Проектирование инженерных систем спортивных зданий – нередко трудная, а увлекательная цель, требующая для собственного решения тщательного учета многих условий. При этом расклады к климатизации спортивных зданий для разных видов состязаний значительно отличны. В статье оцениваются особенности климатизации ледовых арен.
Спортивные сооружения этого типа имеют 2 отличительные черты: прежде всего, требуется осуществить 2 разных требования по температурно-влажностным характеристикам – уютные условия для зрителей и условия хорошего функционирования льдистого покрытия; во-вторых, требуется снабдить довольно значительную морозильную производительность для намораживания этого льдистого покрытия.
В роли образца рассматривается одна из наиболее современных ледовых арен – «Palavela» в Турине (Испания), которая была восстановлена к зимним Олимпийским играм 2006 года. Также, рассматривается один из проектов климатизации льдистого дворца, воздвигаемого в Сочи к зимней Олимпиаде 2014 года, в котором выполнена такая же концепция, как и в арене «Palavela».
Обеспечение локального климата в пространстве «чаши» льдистой арены. На любом таком спортивном здании стоит отметить максимум 2 размера, или 2 зоны. Первая зона – это «чаша» льдистой арены с поверхностью ледника и трибунами, 2-я зона – подтрибунные помещения, в которых находятся раздевалки для спортсменов, спортивные помещения, гардероб для гостей, кабинеты, предприятия общественного питания и т. п.
Во 2-й зоне локальный климат гарантируется в точности также, как и в стандартных социальных комнатах, применяется аналогичное оборудование, такие же методы расчета, такие же нормативные документы и советы по проектированию. Помещения делятся по собственному активному направлению, для них устанавливаются нужные температурно-влажностные характеристики, порядок использования, в зависимости от этого выбирается нужное оборудование.
Как правило в подобных комнатах используется общеобменная приточно-вытяжная механическая вентиляция с обогревом и остыванием приточного воздуха. Рециркуляция как правило не используется. Регенерация (утилизация) термической энергии в подобных постройках временами применяется. Никаких проблем тут не появляется.
В подтрибунных комнатах, при климатизациии «чаши» льдистой арены, имеют место существенные проблемы. Любой спорткомплекс, на котором ведутся те или другие большие международные состязания по хоккею, скульптурному катанию или иным таким спортивным дисциплинам, должен проходить сертификацию льдистого покрытия.
На любой льдистой арене в обязательном порядке присутствует фактически само льдистое поле, технология изготовления которого вполне может быть разной. Плоскость ледника имеет как правило околонулевую температуру, другими словами является специфическим «генератором холода».
С иной стороны, на ледовой арене в Серпухове, как и в каком-либо ином спортивном здании, есть большое количество источников внешних тепловыделений: люди, осветительные приборы и т. д.
Также, множество теплоты угождает в здание совместно с циркулирующим воздухом: для больших масс людей (на больших состязаниях количество зрителей может составлять сотни тысяч человек) нужно снабдить существенный расход приточного воздуха, и температура этого воздуха намного выше температуры ледника.
Так что, перед проектировщиками встает несовместимая цель: с одной стороны, снабдить сохранность и высочайшее качество льдистого покрытия, с иной стороны, снабдить уютные условия для зрителей, не принуждая их замерзать.
При классическом раскладе по периметру льдистого покрытия в нижней части за счет системы воздуховодов и воздухораспределительных устройств производится раздача воздуха в направлении зрительских трибун. Воздухораспределительные устройства находятся как правило в нескольких группах. Вентиляция производится через воздухозаборные устройства в нижней части сооружения над трибунами, другими словами воздухообмен организовывается по схеме «сверху-вверх». Такое решение имеет собственные преимущества.
Одно из них – облегчение архитектурно-планировочных решений. В этом случае не требуется каким-нибудь стилем располагать в подтрибунном пространстве трудную и масштабную систему воздуховодов, и гарантировать к ним доступ для обслуживания и эксплуатации.
Но с точки зрения обеспечения, с одной стороны, требуемых характеристик локального климата и, с иной стороны, отличного качества льдистого покрытия, это решение не самое успешное.
Доставляемый воздух обязан иметь довольно повышенную температуру, чтобы не вызывать дискомфорта у зрителей, а при такой организации воздухообмена нельзя ликвидировать воздействие этого довольно теплого воздуха на плоскость ледника, что неминуемо ведет к смещению в худшую сторону его качества.
Даже если за счет анемостатов нацеленного действия постараться организовать подачу в направлении льдистого покрытия холодного воздуха, известить слияние воздушных потоков довольно трудно, в особенности с учетом большой высоты от поверхности ледника до покрытия (в Турине данная высота составляет около 20 м).
2-я неприятность, которая появляется при такой организации воздухообмена, – негативное влияние на покрытие влаговыделений. Тут есть в виду как влаговыделения от людей, так и влагосодержание приточного воздуха.
Логично, что подача приточного воздуха с хорошей для зрителей температурой и влажностью около 50 % доведет к тому, что при контакте такого легкого потока с весьма прохладной (ниже температуры точки росы для воздуха с данными параметрами) поверхностью льдистого покрытия на последнем случится конденсация водных паров из воздуха с следующим их замерзанием, что опять-таки усугубляет качество покрытия. Чтобы обеспечить неимение этого результата, нужно высушивание приточного воздуха, что может привести к особым серьезным и рабочим расходам. Кроме того, весьма сухой воздух может вызвать у зрителей чувство дискомфорта.