Кострыгин И.А.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И ОТОПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ ЛЕДОВОЙ АРЕНЫ В СПОРТИВНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ *
Аннотация:
в работе представлены основные проблемы и особенности, связанные с проектированием систем вентиляции и кондиционирования для поддержания микроклимата внутри помещения ледовой арены. Описаны параметры микроклимата, которые необходимо поддерживать, также представлены варианты для организации равномерного воздухообмена.
Ключевые слова:
воздухообмен, кондиционирование, осушение, относительная влажность, микроклимат
Вводная часть.Развитие ледовых видов спорта привело к массовому строительство сооружений с ледовым покрытием или ледовыми аренами. Отсюда необходимость развития и совершенствования требований к микроклимату внутри ледовых арен и к качеству ледового покрытия. Сложность проектирования такого сооружения состоит в том, что необходимо создать комфортные условия для людей в зоне зрительских трибун с одной стороны и с другой стороны оптимальных параметров воздуха для сохранения ледового покрытия в надлежащем состоянии. Проектирование вентиляции и кондиционирования воздуха должно обеспечивать два этих фактора для создания наиболее благоприятного микроклимата в помещении ледовой арены.Данные по нормам.Стандартный каток имеет размеры 60 x 30 метров, однако катки могут иметь и большую площадь. Стоит упомянуть, что подобная площадь не включает в себя зрительские трибуны. Учитывая зрительские трибуны общий объем всего помещения ледовой арены будет больше и при проектировании систем вентиляции и кондиционирования это стоит учитывать. По параметрам воздуха на арене необходимо понимать, какое назначение имеет помещение ледовой арены. Если она предназначена для хоккея, то требуется жесткий лёд с температурой -6 °C, а воздух на самой ледовой арене составляет 6-10 °C. Для фигурного катания допускается более мягкий лёд с температурой -3 ? -4 °C с температурой воздуха у ледового покрытия 10 – 12 °C. Скорость воздуха в рабочей зоне ледовой арены не должна превышать 0,2 – 0,3 м/с. В ледовой арене рассматриваемого проекта второй вариант, что создает сложности, поскольку необходимо поддерживать заданные параметры микроклимата при помощи вентиляции и кондиционирования воздуха и вместе с этим охлаждения ледового покрытия системой холодоснабжения.Описание возможных вариантов.Есть несколько типов схем воздухообмена для ледовой арены. Первый способ – это сверху-вниз. Наверху располагаются приточные воздухораспределители, подающие воздух вниз. Воздух опускается и через воздухоприемники, встроенные внизу ледовой арены. Для такого метода необходимо согласовать такой способ на этапе архитектурных решений. Второй способ – это снизу-вверх. В нижней зоне ледовой арены на высоте около 5 метров располагаются воздухораспределительные устройства, которые под наклоном подают струи воздушных масс в рабочую зону ледовой арены. Предпочтительнее в такой схеме использовать сопла, они позволяют подавать воздух с необходимой скоростью на большие расстояния. Сопла располагают по обе стороны ледовой арены для обеспечения равномерного воздухообмена по всей ледовой арене. Такое расположение воздухораспределителей может быть использовано в случае, если каток имеет ширину не менее чем 30 метров, иначе скорость воздуха будет превышать в рабочей зоне допустимые 0,2 – 0,3 м/с. Также есть способ подачи сверху-вверх. Параллельно через один идут приточный и вытяжной воздуховоды. На приточной системе вентиляции устанавливают сопла для того, чтобы воздух доходил до рабочей зоны и обеспечивал необходимый воздухообмен и удалял избытки теплоты. После чего воздух нагревается и поднимается наверх к воздухоприемным устройствам. В данном случае можно использовать, например, вентиляционные решетки. При такой системе необходимо обеспечить скорость воздуха 0,25 м/с у поверхности ледовой арены.Для холодоснабжения вентиляции ледовой арены можно использовать мощности холодильных установок для заливки ледового покрытия. Дело в том, что для первоначальной заливки катка необходимо холодопроизводительности в два раза больше, чем при эксплуатации. Таким образом половину мощности холодильного цеха можно отправить на холодоснабжение системы вентиляции и кондиционирования ледовой арены. Это позволяет экономить энергозатраты на охлаждение и обеспечивает высокую энергоэффективность системы вентиляции и кондиционирования. Следующим пунктом по энергоэффективности стоит упомянуть, что в холодный период можно использовать естественный холод для также холодоснабжения приточной вентиляционной установки. В Санкт-Петербурге температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 принятая по СП 131.13330.2020 составляет -24 °C. Температура внутри помещения ледовой арены не более 12 °C. В таком случае можно будет применять частичную рециркуляцию с охлаждением с помощью наружного воздуха, что позволит снизить затраты на охлаждение приточного воздуха.Проблемы с обеспечением параметров микроклимата.Можно выделить несколько главных проблем при проектировании систем вентиляции и кондиционирования в ледовой арене. Во-первых, это образование тумана. Происходит такое образование за счет высокой влажности приточного воздуха в теплый и переходный периоды. Проникнув внутрь помещения катка, влага взаимодействует с холодным воздухом ледовой арены. Возможное решение этой проблемы – осушение приточного воздуха с помощью адсорбционного осушителя. В качестве адсорбента, например, используют силикагель.Во-вторых, возможно выпадение конденсата на потолке и предметах, которые находятся вблизи ледового покрытия. Это происходит из-за того, что их температура опускается ниже температуры точки росы окружающего воздуха. Образовавшиеся капли могут капать на ледовое покрытие, что портит качества льда. Такой же процесс может происходить и на самой поверхности льда, что будет размягчать его, и приводить к более частым заливкам льда. А это дополнительная нагрузка на холодильные машины. Поэтому приходится очень внимательно рассчитывать температуру ледового покрытия, чтобы она не могла охладить другие поверхности так, что это спровоцирует выпадение конденсата.Еще стоит отметить, что высокая относительная влажность также имеет другие отрицательные последствия. Металлические строительные конструкции из-за относительной влажности свыше 60 % могут подвергнуться коррозии и со временем начать разрушаться.Выводы.Подводя итоги, можно заключить, что проектирование ледовой арены очень сложная и многогранная задача. Поддержание необходимых параметров микроклимата может достигаться только с помощью сложных технических расчетов. Исходя из всего вышесказанного, можно понять, что в расчете систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещении ледовой арены, необходимы точность рассчитанных величин и четкий контроль за параметрами микроклимата. Такой расчет можно проводить с помощью математического моделирования, которое сейчас особенно актуально ввиду таких сложных технических задач, как поддержание оптимальных параметров микроклимата в ледовой арене. С помощью подобных расчетов, можно рассчитать, как будет распределяться воздух и каким методом будут достигаться необходимые параметры наиболее эффективно, с какими параметрами приточный воздух не будет вызывать описанных выше проблем.
Номер журнала Вестник науки №5 (74) том 3
Ссылка для цитирования:
Кострыгин И.А. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И ОТОПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ ЛЕДОВОЙ АРЕНЫ В СПОРТИВНО-ОЗДОРОВИТЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ // Вестник науки №5 (74) том 3. С. 1348 - 1353. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/14720 (дата обращения: 08.12.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2024. 16+