Для каждого проекта разрабатывается своя стратегия конструирования инженерных систем на основе следующих факторов:

1. назначение объекта (тренировочный либо многофункциональный комплекс, спортивная арена для проведения международных соревнований и т.п.);
2. география расположения объекта;
3. условия подключения к системам энергоснабжения;
4. инвестиционные факторы;
5. исторические предпосылки (для реконструируемых объектов).

Опыт проектирования

Наша компания выполняла проекты ледовых арен и бассейнов различного назначения:

1. Многофункциональный зал малой ледовой ВТБ Арены - Центрального стадиона «Динамо» имени Льва Яшина (вмещает 14 000 зрителей);
2. Крытый каток Москомспорта на Мичуринском проспекте (вместимость трибун – до 300 человек);
3. Многофункциональный плавательный центр «Лужники»;
4. ФОК с аквапарком на Борисовских Прудах в зоне природного комплекса «Царицыно» и другие объекты.

Микроклимат ледовых арен

Главная функция инженерных систем ледовых арен заключается в поддержании температурно-влажностного режима зоны ледового поля, зоны пребывания зрителей и нормальной эксплуатации строительных конструкций.

Одной из основных проблем в залах ледовых арен является избыточная влажность воздуха над поверхностью ледовой площадки с температурой поверхности льда -5°С, что приводит к образованию тумана. Также стоит уделить особое внимание ограждающим конструкциям ледовой арены и смежным с ней помещениям. Такие конструкции под воздействием лучистого (радиационного) охлаждения могут принимать значения температур ниже температуры точки росы, и на их поверхности может выпасть конденсат. Именно по этой причине лучшим отделочным материалом для кровли ледовой арены является изоляционный материал с поверхностью из алюминиевой фольги с коэффициентом поглощения 0.1. Окраска поверхностей светлыми тонами также достаточно эффективна. Например, листовая сталь, окрашенная белой краской, имеет коэффициент поглощения 0.45.

Борьба с влагопоступлениями может осуществляться двумя основными способами:

1. конденсационный процесс (охлаждение воздуха до температуры конденсации);
2. адсорбционный процесс (воздух проходит через материал, адсорбирующий влагу).

В своих проектах для теплого периода мы применяем комбинированную систему влагоудаления: наружный воздух предварительно охлаждается до температуры 10-12°C (обычно применяется холодоноситель с параметрами 4/9°С), далее этот воздух поступает в адсорбционный осушитель, в котором происходит окончательная осушка воздуха до требуемых параметров влагосодержания.

Бассейны

Так же, как и для ледовых арен, основной проблемой помещений бассейнов является избыточная влажность воздуха – источник дискомфорта для посетителей и причина преждевременного износа строительных конструкций. Еще одной проблемой является «парение» выбросов от вытяжных установок обслуживающих помещения бассейна.

Для ассимиляции влагоизбытков в бассейнах используют следующие основные типы воздухообрабатывающих агрегатов:

1. вентиляционные установки с рециркуляцией;
2. энергоэффективные вентиляционные установки для бассейнов, в состав которых встроены испаритель и конденсатор с возможностью осушения и нагрева воздуха;
3. энергоэффективные вентиляционные установки для бассейнов с противоточным пластинчатым теплообменником.

В своих проектах мы применяем все перечисленные выше типы установок в зависимости от конкретных проектных условий и требований Заказчика.

Нормы воздухообмена

Нормы воздухообмена наружного воздуха на человека как для ледовых арен, так и для бассейнов можно считать практически идентичными.

Так, на примере расчета ледовой арены, в соответствии с нормативами, достаточной нормой наружного воздуха на ледовых аренах является 80 м3/ч наружного воздуха на одного спортсмена и 20 м3/ч на одного зрителя. При этом в крупных городах концентрация CO2 в наружном воздухе составляет порядка 400-500 мг/м3.

Предельно допустимая концентрация CO2 для помещения составляет 1 250 мг/м3. Взрослый человек средней комплекции в состоянии покоя выделяет CO2 примерно 15-23 л/час. Рассчитывая минимальный расход воздуха на человека, исходя из ассимиляции CO2, мы получим расход наружного воздуха не 20 м3/ч, а 40 м3/ч.

Еще одной проблемой в борьбе с CO2 является то, что его плотность составляет 1.98 кг/м3, а плотность воздуха – 1.2 кг/м3. Иными словами, CO2 тяжелее воздуха, и в помещениях с высокой концентрацией углекислого газа большая его часть будет находиться внизу помещения – в зоне нахождения человека. Чаще всего приточные и вытяжные вентиляционные устройства располагаются в верхней зоне помещения, при этом помещение ледовой арены имеет большую высоту. В совокупности эти факторы приводят к тому, что CO2 с трудом удаляется из помещения.

На основании опыта нашими специалистами были сделаны следующие выводы:

1. проблема повышенной температуры и влажности воздуха в области ледового поля с большой долей вероятности связана с опусканием воздушной массы, обогащенной CO2, с трибун в зону ледового поля. При этом воздушная масса имеет повышенную температуру и повышенное содержание влаги;
2. схему подачи и удаления воздуха сверху-вверх (даже при использовании сопловых воздухораспределителей) необходимо проверять с помощью CFD-моделирования в каждом конкретном случае.

Для оптимизации проектных решений, специалисты нашей компании проводят CFD-моделирование термодинамического состояния воздушной среды исследуемых помещений. Это позволяет оценить правильность принятых архитектурных и инженерных решений, а также внести необходимые доработки на этапе раннего проектирования, что позволяет избежать ошибок, сэкономить средства Заказчика, сократить время проектирования и наладки инженерных систем.

BIM-технологии

Ввиду насыщенности современных проектируемых объектов инженерными системами, единственно возможным способом выполнить работу с должным качеством и в кратчайшие сроки является выполнение проекта при помощи BIM-технологий.

Наша компания выполняет свои проекты на платформе Revit, которая позволяет быстро получить данные для CFD-моделирования. BIM-модель на этапе строительства снижает сроки и стоимость монтажных работ, а на этапе эксплуатации – заменяет архив проектной документации.

Читать материал полностью в журнале Sport Build (№2 март, 2019).