Stacionarios ledo arenos, projektuojamos dešimtmečiams patikimos eksploatacijos

Stacionari ledo arena yra viso pastato masto šiluminė sistema, o ne vien šaldomos grindys. Ledo plokštė, šaldymo įranga, hidraulika, pastato apvalkalas, vėdinimas, oro sausinimas, šildymas, apšvietimas, bortai, ledo priežiūra ir valdymas nuolat veikia vieni kitus. Todėl dar koncepcijos etape priimti sprendimai nulemia didelę dalį būsimų energijos sąnaudų, ledo kokybės, priežiūros apimties ir eksploatavimo kainos.

SPORTWAVE rengia stacionarių ledo arenų koncepcijas treniruočių objektams, varžybų arenoms, prekybos ir laisvalaikio centrams, viešosioms erdvėms bei daugiafunkciams pastatams Lietuvoje ir Latvijoje, derindama AST technologijas su vietos inžinerija, montavimu, paleidimu ir ilgalaike technine priežiūra.

Pirmiausia reikia apibrėžti, kokio tipo arena statoma

Stacionarios arenos projektavimas turi prasidėti nuo eksploatavimo modelio ir naudotojų grupių. Kompaktiškai treniruočių arenai nereikia tokios pačios žiūrovų infrastruktūros, techninio rezervo ar renginių įrangos kaip varžybų objektui, o daugiafunkcis pastatas turi gerai veikti ir su ledu, ir be jo.

2024 m. IIHF ledo arenų vadove išskiriamos praktinės planavimo kategorijos: mažos treniruočių arenos su 0–300 žiūrovų vietų, mažos varžybų arenos su 300–1 500, didelės varžybų arenos su 1 500–5 000 ir šiuolaikinės daugiafunkcės arenos su daugiau kaip 5 000 stacionarių vietų. Prekybos centruose esančios čiuožyklos vertinamos kaip atskira kategorija.

Toks skirstymas svarbus todėl, kad žiūrovų skaičius keičia ne vien sėdimų vietų kiekį. Jis veikia žmonių srautus, vėdinimo apkrovas, persirengimo patalpas, sanitarinius mazgus, evakuacinius išėjimus, žiniasklaidos ir renginių poreikius, šaldymo sistemos rezervą ir didžiausias pastato šilumines apkrovas.

Inžinerinė pastaba
IIHF nurodo, kad maždaug 80–90 % projekto įgyvendinimo sąnaudų nulemiama planavimo etape. Tie patys ankstyvieji sprendimai daro didžiausią įtaką ir ilgalaikėms eksploatavimo sąnaudoms.

Šaltinis: IIHF Official Ice Arena Guide 2024.

Čiuožyklos dydis turi atitikti sporto ir veiklos modelį

Stacionarios arenos nereikėtų automatiškai projektuoti su kuo didesniu ledo plotu. Matmenys turi atitikti planuojamas sporto šakas, turimą pastato plotą, numatomą užimtumą ir būsimo varžybų lygio poreikius.

IIHF arenų vadove 28 × 58 m pateikiama kaip mažos treniruočių arenos pavyzdys, o 30 × 60 m – kaip mažos varžybų arenos pavyzdys. Dabartinės IIHF varžybų taisyklės leidžia 60 m ilgį ir 26–30 m plotį. Todėl formatą reikia rinktis pagal realią veiklą ir varžybų reikalavimus, o ne vien pagal įprotį.

Čiuožyklos mažinimas ar didinimas keičia ne tik statybos plotą, bet ir šaldymo apkrovą, bortų ilgį, ledo priežiūros trukmę, žiūrovų zonų geometriją bei kiekvienos eksploatavimo valandos ekonomiką.

Pastato apvalkalas yra šaldymo sistemos dalis

Vidaus ledo arenose susidaro neįprastos šiluminės sąlygos: labai šaltas ledas grindų lygyje, šiltesnės žiūrovų ir pagalbinės zonos, drėgmė iš žmonių ir lauko oro bei stogo konstrukcijos, spinduliuojančios šilumą į ledą.

ASHRAE tyrimai rodo, kad kartu su apšvietimu spindulinės šilumos šaltiniai gali sudaryti apie 40 % visos vidaus ledo aikštelės šiluminės apkrovos. Todėl lubų temperatūra ir spinduliavimo savybės, stogo izoliacija, apšvietimas ir oro sluoksniavimasis tiesiogiai veikia šaldymo įrangą.

Mažai spinduliuojanti lubų danga gali sumažinti spindulinę apkrovą ir kondensacijos riziką bei kartu geriau atspindėti šviesą. Oro sausinimas taip pat labai svarbus: nekontroliuojama drėgmė gali sukelti rūką, lašėjimą nuo lubų, koroziją ir pastato konstrukcijų pažeidimus bei kartu didinti šaldymo apkrovą.

Inžinerinė pastaba
Efektyvesnis šaldymo agregatas negali kompensuoti prastai valdomo pastato. Apvalkalas, lubų spinduliuotė, drėgmė, vėdinimas ir šaldymas turi būti projektuojami kaip viena šiluminė sistema.

Šaltinis: ASHRAE Handbook — Refrigeration, 44 skyrius „Ice Rinks“.

Stacionarią ledo grindų technologiją reikia rinktis pagal visą naudojimo laikotarpį

SPORTWAVE ir AST gali pasiūlyti kelis stacionarių ar pusiau stacionarių grindų sprendinius. Pasirinkimas priklauso nuo statybos būdo, reikalingo lankstumo, vasaros naudojimo, konstrukcinių sąlygų ir ilgalaikių prioritetų.

Betoninė šaldoma plokštė

Tradicinis stacionarus sprendimas, kai šaldymo vamzdynai integruojami į betoną. Jis ypač tinkamas specializuotoms arenoms, kur svarbus matmenų stabilumas, ilgas tarnavimo laikas ir nuolatinė ledo eksploatacija. Konstrukcijos, šilumos izoliacija, apsauga nuo įšalo ir vamzdynų montavimas turi būti suderinti dar prieš betonavimą.

AST QuartzPhalt® / IcePhalt®

AST QuartzPhalt® / IcePhalt® skirta stacionariems vidaus ir lauko projektams. Šaldymo vamzdynai įrengiami asfaltinės konstrukcijos viduje, o jos elastingumas padeda geriau toleruoti temperatūros pokyčius ir mažina įtrūkimų riziką. Toks sprendimas taip pat gali būti tinkamas daugiafunkcėms aikštelėms, kurios ne ledo sezono metu naudojamos kitai veiklai.

Stacionarios ar pusiau stacionarios EPDM sistemos

Lanksčius AST EPDM kilimėlius galima integruoti ten, kur rekonstrukcijos sąlygos, sezoninis paskirties keitimas ar būsimas lankstumas daro kilimėlių sistemą racionalesne už įbetonuotus vamzdžius. Esminis klausimas nėra, kuri technologija „geriausia apskritai“, o kuri konstrukcija geriausiai atitinka konkretų pastatą ir jo naudojimo modelį.

Šaltinis: AST stacionarių ir daugiafunkcių ledo arenų techninė dokumentacija.

Šaldymo galia skaičiuojama pagal šilumos apkrovas, o ne vien kvadratinius metrus

Šaldymo sistema turi padengti ir pradinį ledo formavimo poreikį, ir sudėtingiausias vienu metu veikiančias apkrovas. Į jas patenka pastato ir lubų poveikis, oro temperatūra ir drėgmė, ledo priežiūra, siurbliai, apšvietimas, čiuožėjai, žiūrovai ir reikalinga ledo temperatūra.

Stacionarioje arenoje hidraulinė schema yra ne mažiau svarbi nei kompresorių vardinė galia. Siurblių energija, tiekiamo ir grįžtančio skysčio temperatūros, slėgio nuostoliai, srautų balansas, kolektoriai ir valdymas lemia, kaip efektyviai šaltis pasiekia visą ledo paviršių.

Per didelė įranga didina pradinę investiciją ir gali bloginti darbą daline apkrova. Per maža – nepadengs pikinių apkrovų. Todėl galutinis agregatų dydis turi būti parenkamas tik turint šiluminį ir hidraulinį modelį.

Arena vienu metu turi ir šaldyti, ir šildyti

Ledo arena išskirtinė tuo, kad ledo zonoje reikia daug šalčio, o kitose vietose tuo pat metu reikia šilumos – žiūrovams, vėdinimo orui, persirengimo patalpoms, karštam vandeniui, ledo priežiūros vandeniui, kartais sniegui tirpinti ar grindims nuo įšalo apsaugoti.

IIHF atliekinės šilumos panaudojimą iš šaldymo sistemos įvardija kaip svarbią efektyvios arenos dalį. Priklausomai nuo sistemos ir pastato poreikių, kondensatoriaus šiluma gali padengti didelę dalį naudingo šilumos poreikio. ASHRAE nurodo, kad tinkamai suprojektuotuose objektuose atgauta šiluma gali padengti maždaug 75–100 % patalpų ir vandens šildymo poreikio.

Todėl šilumos panaudojimą reikia planuoti dar prieš perkant pagrindinę šaldymo įrangą.

Inžinerinė pastaba
Šaldymo įranga yra ir potencialus šilumos šaltinis. Visa nuo ledo pašalinta šiluma kartu su kompresorių suvartota energija galiausiai virsta šiluma, kurią reikia arba išmesti, arba panaudoti kitur.

Šaltiniai: IIHF Official Ice Arena Guide 2024; ASHRAE Handbook — Refrigeration, 44 skyrius.

Energijos vartojimo efektyvumas vertinamas visos arenos mastu

IIHF pateikia orientacinį Švedijos arenų palyginimą: įprastas neefektyvias technologijas naudojantis objektas gali sunaudoti apie 1 000 MWh per metus perkamos energijos, o efektyvi arena su stipriu atliekinės šilumos panaudojimu ir moderniomis sistemomis – apie 460 MWh per metus. Tai pavyzdiniai palyginimo atvejai, o ne garantuotas sutaupymas kiekvienam projektui.

Svarbiausia išvada – didžiausias ekonominis efektas gaunamas koordinuojant šaldymą, šildymą, vėdinimą, oro sausinimą, apšvietimą, atliekinės šilumos panaudojimą ir valdymą, o ne optimizuojant vieną įrenginį.

Ledo temperatūra ir kokybė turi atitikti naudotojus

Skirtingoms veikloms reikia skirtingo ledo. Ledo rituliui paprastai tinka kietesnis ir šaltesnis paviršius, dailiajam čiuožimui – kiek šiltesnis ir elastingesnis, o pramoginiam čiuožimui galima dirbti dar aukštesne temperatūra. Be reikalo šaldyti daugiau reiškia didesnes sąnaudas, bet nebūtinai geresnę naudotojų patirtį.

ASHRAE pateikia orientacinius ledo temperatūros intervalus: maždaug −6,7…−5,6 °C ledo rituliui, −4,4…−3,3 °C dailiajam čiuožimui ir −3,3…−2,2 °C pramoginiam čiuožimui. Tikslios nuostatos priklauso nuo arenos, ledo storio, vandens kokybės ir renginio reikalavimų.

Kasdienę eksploataciją reikia suplanuoti dar prieš atidarymą

Arenos plane turi būti numatyta ledo priežiūros mašinos prieiga, sniego šalinimas, vandens papildymas, bortų vartai, komandų judėjimas, pačiūžų srautai, sandėliai, dirbtuvės ir saugi prieiga techninei priežiūrai. Šios detalės lemia, ar techniškai gera arena bus patogi kasdienėje eksploatacijoje.

SPORTWAVE gali kartu derinti bortus, ledo priežiūros įrangą, pačiūžas ir galandinimą, techninius įrankius, stebėseną ir operatorių mokymus.

Valdymas, stebėsena ir ilgalaikė techninė priežiūra

Operatoriams reikia aiškiai matyti ledo temperatūrą, šaldymo skysčio temperatūras, šaldymo agregatų ir siurblių būseną, drėgmę, gedimų pranešimus ir energijos sąnaudas. Tendencijos dažnai vertingesnės už pavienį matavimą, nes padeda laiku pastebėti storėjantį ledą, hidraulinius nukrypimus, didėjančią drėgmę ar prastėjantį įrangos efektyvumą.

Po paleidimo SPORTWAVE lieka regioniniu techniniu kontaktu diagnostikai, priežiūrai, atsarginėms dalims, optimizavimui ir ilgalaikei pagalbai.

Regioniniai stacionarių ledo arenų projektai

• Vilniaus „Akropolis“ – 2002 m. paleista maždaug 1 200 m² stacionari vidaus ledo arena, kurios istoriniuose projekto duomenyse minima kompiuterinė stebėsena ir šaldymo sistemos šilumos panaudojimas.
• Klaipėdos „Akropolis“ – 2005 m. paleista maždaug 1 500 m² vidaus arena su lanksčia šaldymo kilimėlių sistema ir dokumentuotu atliekinės šilumos panaudojimu.
• Šiaulių „Akropolis“ – 2009 m. paleista 56 × 26 m / 1 456 m² vidaus arena su į betoną integruota ledo sistema, skirta viešajam ir sportiniam naudojimui ištisus metus.

Šie istoriniai projektai parodo skirtingus stacionaraus ledo sprendimus ir eksploatavimo modelius. Jie pateikiami kaip regioninė patirtis, nepervertinant istorinio SPORTWAVE vaidmens.

Kokios informacijos reikia stacionarios arenos koncepcijai?

• sklypo ir pastato brėžiniai;
• planuojami ledo matmenys ir varžybų lygis;
• pagrindinė paskirtis: ledo ritulys, dailusis čiuožimas, viešasis čiuožimas, akmenslydis ar mišri programa;
• numatomas žiūrovų skaičius ir renginių pobūdis;
• darbo valandos ir metinis sezonas;
• pastato vėdinimo, drėgmės ir vidaus projektinės sąlygos;
• turima elektros galia ir rezervavimo poreikis;
• grindų ir pamatų konstrukcijos principas;
• reikalingi bortai, ledo priežiūros ir kita eksploatacinė įranga;
• galimi atliekinės šilumos vartotojai ir reikiamos temperatūros;
• techninės priežiūros, personalo ir aptarnavimo modelis.

Pagal šiuos duomenis SPORTWAVE gali apibrėžti ledo grindų technologiją, šaldymo ir hidraulikos koncepciją, pastato sąsajas, valdymą, eksploatacinę įrangą ir kitam projektavimo etapui reikalingą darbų apimtį.