Обогрев спортивных объектов и полей стадионов
Футбольный стадион или футбольное поле – это не только место проведения спортивных соревнований по футболу между двумя командами, но и сложное сооружение с точки зрения инженерии ввиду всех использующихся устройств и систем обеспечения: дренажа, автоматического полива, системы подогрева, искусственного освещения и газонного покрытия.
Необходимым условием для успешного проведения тренировок и командных игр футболистов высокого уровня является соответствие игровых площадок мировым стандартам. Существуют строгие требования, описанные в нормативной документации, которым должна соответствовать открытая площадка для футбольных игр. Они относятся как к соответствию архитектуры сооружения общепринятым нормам, так и к созданию комфортных условий для проведения игр. Неблагоприятные природные условия: резкая смена погоды, сильные ветры и низкие температуры воздуха ограничивают возможности проведения игр на открытом воздухе.
Давно ушли в прошлое времена, когда спортивные победы достигались исключительно опытом тренеров, мастерством спортсменов и их волей к победе. В настоящее время большой спорт- это в первую очередь соревнование технологий и, на первый взгляд, такая далекая от современных технологий игра как футбол не является исключением. Для успеха команд теперь немаловажную роль играет развитая инфраструктура и техническое оснащение стадионов, позволяющие проводить тренировки и игры на открытом поле как можно дольше.
Понятно, что команда, которая позже других уйдет осенью с поля и раньше других после зимы выйдет на поле — раньше обретет форму и сыгранность. А как же зима? Действительно, в наших широтах зиму никто не отменит и по колено в снегу бегать с мячом неудобно. Решение этой проблемы не ново – системы обогрева газонов футбольных полей в странах северной Европы применяются давно и успешно. Устройство обогрева футбольных полей на Российских стадионах является задачей чрезвычайно актуальной.
Система обогрева представляет собой комплексное технологическое решение, направленное на реализацию возможности полноценного функционирования спортивного сооружения, в период межсезонья. Система обогрева позволяет искусственно увеличивать температуру поверхности и основания поля, для того, чтобы сохранять его игровые характеристики в течение как можно большего времени на протяжении календарного года.
Существует два вида покрытия открытой игровой площадки — искусственное и натуральный газон. Назначение и режимы эксплуатации системы при этом различны.
На полях с натуральной травой помимо задач сушки и отсутствия скольжения поверхности газона необходимо также обеспечить оптимальные условия для роста травы. Система обогрева натурального газона футбольного поля необходима для поддержания травяного покрова и грунта в состоянии, позволяющем использовать его для игр при отрицательных температурах наружного воздуха. В зависимости от климатических условий обогрев полей позволяет весной раньше начать эксплуатацию натурального травяного газона в среднем на 1,5-2 мес. и осенью позже закончить на 2-2,5 мес.
Поля с искусственным покрытием газонов в основном используются в тренировочных целях или для массового футбола. На этих полях системы подогрева используются для стаивания и высушивания поля и могут круглый год обеспечивать такое состояние газона, при котором возможно проводить нормальный игровой процесс в зимних условиях без перерыва.
Обогрев полей конструктивно выполняется посредством электрических нагревательных кабелей, проложенных в грунте обычно на глубине 200-250мм с шагом 100-200мм или греющих пластиковых трубопроводов с этиленгликолем в качестве теплоносителя.
Электрический кабельный обогрев в настоящее время получает наибольшее распространение в силу ряда преимуществ:
- обогрев футбольного поля может быть секционирован на любые обогреваемые зоны, что позволяет рационально использовать имеющиеся электрические мощности.
- Система автоматического регулирования обеспечивает мягкий прогрев поля с возможностью регулировки мощности в зависимости от прогрева грунта и от температуры воздуха и наличия осадков. Электрическая система обогрева достаточно гибка в настройках, температура прогрева почвы устанавливается и поддерживается с точностью до градуса.
- Обеспечивает равномерный прогрев по всему полю. При использовании водяной системы обогрева, в местах поступления греющей жидкости, участок поля перегревается, а по мере продвижения греющей жидкости её температура падает, что приводит к недогреву участков поля. Из-за этого зеленый покров прорастает неравномерно.
- Электробезопасность системы обеспечивается высоконадежным экранированным и механически защищенным нагревательным кабелем, а также высокочувствительными и быстродействующими электронными приборами защиты. Электротехническая аппаратура управления устанавливается в отдельном помещении площадью 10-15м².
- Оборудование системы электроподогрева футбольного поля экологично, компактно, не требуется дополнительных помещений, необходимых для насосной станции, водосмесительного узла, емкостей для аварийного слива антифриза.
- Монтаж системы электроподогрева не занимает много времени, поскольку нагревательный кабель поступает на объект в виде секций со смонтированными муфтами и подводящим кабелем требуемой длины. Соответственно, не тратится время на монтаж фитингов, отводов, запорной арматуры.
- Система электроподогрева не требует дополнительных действий по подготовке к включению. Нагрев грунта футбольного поля начнется сразу после подачи напряжения без затрат времени на разогрев теплоносителя.
- Для управления системой не требуется специально обученный персонал. После ввода желаемых параметров обогрева, система работает в автономном режиме.
- Система электрического подогрева футбольного имеет меньшую стоимость оборудования и материалов, чем любая жидкостная система, а также не имеет капитальных затрат на подвод энергоносителя.
- одним из основных отличий электрического обогрева от жидкостного является то, что в первом случае расходуются электрические мощности(кВт), а во втором тепловые(Гкал).
Мощность системы обогрева зависит от конструктивных особенностей газона футбольного поля и местных климатических условий. Для обогрева натурального травяного газона удельная мощность обогрева обычно составляет 50-120 Вт/м 2 , и 150-200 Вт/м 2 для искусственного газона. На стандартных полях размером 105х68м общая мощность составляет 360-710 кВт для натурального газона и 1000-1400 кВт для искусственного.
Выделение дополнительных электрических мощностей специально для нужд электрообогрева поля обычно не требуется, поскольку имеется возможность использовать свободные мощности, предназначенные для освещения поля, а на период проведения матчей при включенном освещении уменьшать мощность обогрева. В тех случаях, когда выделяемой мощности на электрообогрев не хватает, задача обогрева сводится к устранению ледяной прослойки между газоном и слоем снега, основная же масса снега убирается техникой.
Система обогрева в целом состоит из нагревательных кабелей, шкафов с пусковой, защитной автоматикой, аппаратуры контроля и управления и сети кабелей силового электропитания.
Для обогрева используются специально разработанные резистивные нагревательные кабели с удельной мощностью 14-20 Вт/м, рассчитанные на напряжение питания
380 В, обладающие высокой надежностью и электробезопасностью. Электробезопасность кабелей обеспечивается применением двойной основной изоляции, экранирующей защитной оплетки и прочной наружной оболочки. Нагревательные кабели используются в виде нагревательных секций. Секция состоит собственно из нагревательного кабеля, который с двух сторон посредством специальных соединительных муфт оснащается монтажными проводами необходимой длины для ввода их в распределительную коробку для подключения к силовому кабелю. Собственно нагревательный кабель укладывается только в пределах игрового поля, распределительные коробки размещаются в подземных кабельных колодцах на удалении 3-5 м за границей игрового поля. Для условий укладки секций вручную при строительстве новых полей или их реконструкции с заменой газона, изготовление секций производится в заводских условиях, для условий укладки нагревательного кабеля с применением кабелеукладчика секции изготавливаются на объекте в полевых условиях.
Чаще всего укладка нагревательных кабелей осуществляется в конструкцию существующего натурального газона механизированным способом при помощи 1-го кабелеукладчика за 5-10 дней. Повреждение газона при этом минимально — толщина лезвия кабелеукладчика составляет всего 10мм, поле готово к игре сразу после укладки кабеля.
Укладка кабеля в конструкцию искусственного газона возможна только при строительстве нового поля или замене старого покрытия, этот способ довольно трудоемок, поскольку выполняется вручную и требует мероприятий по обеспечению сохранности нагревательных секций.
Чрезвычайно важную роль в системе обогрева футбольного поля играет система автоматического управления обогревом, позволяющая поддерживать заданную температуру газона при изменении погодных условий и оптимизировать энергопотребление с учетом разной стоимости электроэнергии в дневное и ночное время, за счет чего потребляемая системой обогрева мощность (и связанные с ней эксплуатационные расходы) может быть значительно ниже номинальной.
В общем случае системой управления постоянно измеряется температура газона в 2-3х точках поля и температура окружающего воздуха. Температура почвенного слоя натурального газона на глубине 10 см поддерживается в пределах +5…+10Сº. Изменение величины мощности в соответствии с текущей температурой грунта осуществляется методом включения и выключения нагрузки, но не всей сразу, а последовательно отдельных групп нагревательных секций наподобие бегущей волны, что исключает больших скачков напряжения в электросетях. При температуре окружающего воздуха выше температуры поддержания обогрев автоматически выключается. Следует отметить, что обогрев натуральных газонов при среднесуточной температуре ниже -10 Сº нецелесообразен и на зимний период система обогрева должна быть отключена для обеспечения биологического отдыха растений.
Для полей с искусственным покрытием таких ограничений нет и обогрев поля может осуществляться всю зиму.
Электробезопасность системы обогрева обеспечивается основными и дополнительными мерами защиты, это применение нагревательных кабелей с двойной основной изоляцией и защитной экранирующей оплеткой, присоединяемой к заземлителю, а также применение автоматических выключателей, защищающих от токов короткого замыкания и устройств защитного отключения с уставкой величины токов утечки не более 30мА. Шкафы с оборудованием автоматического управления и защиты устанавливаются в существующем отдельном или выгороженном отапливаемом техническом помещении площадью 7-10 м2 на удалении не более 50-60м от края игрового поля. В случае отсутствия такого помещения оборудование может быть поставлено комплектно в специальном обогреваемом блок-боксе, собранном из утепленных сэндвич-панелей.
Для стран, климатические условия которых осложняют поддержание футбольных полей в нормальном состоянии (в числе которых находится и Россия), значение системы обогрева не может быть переоценено. В ряде случаев наличие системы обогрева является единственным способом подготовить поле к первым играм сезона. Наличие системы обогрева давно стало необходимым условием сертификации стадиона для игр, проводимых в рамках российской футбольной премьер-лиги, и для большинства игр проводимых под эгидой ФИФА и УЕФА.
В конце 2010г Российский футбольный союз утвердил переход футбольного чемпионата на систему «осень-весна». Для российского футбола это означает синхронизация отечественного чемпионата с европейским, а для футбольных полей-колоссальная нагрузка на покрытие при низких отрицательных температурах. Переход российского футбола на систему «осень – весна» в ближайшие годы приведет к тому, что все домашние футбольные поля команд премьер-лиги, первого и второго дивизионов должны стать обогреваемыми.
Чемпионат мира по футболу, который пройдет в России в 2018 году, является мощнейшим катализатором развития отечественного спортивного строительства. Подготовка к этому масштабному событию ставит перед отраслью новые вызовы, и преодолеть их можно только при помощи применения российского и международного опыта.
К 2018 году в 11 городах России буду построены или реконструированы 12 футбольных стадионов, чтобы чемпионат мира по футболу прошел в России на самом высоком уровне.
Кроме того, Международная федерация футбольных ассоциаций (ФИФА) утвердила перечень из тренировочных баз для команд-участниц чемпионата мира по футболу 2018 года, которые будут расположены в 11 городах-организаторах мундиаля и ещё в 20 городах, которые не примут игры мирового турнира. В результате работ каждая тренировочная площадка будет соответствовать требованиям ФИФА и представлять собой поле со спортивным газоном, оборудованное системами дренажа, полива и обогрева всей площади газона.
«Подготовка к предстоящему Чемпионату мира по футболу идет полным ходом. Всего до конца 2017 года в Москве будет построено 11 тренировочных полей, из которых девять — уже до конца этого года», — сказал заместитель мэра Москвы по вопросам градостроительной политики и строительства Марат Хуснуллин . «На таких полях можно будет проводить тренировки круглый год за счет системы подогрева покрытия», — подчеркнул глава стройкомплекса. Он отметил, что во время чемпионата мира они будут использоваться в качестве тренировочных площадок для команд-участниц первенства.
По завершении чемпионата мира по футболу эти объекты будут переданы детско-юношеским спортивным школам и использоваться для занятий спортом детей и молодежи, а также для массового спорта.
Как мы видим, устройство обогрева футбольных полей на Российских стадионах является задачей чрезвычайно актуальной.
Компания «СК КаскадСтрой» имеет и опыт и все необходимые разрешения и сертификаты для выполнения необходимых расчетов, проектных, строительных и электромонтажных работ, производства, монтажа и обслуживания кабельных систем обогрева футбольных полей с «единой точкой ответственности» за все этапы работ.
Мы убеждены, что интеллектуальный потенциал, производственные мощности и профессионализм нашей команды будут востребованы в рамках реализации задачи по созданию комфорта и безопасной игры на всех футбольных полях в России.
Источник статьи: http://ckks.ru/42-obogrev-sportivnyh-obektov.html
Системы подогрева футбольных полей
М. Г. Тарабанов, канд. тех. наук, директор научно-инженерного центра «Инвент»;
В. Ф. Сергеев, главный инженер научно-инженерного центра «Инвент»;
С. В. Буров, генеральный директор фирмы «Интраст»
Вторая половина девяностых годов в России была отмечена интенсивным строительством систем подогрева футбольных полей на стадионах республиканского и областного значения, а в последние годы такие системы появились во многих других населенных пунктах и на тренировочных базах футбольных клубов.
Необходимость строительства систем подогрева продиктована насущной потребностью повышения качества футбольных полей в холодные осенне-весенние периоды года, характерные для большинства регионов нашей страны. Кроме того, появились поля с искусственным покрытием газонов, которые в основном используются в тренировочных целях или для массового футбола. На этих полях системы подогрева особенно нужны, т. к. только они могут круглый год обеспечивать такое состояние газона, при котором возможно проводить нормальный игровой процесс.
Таблица 1 Технические данные по некоторым системам подогрева | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
В табл. 1 приведены технические данные по некоторым системам подогрева, которые отражают зависимость тепловой нагрузки и расхода материалов от местоположения подогреваемого газона.
Искусственное покрытие газонов в основном делается на тренировочных полях. Данные по системам подогрева таких полей приведены в табл. 2.
Таблица 2. (подробнее)
Системы подогрева тренировочных полей с искусственным покрытием газона
Экологическая безопасность при эксплуатации системы жидкостного подогрева с использованием водного раствора этиленгликоля достигается тем, что при возникновении аварийной утечки насос подачи рабочего теплоносителя автоматически останавливается. Такая утечка обнаруживается падением давления в рабочем контуре за счет срабатывания реле давления и размыкания контактов магнитного пускателя рабочего насоса. Для предотвращения выливания раствора этиленгликоля в грунт включается аварийный насос, перекачивающий этот раствор в аварийные баки, установленные в тепловом пункте или на площадке рядом с ним. После устранения аварии раствор из баков перекачивается этим же насосом в систему подогрева.
Система жидкостного подогрева футбольных полей имеет существенные преимущества перед другими системами (например, электроподогревом), т. к. температура рабочего теплоносителя небольшая, что создает наиболее благоприятные температурные условия для корневой системы натуральных полей, а для любого газона она позволяет обеспечить заданную температуру и ее точную регулировку в зависимости от наружных условий.
Источник статьи: http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=2225