Качественная и долговечная искусственная ледовая арена – это слоёный пирог довольно непростых технических решений…
Стационарное ледовое покрытие
А — коллектор стальной Ø 150-250 мм (подающий, обратный);
В — трубы холодоносителя расстояние между ними 70-100 мм (трубы пластиковые ~ 20000 м);
С — охлаждающая бетонная плита толщина 130 мм (B25, F300, W6) армирование ~ 30000 кг;
D — ледовая поверхность в 25-50 мм;
Е — теплоизоляция (пеноплекс) толщина 80-100 мм;
F — бетонная опорная плита 300 мм (B22,5, F75, W4);
G — несущий слой гравия и песка, c дренажной системой ~ 1500 мм.
Под слоем льда находится бетонная плита толщиной в 100 мм, внутри которой на глубине 25 мм прячется паутина полимерных трубопроводов. По этим трубам и доставляется хладоноситель – раствор с достаточно низкой температурой замерзания (самый распространённый – этиленгликоль). Полимерные трубы обладают необходимой теплоотдачей, коррозиционной устойчивостью и в Леловая аренацелом способны исправно прослужить более чем в 2 раза дольше стальных. Охлаждается раствор холодильной многокомпрессорной станцией мощностью около 500 кВт.
При использовании ледового покрытия более чем 7 месяцев в году крайне желательно установить систему подогрева грунта, чтобы предотвратить промерзание почвы под охлаждающей плитой. Теплообмен между системой подогрева и охлаждающей плитой устраняется 100мм термоизоляцией высокой плотности. Также необходим слой гидроизоляции. Система подогрева – это тоже трубная система, которая укладывается не бетон, как охлаждающая, а в слой песка. Трубы укладываются бесшовные, что обеспечивает надёжность на весь период жизни ледовой арены. В качестве теплоносителя также наиболее рационально использовать этиленгликоль, водный раствор хлористого кальция или аналогичные растворы.
Система поддерживает температуру грунта чуть выше температуры замерзания и препятствует образованию льда в грунте и последующему вспучиванию поверхности. Подобное промерзание способно разрушить не только поверхность ледового поля, но и само здание катка. Причина промерзания в том, что каток работает в условиях значительных перепадов температур (до 60 ºС) и концентрирует влагу со значительных расстояний, которая превращается в лёд даже на глубине до 6-ти метров. Этот процесс даже поставили на службу градостроители для укрепления фундаментов высотных зданий (если не допускать размораживания), где вместо обогрева применяется обратный процесс – перманентное замораживание грунта. Таким образом, ещё долго будет радовать глаз здание МГУ им. Ломоносова на Воробьёвых горах, основание которого лежит на песчаном грунте в непосредственной близости от поймы Москва-реки…
Первый очевидный результат вспучивания — неровная поверхность льда достигающая порой 25 см на длине поля. Единственный путь выравнивания — намораживание дополнительного льда на низких участках поля, что в результате приводит к неравномерности температур на его поверхности и к более длительной работе холодильного оборудования. Ещё худшие последствия промерзания — это конструктивные повреждения. Цементный пол пучится и разрушается в результате пучения грунта. Двери и ворота становится невозможно открыть, а стёкла могут выпасть из рам, причинив многочисленные травмы игрокам и зрителям. Может даже произойти обрушение всей конструкции здания катка. В случаях вспучивания поля единственным способом устранения возникшей проблемы является удаление повреждённого поля и полная выемка промёрзшего грунта. Стоимость работ будет огромна. Поэтому рекомендуется подогреваемый пол на всех новых объектах.
Альтернатива системе обогрева грунта – применение теплоизоляции толщиной около 300 мм. Но этот вариант при условии равной долговечности значительно дороже.
Мобильный или мини-каток
Небольшие временные катки, индивидуальные (так называемый «дачный вариант») или парковые катки могут изготавливаться с помощью простой (по сравнению с капитальным сооружением) матовой системы. Монтируется эта система довольно быстро.
Эта система поставляется на место монтажа в специальных рулонах по 32 трубы (в ширину) с шагом в 38 мм. Смонтировать такую систему можно на любой вид пола с песочной основой. Маты объединяются коллектором и подключаются к холодильной машине. Маты с успехом применяются для экстренного ремонта неисправных ледовых стационарных покрытий, либо их отдельных повреждённых участков.
Восстановление или ремонт ледового покрытия
Если изначально не была смонтирована система подогрева грунта под ледовой ареной, то за годы интенсивной эксплуатации промёрзшее основание буквально корёжит поверхность катка (перепады уровня льда доходят до 30см) и, что самое страшное, подчас, промерзание добирается до фундамента здания и создаёт реальную угрозу его существованию. Выравнивание поверхности намораживанием низких участков проблему не решает, поскольку в этом случае толщина, плотность и другие свойства льда будут неравномерны, Мобильный катокчто препятствует эффективной работоспособности холодильной системы и вскоре ситуация повторяется.
Решается проблема оттайкой грунта. Для этого необходимо установить новую систему обогрева и хладоснабжения. Весь проект оттайки рассчитан на 3 года, после чего всю систему снова демонтируют. Приятно, что весь этот период каток можно использовать по назначению. Толщина (2,5-5см) и температура (1-5 ºС) льда постоянно контролируется.
Кондиционирование ледовой арены и вентиляция
В конце 90-х годов началась реконструкция и вентиляционных систем кондиционирования крытых ледовых стадионов, построенных ещё в советские времена.
Вся вентиляционная система состоит из двух частей: приточная вентиляция служебных помещений и кондиционирование ледовой арены.
Первая часть служит для подачи свежего воздуха в само помещение. Вторая призвана устранять избыточную влажность с самой поверхности ледового поля. Обычно с этой задачей справляется - 4 центральных кондиционера и 2 чиллера. Сам механизм «осушения» довольно прост: зимой - воздух подогревают до +18 градусов, а летом, сначала у воздух осушают, переохлаждая его до +7 градусов, а затем подогревая до нужных +18. Вода оседает на ламелях теплообменного оборудования и сливается в дренаж.
Регулируя таким образом температуру и влажность мы круглый год добиваемся максимально комфортных условий и на льду, и на трибунах.
