Новости

20 апреля 2016 года - Комфортный лёд. Микроклимат – важная составляющая успешности спортивных объектов.Это относится и к ледовым аренам.

Микроклимат, а именно, оптимальное соотношение температуры, влажности и скорости движения воздуха – важная составляющая успешности спортивных объектов. Это правило относится и к ледовым аренам. Как создать комфортные условия для зрителей, сохранить качество ледового покрытия и при этом обеспечить достаточные холодильные мощности для намораживания льда – об этом будет идти речь на Круглом столе в рамках WinterCongress 2016.

На ледовом объекте можно выделить две основные зоны – это «чаша» ледовой арены с поверхностью льда и трибунами, а также подтрибунные помещения, где расположены раздевалки для спортсменов, судейские комнаты, гардероб для посетителей, офисы, заведения кейтеринга и детские зоны.

С микроклиматом в подтрибунных помещениях особых проблем не возникает – он обеспечивается точно так же, как и в обычных общественных зданиях. При этом используются стандартные рекомендации по проектированию, нормативные документы, методики расчетов и оборудование. Как правило, в этой зоне устанавливается общеобменная приточно-вытяжная механическая система вентиляции с подогревом и охлаждением приточного воздуха.

Что же касается непосредственно ледовых арен, то система микроклимата здесь принципиально иная. Поверхность льда обычно имеет близкую к нулю температуру и выступает в роли своеобразного «генератора холода». С другой стороны, на ледовой арене, как и в любом другом спортивном сооружении, существует масса источников внутренних тепловыделений, главными из которых являются люди и осветительные приборы. Помимо этого, большое количество тепла попадает в помещение вместе с вентиляционным воздухом.

Учитывая тот факт, что при проведении соревнований число зрителей может достигать десятков тысяч, всем им необходимо обеспечить значительный расход приточного воздуха (причем, температура этого воздуха гораздо выше температуры льда). Таким образом, перед проектировщиками встает противоречивая задача: с одной стороны, обеспечить сохранность и высокое качество ледового покрытия, а с другой – создать комфортные условия для зрителей, не заставляя их мерзнуть на трибунах.

Традиционный подход

Традиционно задача решается путем установления по периметру верхней части ледового покрытия системы воздуховодов и воздухораспределительных устройств, которые осуществляют раздачу воздуха в направлении зрительских трибун. Вытяжка производится через воздухозаборные системы, инсталлированные в верхней части сооружения над трибунами. Подобное решение имеет ряд достоинств, главным из которых является общее упрощение архитектурно-планировочных решений.

Для зрителей, находящихся на своих местах в течение мероприятия, температура воздуха не должна опускаться ниже +16°С — +18°С.

В данном случае не требуется размещать в подтрибунном пространстве сложную и объемную систему воздуховодов и обеспечивать к ней доступ для обслуживания и эксплуатации. Однако для достижения требуемых параметров микроклимата при сохранении высокого качества ледового покрытия такое распространенное решение – не самое удачное. Подаваемый воздух должен иметь достаточно высокую температуру, чтобы не вызывать дискомфорта у зрителей, однако в процессе воздухообмена невозможно устранить влияние этого теплого воздуха на поверхность льда, что неизбежно приводит к ухудшению его качества. Даже если посредством анемостатов направленного действия попытаться организовать подачу охлажденного воздуха в направлении ледового покрытия, предупредить смешение воздушных потоков довольно проблематично.

Вторая характерная для организации воздухообмена проблема заключается в отрицательном воздействии на покрытие влагосодержания приточного воздуха. Очевидно, что подача приточного воздуха с приемлемой для зрителей температурой и влажностью около 50% приведет к тому, что при контакте такого воздушного потока с холодной поверхностью ледового покрытия произойдет конденсация водяных паров из воздуха с их последующим замерзанием. Таким образом, качество льда снова окажется под угрозой. Однако минимизировать подобный эффект можно – для этого необходимо осушить приточный воздух.

Тепловыделения от людей также отрицательно воздействуют на состояние ледового покрытия: лед при повышении температуры начинает подтаивать и становится рыхлым. Его состояние заметно ухудшается в ходе проведения спортивного мероприятия (например, хоккейного матча, который обычно продолжается 2,5 часа). Более длительное воздействие на лед в случае проведения длительных многодневных соревнований приводит к тому, что он начинает трескаться уже по всей толщине.

Требует решения и проблема нейтрализации воздействия тепловыделений от осветительных приборов. Решить ее можно посредством выбора того ил иного типа освещения, что предполагает совместную проработку технического решения с проектировщиками. Например, на некоторых ледовых аренах применяют разрядные металлогалогенные лампы, которые отличаются высокой световой отдачей. С целью повышения отражательной способности внутренние поверхности деловых арен окрашиваются преимущественно в светлые цвета.

Оптимальная схема воздухообмена

Математическое моделирование с использованием специализированного программного обеспечения дает возможность проектировщикам обеспечить взаимное движение масс воздуха, при котором струи с различной температурой не перемешиваются между собой. Первый ряд сидений для зрителей, как правило, располагают выше уровня поверхности льда. Саму «чашу» ледового покрытия заглубляют на уровень 1,5 м.

По всему периметру ледовой площадки устанавливают воздухозаборные устройства системы вытяжной вентиляции. В верхней части арены (также по периметру площадки) подводят приточные воздуховоды и монтируют воздухораспределительные устройства – анемостаты направленного действия. Воздухообмен этой зоны организован по схеме «сверху-вниз». Над трибунами и под куполом ледовой арены монтируются вытяжные воздуховоды с воздухозаборными устройствами. Воздуховоды располагают «веером», а воздухозаборные устройства размещают по всей площади над зрительскими местами. Приток воздуха осуществляется непосредственно в рабочую зону – под сидения зрителей.

В итоге над ледовым покрытием образуется своеобразный «воздушный шатер» из прохладного воздуха. Как итог, все пространство делится на две зоны: «теплую» (над зрительскими местами) и «холодную» – над ледовым покрытием. Организация воздушных потоков подобным образом позволяет беспрепятственно подавать относительно холодный воздух по всему периметру ледового покрытия. При этом исчезает необходимость выносить анемостаты направленного действия ближе к периметру ледового покрытия, поскольку разнонаправленные потоки воздуха с разной температурой не смешиваются. Кроме того, достигается «естественное» движение воздушных потоков: холодного воздуха «сверху-вниз», а подогретого – «снизу-вверх».

Платой за такую схему является необходимость более тщательной проработки архитектурно-планировочных решений. В подтрибунных помещениях требуется не просто поместить систему приточных и вытяжных воздуховодов, воздухораспределительных и воздухозаборных устройств, но также обеспечить к ним удобный доступ для обслуживания и ремонта. Для оптимального функционирования объекта в подобном режиме воздухообмена требуется надлежащая наладка системы и точное поддержание режимов ее работы. Если установленная система сбалансирована, то наличие проходов для людей не оказывает заметного влияния на распределение воздушных потоков.

Контроль льда

Для контроля температуры ледового покрытия используются датчики, которые позволяют фиксировать температуру как бетонного основания, так и самого ледового покрытия. Каждый ледовый вид спорта (хоккей, фигурное катание, конькобежные дисциплины) диктует собственные требования к оптимальной температуре льда. Упомянутые выше датчики обычно интегрированы в бетонную плиту основания и непосредственно в толщу льда.

В «чаше» ледовой арены должен быть свой микроклимат. Так, для соревнований по фигурному катанию рекомендуемая температура льда равна –4°С, для хоккея –5°С, а для соревнований по шорт-треку идеальной считается –7°С.

Современные ледовые покрытия отличаются достаточно сложной структурой, требующей не менее сложной технологии заливки. Как правило, первые тонкие слои льда намораживаются из разбрызгиваемой воды, затем производится окрашивание поверхности, нанесение разметки, затем заливается основная часть ледового покрытия. Финишная обработка поверхности производится специальными машинами – ледовыми комбайнами. Общая толщина ледового покрытия составляет обычно 40-70 мм, однако в некоторых случаях может достигать 100 мм и больше. В целях контроля температуры ледового покрытия используют еще один тип датчиков – инфракрасные, которыми измеряется температура поверхности льда.

Для комфорта спортсменов температура воздуха в «чаше» ледовой арены должна составлять +13°С.

В идеале, систему вентиляции ледовой арены должна проектировать та же компания, которая готовит и само ледовое покрытие. Иными словами, компания сможет гарантировать высокое качество ледового покрытия при условии, что она же будет обеспечивать требуемые параметры микроклимата в зоне этого покрытия. В этом случае ледовая площадка сдается заказчику «под ключ» вместе с системой климатизации.