Особенности обеспечения микроклимата крытых ледовых арен
Крытые ледовые арены с искусственным льдом являются одними из наиболее затратных по энергопотреблению объектов спортивного назначения. Растущие цены на энергетические ресурсы требуют повышения эффективности систем, расходующих значительное количество энергии, таких как системы водоснабжения и канализации. Это подчеркивает необходимость анализа схем этих систем в ледовых арках. Непрерывно растущий интерес к современным спортивным сооружениям, работающим круглый год, в особенности к крытым ледовым аренам, требует повышения энергетической эффективности проектируемых инженерных решений. В рамках данного типа объектов наиболее энергоемкие системы — это те, которые обеспечивают микроклимат и холодильное снабжение. Это объясняется потребностью в стабильном производстве значительных объемов холода, необходимого для кондиционирования воздуха обслуживаемых зон и поддержания нужного температурного диапазона ледовой поверхности. Для проектировщиков, монтажников и специалистов по эксплуатации особенно важными являются особенности функционирования систем микроклимата, поскольку они более динамичны и требуют учета множества факторов, таких как температура воздуха, виды мероприятий и относительная влажность, а также конструктивные и архитектурные нюансы здания.
При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха в крытых ледовых аренах главной характеристикой является наличие ледового поля, температура которого ниже нуля. Этот аспект полностью определяет, как движутся воздушные потоки внутри помещения, и соответственно, влияет на температурные условия.
Кроме того, в зоне ледового поля для поддержания качественного состояния льда необходимо поддерживать температуру воздуха в определённых пределах. Например, для хоккейных матчей температура льда должна колебаться от −6,5 до −5,5°C, в то время как температура воздуха в этой области должна быть от +6 до +10°C; для фигурного катания лед должен оставаться в диапазоне от −4 до −3°C при температуре воздуха от +10 до +13°C.
Важно отметить, что наряду с зоной ледового поля, в таких объектах есть также зона зрительских трибун, где требуется совершенно другая система микроклимата, учитывающая комфорт зрителей.
Следовательно, выделяются две ключевые зоны с различными параметрами обслуживания. Далее рассмотрим особенности регулирования микроклимата в каждой из этих зон.
Характеристики организации микроклимата в зоне ледового поля
Для достижения необходимых микроклиматических условий в обслуживаемом пространстве ледового поля и обеспечения долговечности строительных элементов (что может вызвать образование конденсата) реализуется воздухообмен посредством смешивающей вентиляции. Это также связано с архитектурно-строительными характеристиками, такими как высокая высота рассматриваемых помещений. В результате наибольшее распространение получила схема воздухообмена «сверху-вниз». Это означает, что воздух с установленными параметрами поступает через специальные воздухораспределители (размещённые вдоль ледового поля) к ледовой поверхности и удаляется из верхней зоны через воздухозаборные устройства. Кроме данной схемы, в некоторых зарубежных проектах воздухозаборные устройства устанавливаются в нижней зоне и интегрируются в конструкцию ледового поля (схема «снизу-вверх»).
Параметры воздуха, которые подаются кондиционерными системами, рассчитываются с использованием графоаналитического метода и i-d-диаграмм состояния влажного воздуха. При организации воздухораспределения по схеме «сверху-вниз» наблюдается значительная экономия прохлады, что особенно важно для функционирования крытых ледовых арен на протяжении всего года. Тем не менее, в холодный период может возникнуть необходимость установки секции орошения, что приведет к дополнительным расходам. В противном случае внутренний воздух будет постепенно высыхать, что негативно скажется на качестве льда.
Чтобы избежать чрезмерного осушения, можно использовать частичную рециркуляцию, которая удобнее всего осуществляется в рамках комбинированной схемы распределения воздуха. Многоступенчатое смешивание наружного и рециркуляционного воздуха с разными параметрами возможно благодаря отдельному забору рециркуляционного воздуха из верхней и нижней зон ледовой арены.
Таким образом, внедрение комбинированной схемы вентиляции в зимний период существенно снижает затраты на обработку приточного воздуха, тогда как применение такой схемы в летний период увеличивает потребление холода и теплоты. Поэтому для оптимизации энергозатрат на кондиционирование ледового поля круглый год необходимо применять разные схемы распределения воздуха в зависимости от сезона.
Организация микроклимата в области зрительских трибун
Необходимые условия микроклимата в зоне зрителей в помещениях крытых ледовых арен могут быть достигнуты с использованием либо вытесняющей, либо перемешивающей вентиляции.
В первом варианте воздух подается и выводится из верхней части помещения, что сопровождается высокой скорость воздушного потока и значительной турбулентностью.
Во втором случае реализуется воздухопоток, близкий к ламинарному, который достигается благодаря подаче воздуха с низкой скоростью. В этом случае приточные устройства располагаются под сиденьями зрителей, в то время как вытяжка осуществляется из верхней зоны. Температура воздуха в зоне трибун составляет примерно +25°C в теплый сезон и около +18°C в холодные месяцы.
Применение вытесняющей вентиляции обеспечивает более высокую энергоэффективность систем HVAC. Поэтому в процессе проектирования предпочтительнее использовать вытесняющую систему, которая обеспечивает подачу воздуха под сиденья трибун в объеме 20 м³/ч на человека со скоростью 0,25 м/с и температурной разницей между приточным и рабочим воздухом в 3°C. Однако стоит упомянуть, что главным недостатком данной схемы является необходимость обеспечения доступа к воздуховодам и распределителям для их обслуживания и установки.
Для повышения энергоэффективности систем микроклимата в закрытых ледовых аренах зимой целесообразно внедрение комбинированной схемы с частичной рециркуляцией. Летом, в свою очередь, подойдет подход «сверху-вниз», который позволит снизить энергозатраты на обработку приточного воздуха на 15%. В зрительных трибунах рекомендуем использовать вытесняющую вентиляцию, обеспечивая приток воздуха через устройства, расположенные под сиденьями зрителей.
В этой категории нет товаров.