Инженерное обеспечение спортивных объектов. Как избежать дорогостоящих ошибок?

Фото: Система автоматизации и диспетчеризации

За последние годы интерес к спортивной отрасли значительно возрос. И в нашем социально-ориентированном обществе объекты спортивного назначения строятся с учетом коммерческого использования. Но получение прибыли не должно являться единственной целью при строительстве таких необходимых, значимых для общества объектов. Как сказал Деннис Бакке, «прибыль для бизнеса - все равно, что дыхание для жизни. Без дыхания жизнь невозможна, но оно не является целью жизни».

Строятся новые спортивные комплексы и модернизируются старые. Это уже не те открытые спортивные площадки, а многофункциональные спортивные комплексы, отвечающие всем современным требованиям по проведению спортивных мероприятий на международном уровне. При более внимательном изучении вопроса строительства спортивных объектов видно, что некоторые из них не лишены серьезных недостатков.

Откуда берутся ошибки и что думают об этом те, чьими руками воплощаются «в жизнь» спортивные комплексы? Каков же взгляд строительных компаний на инновационные технологии в «спортивной инженерии»?

Все начинается с проекта. И все зависит от него, даже стоимость строительства

Не сделаю открытия, если скажу, что строительство спортивных объектов — это отдельное направление в деятельности строительных компаний, с определенной степенью сложности и применением непривычных технологий. Речь идет не только об уникальных конструктивных решениях, но и о сложных инженерных системах, которые должны обеспечить высокий уровень безопасности, комфорта и сервиса.

Строительство любого инвестиционного проекта начинается с идеи, концепции, технического задания, которое впоследствии перерастает в рабочий проект. Уделю особое внимание стадии проектирования, именно от нее во многом зависит качество и стоимость строительства.

Нормативной базы, увы, нет

Несмотря на разный подход к проектированию, многие отечественные проектировщики используют в своей работе положительный опыт общения с иностранными проектными институтами. Процесс проектирования сопряжен с многочисленными требованиями и ограничениями. Ограничения связаны, в первую очередь, с отсутствием выделенной нормативной базы для проектирования спортивных комплексов, будь это ледовые дворцы или футбольные стадионы. Проектировщики руководствуются общей нормативной документацией для «зданий и сооружений», справочниками, рекомендациями по схемным решениям и методам расчета.

Идеи посещают и преследуют нас на всех этапах строительства. Все это отражается на бюджете проекта и сроках его реализации

Казалось бы, если мы выделили в отдельное направление высотное строительство, так почему же этого не сделать и для спортивных объектов, учитывая степень сложности?!

Инновации нужные и ненужные

Инновационные технологии для «спортивной инженерии» должны характеризоваться высокой эффективностью, простотой в управлении, прочностью, максимальной надежностью и долговечностью, уникальностью, быть продуманными, экономичными, обеспечивать комфорт в эксплуатации. Но все ли инновации, которыми наделены наши рынки, могут быть применены при строительстве спортивных комплексов? Конечно же, нет! Одни просто являются лишними, без которых комплексы и так будут функционировать отлично. С точки зрения инвестора, то, без чего можно обойтись, всегда приветствуется. Другие инновации не соответствуют требованиям того или иного здания или специального помещения (ледовые арены, бассейны и т.д.).

При создании инновационного продукта происходит мутация известного прототипа, как по пути развития, так и в обратную сторону.

Также нельзя не учитывать тот факт, что и многие принципиальные решения, инновационные технологии на сегодняшний день находят свое применение в проектах. Для улучшения проектного процесса необходимо исследование всех альтернативных решений, необходима общая инженерная концепция.

Без единой инженерной концепции никуда

Общая инженерная концепция — есть не что иное, как система взаимоотношений всех субъектов строительства: заказчиков-инвесторов, проектировщиков, поставщиков оборудования, строительных компаний. У всех перечисленных субъектов должна быть единая политика, единая цель: «Построить качественно, быстро, эффективно». В реальности, к сожалению, все обстоит совершенно иначе.

Дорогостоящих ошибок и проблем в эксплуатации спортивного сооружения можно избежать, только если инвестор не меняет своих решений и концепции проекта на завершающей стадии

Единая инженерная концепция должна быть исключительно на стадии проектирования. Одним из недостатков проектирования в наше время является то, что идеи посещают и преследуют нас на всех этапах строительства. Не вовремя продуманное решение отражается на бюджете проекта и сроках его реализации. Необходимо анализировать рынки, быть в центре постоянных изменений. Наилучший результат достигается лишь тогда, когда, во-первых, проектные организации поддерживают тесную связь со строительной компанией и поставщиками, и, во-вторых, инвестор не меняет своих решений, концепций проекта на завершающей его стадии. Только в этом случае можно избежать дорогостоящих ошибок и проблем в эксплуатации спортивного сооружения.

Считаем инвестиционную составляющую

А теперь немного о «спортивной инженерии». На первый взгляд, состав инженерных систем не отличается от состава проекта обычного административного здания. В таких спортивных объектах, как, например, ледовые дворцы, технические параметры оборудования будут значительно различаться. Это оборудование, обеспечивающее максимальный уровень комфорта.

Рассмотрим инвестиционную составляющую. Основная инвестиционная нагрузка в проекте строительства того же ледового дворца идет, конечно же, на строительную часть и составляет 50-58% от общего бюджета. На инженерное обеспечение, соответственно, 40%, из которых только на такие системы, как вентиляция, кондиционирование и холодоснабжение, уходит 27%, на электрооборудование, электроосвещение — 24%. Именно поэтому особое внимание уделю технологиям системы кондиционирования воздуха.

В Германии появилось пластиковое покрытие, заменяющее натуральный лед. Если оно будет востребовано на рынке, то надобность в поиске принципиальных решений в этом направлении отпадет сама собой

Технологии кондиционирования воздуха: новые решения

Через опыт проектных институтов найдены принципиально грамотные решения:

1. Научились реализовывать комплексно принципиальные схемы и подбирать единообразное оборудование для холо-доснабжения ледяного поля и работы системы кондиционирования воздуха.

И это при том, что требования к характеристикам льда в зависимости от мероприятий разные: для хоккея это лед жесткий, с температурой поверхности —6°С, для фигурного катания —лед мягкий —3-1,5°С, для скоростного бега —1,5°С.

Поддержание требуемой температуры обеспечивается холодильной машиной. Обычно предусматривают холодильные машины с холодопроизводительностью 600 кВт. Но как показывает практика, одной машины мало, так как нагрузка на лед бывает довольно-таки большой из-за многочисленного количества мероприятий в день (2-3 подряд с необходимостью поддержания качества льда). Учитывая специфику работы комплекса, можно произвести расчет и предусмотреть холодильную машину большей мощности, либо предусмотреть две со стандартной для комплекса производительностью, причем одновременности их работы при нормальном режиме комплекса не требуется.

2. Качество поверхности льда обеспечивается функционированием системы кондиционирования воздуха,которая решает две задачи:

• поддержание в зоне поверхности ледяного поля температурно-влажностного режима, препятствующего образованию тумана;

• исключение конденсации водяных паров на холодной поверхности металлических и строительных конструкций перекрытия.

Система воздухораспределения, обслуживающая зону ледяного поля, должна создавать воздушную тепловую завесу и препятствовать попаданию более теплого и влажного воздуха от зрительских трибун ко льду.

Проблема высоких расходов на эксплуатацию и обслуживание систем решается при помощи систем автоматизации и диспетчеризации - например, BMS (Building Management Systems)

Обращаю внимание, что во многих спортивных комплексах данное воздухораспределение отсутствует, что является грубейшей ошибкой.

3. Найдены комплексные и эффективные решения по системе кондиционирования воздуха в теплый период года.

Для того чтобы равномерно распределить температуру на поверхности бетонной плиты, на которую намораживается лед, применяют различные схемы укладки труб и контуров циркуляции хладоно-сителя в охлаждающей бетонной плите. Применяют оригинальные конструкции змеевиков охлаждения бетонных плит для намораживания льда, используя высокоэффективные холодильные машины. Заметьте, холодильные машины иностранного производства.

4. Если в качестве охлаждающей среды применить гликоль, со значительной температурой -2 С, то размеры воздухоохладителя значительно сократятся, а расход электроэнергии на рециркуляцию хладо-носителя снизится. В данном случае необходим сравнительный анализ режимов охлаждения и осушения для выбора рационального по капитальным и эксплуатационным затратам варианта.

5. Как я уже говорила, проектировать систему кондиционирования воздуха для помещений искусственных катков необходимо с учетом возможных вариантов их использования (будь то тренировки, концертный зал), рационально применив центральные кондиционеры. И здесь имеется положительный опыт в производстве центральных кондиционеров — кондиционеры с минимальным размерным шагом (50 мм), что позволяет размещать их на ограниченных площадях здания.

Так, например, в одном из спортивных комплексов в Японии нашла свое применение принципиальная схема подачи приточного воздуха к креслам зрителей. Трибуны зрителей делят на зоны, в каждой из которой можно регулировать микроклимат. Кондиционированный воздух попадает непосредственно к зрителям (так называемый «метод вытеснительной вентиляции»).

6. Значительно повысилось качество теплоизоляции перекрытия здания, что значительно влияет на тепловой режим и качество ледяного поля.

Совсем недавно, на форуме в Германии (в Кельне) было представлено пластиковое покрытие, заменяющее натуральный лед, качество которого с каждым годом совершенствуется. Кто знает, может быть, в скором времени натуральный лед будет заменен искусственным и необходимости в поиске принципиальных решений в этом направлении не будет.

Цель - экономия ресурсов при эксплуатации

Как мы видим, многие из этих технологий направлены на экономичность ресурсов. Рост технической оснащенности зданий давно уже поставил ребром такую проблему, как непомерно высокие расходы на эксплуатацию и обслуживание систем. Поговорим немного об этом. Что это и как это отражается на стоимости строительства?

Неотъемлемым элементом при строительстве спортивных объектов является система рекуперации, позволяющая передавать тепло вытяжного воздуха, выводимого из помещения, холодному приточному воздуху. Благодаря высокоэффективным теплообменникам, до 80-90% тепловой энергии вытяжного воздуха возвращается обратно. Воздушные потоки при этом не перемешиваются. Это позволяет сократить неконтролируемые потери тепла.

Рекуператоры могут работать как на подогрев, так и на охлаждение. Во многих спортивных комплексах уже применяется данная система. Как одна из составляющих в системе рекуперации — «Система интеграции водоохладителей» (Integrated Chiller Network). Данная система позволяет комбинировать до 4 чиллеров в единую взаимосвязанную группу, которая функционирует как одна машина.

Проблема высоких расходов на эксплуатацию и обслуживание систем в значительной степени решается при помощи систем автоматизации и диспетчеризации. Это система BMS (Building Management Systems) как практическое решение для повышения энергоэффективности.

Building Management Systems — централизованная компьютерная система, которая отслеживает основные рабочие параметры и выводит данные на единый диспетчерский пункт всех инженерных систем, имеющихся в спортивном сооружении:

• система вентиляции и кондиционирования воздуха;

• система теплоснабжения на уровне ЦТП, ИТП и поддержания температуры в отдельном помещении;

• система холодоснабжения (чиллеров в том числе);

• система водоснабжения (ХВС и ГВС);

• система контроля электроснабжения;

• система управления освещением;

• система водоподготовки;

• система водоочистки и канализации;

• система противопожарных мероприятий (подпорная вентиляция, огнезадерживающие клапаны, спринклерное и дренчерное пожаротушение). Использование при этом GSM-модема и Интернет позволяют управлять инженерными системами спортивного комплекса дистанционно, из другого города. Это очень удобно, учитывая проблему отсутствия квалифицированного эксплуатационного персонала в регионах.

Все перечисленные мероприятия влекут за собой дополнительные затраты на строительство, которые достигают до 10-15%.

Конечно же, благодаря экономии энерго-, тепловых ресурсов дополнительные затраты на строительство окупаются (за счет низких эксплуатационных расходов). Срок окупаемости — от 3 до 10 лет, а это не всегда устраивает инвесторов. Это проблема давно уже решена на западе — все дополнительные затраты берет на себя государство. У нас же пока данной статьи в городском бюджете нет.

Также хочется отметить, что пока в основном монтируемое оборудование — импортное (и надо признать, на сегодняшний день оно занимает лидирующие позиции), строительство крупных спортивных комплексов будет дорогостоящим.

Инновации - рецепт долголетия спортивного объекта

И в заключение, спортивные объекты — это те объекты, которые даже в далеком будущем будут всегда востребованы. И срок жизни такого объекта будет зависеть только от его физического износа и инновационного развития.

Инженерное оборудование меняется с каждым годом, становится более экономичным и удобным в эксплуатации. Но несмотря на техническую инновационность, потребности все же опережают производство.