Статья генерального директора "КБК Проект" В.В. Костина о проектировании систем вентиляции крытых зданий для зимних видов спорта.

Проектирование систем вентиляции ледовых арен

В настоящее время проектировщиками, строителями и управляющими крытых зданий для зимних видов спорта накоплен приличный опыт. Это довольно непросто – рассчитать и предусмотреть физические процессы, происходящие в ледовом зале. Результаты допущенных ошибок оказываются плачевными: утечки энергии, туман, конденсат, насыщение воздуха углекислотой и т.п.

Например, зачастую разработчики забывают правильно распределить воздушные потоки над поверхностью льда, что приводит к чрезмерному испарению и конденсации воды, содержащейся в воздухе.

Микроклимат ледовой площадки во многом определяется системой распределения воздуха. Кроме того, важные параметры такого рода помещений – это в первую очередь качественные характеристики ледового покрытия, а также процессы, происходящие в районе зрительских трибун. Проектирование таких помещений подразумевает точные математические расчеты таких параметров, как температура, влажность и скорость воздушных потоков. Эти параметры прописаны в нормативной документации, такой как СНиП 31-06-2009 (п. 7.49,50), СП 31-112-2004 (п.5.10) и т.д.

В чем задача? Дело в том, что требования к климатическим параметрам на ледовой площадке и трибунах для зрителей совершенно разные. И их нужно создавать и поддерживать с минимальными потерями. В этом есть, следует особо отметить, кардинальное отличие проектирования вентиляционной системы для ледовой арены от проектирования подобной системы любого другого спортивного объекта. Необходимо учитывать одновременно множество параметров для круглогодичной поддержки оптимальной температуры внутреннего воздуха как на ледовой площадке, так и в зоне размещения зрителей. В каждой из этих зон температура отличается.

Например, температура поверхности льда варьируется в зависимости от вида спорта в пределах минус 6,5°С – минус 3°С. Температура в пространстве нахождения спортсменов (1,5 м от поверхности льда) должна составлять от плюс 6°С до плюс 14°С. Наконец, температурный диапазон зрительской зоны во время игры – плюс 10-15°С.

В ходе эксплуатации крытых ледовых площадок чаще всего возникают следующие проблемы:
● На поверхности металлоконструкций возникает конденсат, в результате чего они подвергаются коррозии.
● Образование конденсата на поверхности льда ухудшает его качество.
● На прозрачных барьерах также образуется конденсат, что мешает болельщикам видеть игру.
● Облака пара ухудшают видимость как для зрителей, так и для игроков.

Существует целый ряд предлагаемых решений, но они разрозненны. Бывает так, что решение проблем с вентиляцией для разных видов спорта предлагается различное. Строгое математическое моделирование позволяет найти выход, приемлемый для всех.

Вот лишь несколько из многочисленных методов решения возникающих проблем:
● Для защиты от конденсации конструкции можно экранировать защитным слоем краски, полимерной пленки или фольги, чтобы предотвратить теплопередачу путем излучения.
● Подвесной потолок также может сыграть роль теплового экрана между льдом и наружными конструкциями.
● Принудительная тепловентиляция верхней части помещения.

Для того, чтобы обеспечить различный микроклимат в зонах нахождения спортсменов и зрителей, а также для защиты опорных конструкций от конденсации, в помещении устанавливаются три различные системы кондиционирования:

1. Система климат-контроля ледовой площадки (приточно-вытяжная вентиляция).

Задача этой системы – поддержание комфортного для спортсменов климата. Вдоль длинных сторон ледовой площадки сверху устанавливаются приточные воздуховоды, воздух через них подается со скоростью не более 0,25 м/с. Воздух подается сверху через диффузоры, и затем удаляется через вентиляционную систему.

2. Система климат-контроля в области зрительских трибун (вытесняющая вентиляция снизу вверх).

Приточный воздух подается через распределители, расположенные под зрительскими сиденьями, и затем удаляется через вентиляционные отверстия, расположенные под потолком зала. Расчетная разница температур подаваемого воздуха и воздуха в зоне обслуживания в среднем составляет 2°С. Объем приточного воздуха по санитарным нормам составляет 20 м3 в час на одного человека. При этом происходит вытеснение водяных паров, тепла и углекислого газа, выделяемых людьми.

3. Система климат-контроля в верхней части помещения (воздушно-отопительные, осушительные агрегаты).

Задача этой системы – не допустить образования конденсата на конструкциях здания, поддерживая температуру воздушных масс в верхней зоне выше точки росы. Отопительные устройства включаются при соответствующих сигналах от температурных датчиков, измеряющих температуру конструкций. Другой способ избежать конденсации – это уменьшить влажность, подавая сухой воздух в верхнюю часть помещения. Осушение воздуха осуществляется методом абсорбции и другими способами.

Современные методы математического моделирования позволяют получить оптимальный вариант для каждого конкретного случая, обеспечить комфортную и безопасную климатическую среду для спортсменов и болельщиков, а также долговечность опорных и ограждающих конструкций здания.

Источник:  Журнал Sport Build #09, 2018