обычной розетки.

Вот и вся причина. Кабина занимает угол спальни или кладовки, приезжает в плоских коробках и собирается за несколько часов. Ей не нужны ни вода, ни слив, ни гидроизоляция, ни дымоход, ни вытяжка под пар. Между ней и обычной сауной лежит не разница в удовольствии, а разница между вилкой в розетке и новой линией от щитка. Что до подключения и паспортных требований самой кабины, они разобраны там же, как выбрать инфракрасную кабину.

Сауна или кабина: когда развели два слова

Осталось разобрать путаницу в названиях, из-за которой спорят до сих пор.

Порядок был такой. Сначала слово «сауна» к прибору прицепили сами инженеры — оно уже продавалось и сразу объясняло покупателю, что внутри будет жарко и он вспотеет. У Иноути это «сауна-устройство», у Пака «сауна-ванна». В русский язык связка приехала вместе с товаром: половина продавцов и сегодня пишет «инфракрасная сауна», а не «кабина».

Потом слово начали отбирать обратно, и делали это не конкуренты, а те, кто пишет правила. Международный стандарт безопасности IEC 60335-2-53 в третьем издании 2002 года назывался «частные требования к нагревательным приборам для саун» и касался только банных каменок. Четвёртое издание вышло 20 апреля 2011 года, и первым пунктом в перечне отличий стоит расширение области применения на инфракрасные кабины. С тех пор в заголовке документа стоят два разных предмета: приборы для саун и инфракрасные кабины.

В Германии отраслевое объединение производителей держит для них два разных знака качества: RAL-GZ 423 отвечает за сауны, RAL-GZ 420 — за инфракрасные тепловые кабины. Второй документ так и описывает предмет: требования к изготовлению кабин частного пользования, от конструкции и теплоизоляции до излучателей, электрики и вентиляции. Действующий текст помечен январём 2014 года. Отдельные требования пишут не для экзотики, а для того, что уже стоит у людей дома. В России путь виден по двум документам подряд: ГОСТ Р МЭК 60335-2-53-2001 назывался «дополнительные требования к нагревательным приборам для саун» и инфракрасных кабин не знал вовсе, а сменивший его ГОСТ IEC 60335-2-53-2014 называется уже «частные требования к нагревательным приборам для саун и инфракрасным кабинам» и действует с 1 января 2017 года.

Причина разведения простая и техническая. Слово «сауна» финское, и держится оно на печи с камнями и на паре от воды, плеснутой на них. Печь KIP80 отдаёт свои 8 киловатт в воздух и камни, а от них уже греется человек. В кабине камней нет, воду в неё не льют, воздух остаётся тёплым, и работают направленные на тело излучатели. Если продавец называет кабину сауной, он не обманывает — он говорит на языке восьмидесятых. А вот если он переносит на кабину то, что измеряли в финской парной, стоит насторожиться.

Если выписать в столбик только те даты, под которыми лежит документ, вся история займёт полстраницы.

Мифы

Вывод

История инфракрасных саун оказалась старше и прозаичнее рекламной версии. Она начинается не в Японии и не в шестидесятых, а в мичиганском санатории в 1891 году, когда Келлог посадил пациента в шкаф с лампочками и отмерил ему шесть минут. Проверка Доры Колбрук в конце двадцатых пользы от светолечения не нашла — это первое, что стоит помнить про идею «греем лучами и становимся здоровее». Японцы добавили к ней главное: керамику, которая отдаёт тепло, почти не светясь. Кабину в нынешнем виде собрали во второй половине восьмидесятых и начале девяностых, сразу с монетоприёмником, потому что задумывали её как оборудование для салонов. В дома она въехала позже и по скучной причине: помещается в угол и включается в розетку.

Красивую часть легенды — биофизика, тайну знати, 1965 год — придётся отложить: под ней нет ни одного документа. Зато под скучной частью документов хватает, от патента 1896 года до ГОСТа, действующего с 2017-го. Если после этой истории вы примеряете кабину к своей квартире, дальше идут два вопроса, и оба разобраны отдельно: как она греет и что из обещаний подтверждено измерениями. Начинать стоит со второго, а если у вас есть диагноз — с разговора со своим врачом.