Ледовая арена

Каток возле Роккфелер центра в Нью-Йорке

Большой каток в Харькове. Вид снаружи.

Каток — ровная ледяная поверхность для катания на коньках или санках.

Катки делятся по типу использования на массовые и спортивные, по типу льда на искусственные и естественные.

Спортивные катки, в свою очередь делятся на крытые и открытые.

Для проведения Зимних Олимпийских игр как правило строится несколько крытых катков с искусственным льдом: для фигурного катания и шорт-трека, для хоккея и отдельный каток для соревнований по конькобежному спорту.

Устройство и работа катка

История

Задолго до того как хоккей и фигурное катание стали олимпийскими видами спорта, катание на коньках было возможно только зимой. В Северной Европе зимний период продолжается дольше, и у них всегда было определенное преимущество. Хоккей и фигурное катание стали массовыми и профессиональными вида спорта только после появления закрытых ледовых арен, которые работали круглый год.

Первая крытая ледовая арена появилась на родине хоккея в Канаде. Слава и первый успех в создании прототипов современных катков принадлежит канадцам - братьям Лестеру и Джо Патрикам, которые в канун Рождества 1912 года открыли в городе Виктория, первую в Канаде закрытую ледовую арену. Стоимость арены была фантастической по тем временам — $110,000, арена вмещала 4,000 человек. Тремя днями позже братья Патрик открыли вторую ледовую арену в Ванкувере, Канада. Стоимость этой арены была еще выше — $ 210,000, но данная арена уже могла вмещать более 10,000 человек. Специально для этого была создана самая большая холодильная установка в мире.

В течение последующих десятилетий братья Патрик создали сотни ледовых арен на северо-западе США и в западной части Канады. Сегодня в США эксплуатируется более 1.700 ледовых арен. Стоимость современных ледовых дворцов может составлять десятки и сотни миллионов долларов.

В работе холодильной установки, используемой для создания льда арены или катка, используется тот же принцип, что и в обычном кондиционере или холодильнике. Однако главное отличие состоит в том, что хладагент (рефрижирант) холодильной системы не состоит в непосредственном контакте с водой (льдом) то есть не воздействует на воду/лед напрямую. Вместо этого, до отрицательной температуры охлаждается специальный раствор (это может быть раствор хлорида кальция, пропиленгликоля или 32-40 % раствор двумолекулярного спирта — этиленгликоля)^[1], который, проходя под давлением через сложную систему трубок (матов — основания катка) позволяет создать и поддерживать лед на арене. Система матов, основы катка может быть изготовлена из стальных или пластиковых трубок.

Для сезонных катков система матов обычно устанавливается на песчаной основе или на схожей грунтовой основе. В большинстве стационарных катков система трубок (матов катка) устанавливается на бетонной или песчаной основе.

Основа катка — ледовая арена

На некоторых профессиональных аренах для создания максимально прозрачного льда используется подготовленная деионизированная вода, однако обычная вода из водопровода также вполне подходит для этих целей. Для катков открытого типа, возможно использование речной пресной воды, предварительно очищенной от песка или других механических примесей.

Система ледовой арены состоит из 4 главных элементов:

• 1. Одна или несколько холодильных установок (чиллер)
  

  Холодильная установка катка (чиллер).
• 2. Система труб для подключения матов ледовой арены к холодильной установке.
  

  Панель автоматического управления холодильной установки (чиллера) на основе микропроцессора и электрическая (силовая) панель (чиллер 300 т.: 380V/50Hz/3").

• 3. Система матов (трубок) основания ледовой арены.
• 4. Хладагент (рефрижирант)- рабочая жидкость холодильной установки.

Холодильная установка (чиллер) для катка 60х30 м весит около 9 −10 тонн (длина ~ 10-12 м, ширина ~ 2.5 м). Устанавливается на бетонную основу или ровную, прочную конструкцию. Для работы системы ледовой арены необходимо около 8-9 тонн хладагента (32-40 % раствора этиленгликоля). Отсутствие бетонной основы существенно снижает общую стоимость проекта по созданию ледовой арены, при этом, не снижая качество льда, эксплуатационные возможности арены и срок эксплуатации. Холодильная установка охлаждает раствор этиленгликоля в системе до температуры −9°. Химическая структура раствора хладагента, не позволяет ему замерзнуть и кристаллизироваться.

Технический персонал, обслуживающий работу катка, устанавливает температуру холодильной установки, вручную, исходя из температуры наружного воздуха и температуры внутри помещения катка. Современные холодильные установки оборудованы микропроцессором и системой датчиков температуры воздуха и давления как наружной, так и внутренней температуры и давления в системе, которые позволяют управлять работой всей системы катка полуавтоматически или автоматически, позволяя контролировать работу холодильной установки даже дистанционно, с помощью мобильного телефона или пейджера. Для создания льда, система перекачивает около 9,000 галлонов (35 тонн) охлажденного хладагента через систему матов и охлаждает бетонную основу или маты катка, на которых расположена ледовая поверхность. Раствор хладагента перекачивается в систему трубок внутри бетонной плиты, на которой находится ледовая поверхность. Бетонная плита расположена между ледовой поверхностью и слоем тепло- и влаго- изоляции, который позволяет льду расширяться и сужаться в процессе заморозки и эксплуатации арены. Прокачиваемый через систему трубок раствор хладагента позволяет охлаждать бетонную основу катка до температуры ниже 0 °C, что позволяет воде на арене замерзнуть.

Основа катка.

Ниже слоя тепло-влаго изоляции, находится теплый (подогреваемый) слой бетона (F) который предотвращает грунт от замерзания, расширения и раскалывания, что защищает весь каток от разрушения. (При отсутствии системы подогрева, возможно промерзание грунта на 1-3 метра, что может грозить разрушением всей арене.) Система подогрева (разморозки) катка, располагается на слое песка и гравия (G), в самом низу которого, установлена система дренажа грунтовой воды.

Для проведения разморозки катка, раствор хладагента нагревается и прокачивается через систему труб в бетонном основании подо льдом. Нижний слой льда тает, что в свою очередь облегчает механическое раскалывание льда, его уборку и вывоз погрузчиками.

Материальное обеспечение (обслуживание) катка.

Ледовая арена, с уложенным на нее специальным покрытием, (изоляционными плитами) может быть использована для проведения различным массовых мероприятий — выставок, концертов, спортивных состязаний «не ледовых» видов спорта и т. д. Профессиональная ледовая арена или каток должен соответствовать правилам и требованиям Национальной Хоккейной Лиги (НХЛ) или Международного Олимпийского Комитета (МОК). Это подразумевает соответствие целому ряду условий и требований, касающихся формы и размеров катка, безопасности, наличия сопутствующей инфраструктуры, требований по техническому обслуживанию и соответствующим температурным условиям. Даже в период использования катка для «не ледовых» мероприятий, каток должен содержаться надлежащим образом — ведь лед остается на своем месте. Перед проведением «не ледовых» мероприятий ледовая арена подготавливается соответствующим образом и это подразумевает целый комплекс действий и мероприятий. Например, для проведения баскетбольных игр, на лед укладываются листы фанеры 50х100 см, и на эту основу устанавливается пол для баскетбола. Для подобных мероприятий, по всему периметру катка, также демонтируется верхняя прозрачная часть бортов и частично борта. Подобная смена профиля арены может занимать 1-2 дня. Для проведения концертов, выставок и т. д. поверх фанерных листов укладывается ковровое покрытие. Например, для использования помещения ледовой арены для цирка, уже требуется полная разморозка и уборка льда, так как специфика цирковых конструкций (например, трапеций) требует специальных креплений и фиксации оборудования в грунте, доступ машин и т. д.

Форма и размеры катка.

Размеры и форма ледовой арены, могут быть какими угодно, если речь идет о катке для развлечений и любительского фигурного катания, это может быть круглый каток или прямоугольный — 18х32 м, 12x24 м и т. д. Минимальная длина хоккейной арены: 51 м, максимальная 61 м, ширина: минимум 24 м, максимум 30 м. Углы площадки должны быть скруглены с радиусом от 7 м до 8,5 м. Олимпийский стандарт — 60 х 30 метров, угловой радиус 8 м.

Борта и защита зоны ледовой арены.

Согласно требований НХЛ, для игры в хоккей, каток обязательно должен иметь защитные борта, защитный экран над бортами и защитную сетку поверх экрана.

Борта — сплошная деревянная или пластиковая (стекловолоконная) стенка по периметру ледовой арены. Площадь бортов является превосходным местом для размещения рекламы спонсоров и т. д. Борта располагаются поверх льда и имеют высоту 107 см (100—110 см). Борта обычно окрашиваются в белый цвет, однако командные арены и отдельные лиги могут применять для этого свои цвета.

Борта ледовой арены

Нижняя (ударная) часть бортов обычно желтого цвета. Конструкция бортов с внутренней стороны максимально гладкая и не имеет выступов или частей, которые могли бы травмировать игроков. Выходы, напротив скамеек каждой команды и скамейки штрафников, открываются внутрь от игровой площадки, что также предотвращает возможное травмирование игроков. Наличие пластикового экрана, который окружает каток поверх бортов, чрезвычайно важно, так как он не только защищает зрителей от возможного выброса шайбы, но и защищает игроков от не вмеру активных фанатов. Кроме этого, борта и экран играют роль температурного барьера, что помогает льду быстрее «схватываться» во время заливки — холодный воздух концентрируется внутри арены и не попадает в зону, предназначенную для зрителей. В различных зонах ледовой арены используются экраны двух типов: из закаленного стекла и плексигласа.

Закаленное стекло — зоны по сторонам катка (а также места для игроков и скамейка штрафников) защищены экраном из закаленного стекла. Основная задача это обеспечение хорошего обзора и определенная защита. Закалка стекла — сложный процесс, включающий поочередно — нагревание до высоких температур и охлаждение стекла, что делает его прочнее. Листы закаленного стекла, высотой 1,8 метра и 1,6 см толщиной, плотно подгоняются друг к другу.

Плексиглас — периметр катка защищен со всех сторон плексигласом — прозрачным акриловым пластиком, высотой — 2.4 м и 1,3 см толщиной. Плексигласовые панели крепятся к бортам специальным образом с наружной стороны бортов, так чтобы они не мешали при контакте с бортами на арене. Использование плексигласа более практично.

Лёд

Создание катка это не просто заливка большого количества воды на поле. Для создания ледовой арены с качественным покрытием (льдом нужного качества и толщины), вода должна подаваться в определенном режиме — медленно и аккуратно. Слишком толстый лёд требует большего расхода электроэнергии для работы холодильной установки и поддержания нужной температуры и может быть мягким или подтаивать в верхней части. Слишком тонкий лёд также опасен, так как система матов\трубок подо льдом, может быть повреждена коньками. Для заливки хоккейного катка требуется от 30 до 60 тонн воды. Заливка катка производится в несколько этапов: Первые два слоя, каждый толщиной 3-5 мм, не заливаются, а распыляются на поверхности арены. Первый слой замерзает практически немедленно. Как только первый слой замерз, распылителем наносится второй слой. Второй слой льда окрашивается в белый цвет. Белый цвет арены позволяет отчетливо видеть шайбу на льду.

После покраски наносится третий слой, толщиной 4-8 мм, который закрепляет краску на льду. После замерзания 3-го слоя можно произвести маркировку хоккейного поля, а также нанести рекламу спонсоров и логотипы команд.

Файл:DSCN015.jpg

Заливка ледовой арены

Современная маркировка изготавливается из пластикового материала или специальной бумаги, что более практично, чем нанесение разметки краской. После нанесения разметки производится заливка верхнего, рабочего слоя катка. Из шланга на поле подается еще около 20,000-40.000 литров воды. Как показывает практика, оптимальным для заливки верхнего слоя, является подача 1,5-2,5 тонн воды в час. Это означает что потребуется 15-20 часов (1,5-2,5 тонн/час) для того чтобы завершить заливку катка. Каждый из промежуточных слоев должен замерзнуть, прежде чем подаются следующие 1,5-2,5 тонны воды. Чем меньшее количество воды подается за один раз, тем быстрее замерзает каток и тем лучше будет лед.

Температура льда или что такое «хороший лед» и «плохой лед»

«Зеленый лед»? В Канаде, на родине хоккея, а также в США, абсолютно новый лед называют «зеленым» потому, что по нему еще никто не катался и не повредил. При создании ледовой арены огромную важность имеют условия внутри помещения арены. Как показывает практика, оптимальной температурой поверхности льда является около −4 °C, а температура внутри здания около 17 °C, при влажности внутри помещения арены около 30 %. Однако если на улице достаточно тепло, и необходимо провести мероприятие, при котором наружные двери будут открыты и есть приток воздуха, тогда нужно производить соответствующую корректировку. Даже один градус имеет огромное значение для качества льда.

Повышенная влажность на ледовой арене может стать причиной появления тумана. Для предотвращения появления тумана, воздух в закрытом помещении, над ареной, осушается специальными установками, количество которых может быть более десяти. Температура наружного воздуха существенно влияет на качество и состояние льда. Температура в помещении и температура льда должны корректироваться таким образом, чтобы компенсировать теплоту и влажность, которая попадет в помещение через двери, а также будет испаряться зрителями во время проведения мероприятия на ледовой арене.

- Так, например, во время проведения «Кубка Стэнли», многие игроки жаловались на мягкость льда, когда игры проводились в городах с теплым климатом. Возникает опасение, что теплый воздух снаружи, хоть и не размораживает ледовую арену, однако существенно влияет на «мягкость» льда. В Канаде, иногда возникают проблемы абсолютно противоположного характера. Здания приходится обогревать, так как наружная температура часто опускается настолько низко, что возникает опасность промерзания грунта и повреждения ледовой арены. Изменение температуры, даже на один градус, имеет огромное значение для качества и состояния ледовой арены. Химический состав (тип) воды используемой для заливки катка также имеет значение. Например, использование воды, в которой содержаться щелочные соли, может создать эффект «вязкости» льда и портить лезвия коньков. Для предотвращения этого многие ледовые арены используют предварительно очищенную воду, а к водопроводной воде добавляют химические кондиционеры, которые помогают улучшить ее свойства.

У фигуристов и хоккеистов, обычно различное представление о «хорошем льде». Фигуристы предпочитают лед с температурой от −3С до −4С. В таком температурном диапазоне лед более мягкий и дает нужное сцепление с коньками. При такой температуре, менее вероятно скалывание льда, во время прыжков.

Хоккеисты, предпочитают более холодный, более жесткий лед. В то время, когда на арене одновременно находится группа хоккеистов, поверхность льда при температуре оптимальной для фигуристов, быстро превращается в «кашу». Для игры в хоккей, оптимальной будет температура льда около −5С. Слишком «теплый лед», может влиять на скорость игроков, а слишком «холодный лед», может стать причиной появления большого количества ледяной крошки, осколков и сколов льда.

Покраска ледовой арены.

Окраска льда производится как с практической, так и с эстетической целью. На белом фоне лучше видно фигуристов и хоккеистов, проще заметить движение шайбы. Для окраски льда используется специальный водный раствор белого цвета. Для нанесения разметки также используется специальная предварительно подготовленная краска различных цветов. Для нанесения краски на ледовую поверхность арены может использоваться специальная машина или обычный распылитель с компрессором, который позволяет равномерно нанести краску на водной основе, таким же образом как и первые два слоя льда. После создания 1-го и 2-го слоя льда, можно произвести покраску поверхности арены, для чего потребуется около 1,000-1,100 литров белой краски на водной основе. После нанесения разметки наносится слой льда, который закрепляет ее на поверхности.

Содержание катка и поддержание его работы.

Независимо от качества технического обслуживания катка, рано или поздно лед крошиться и скалываться, а ледяная пыль и трещины портят его. Возможность быстрого восстановления ледовой поверхности играет особую роль. «Сегодня, для многих „клинекс“ это слово для обозначения салфеток, а „ксерокс“ обозначает фотокопию, точно также большинство людей, имея в виду ледовый комбайн, независимо от производителя этой машины, называют его „замбони“».Большие ледовые арены и дворцы используют 2 ледовых комбайна. В закрытых помещениях, используются комбайны, оборудованные электрическими двигателями (что довольно дорого) или автомобильные пропановые, с полным приводом. При интенсивном использовании, на профессиональной арене, каждая такая машина эксплуатируется около 5-6 сезонов, обеспечивая более 2,000 заливок в год.

- «Есть три вещи, на которые люди смотрят с удовольствием: бегущий ручей, огонь костра и работа Zamboni на ледовой арене» — Чарли Браун.

Ледовый комбайн (ресурфейсер)

На сегодняшний день существует 2 основных производителя ледовых комбайнов Zamboni и Olympia. Также существуют машины для восстановления льда на базе тракторов, машин для уборки снега и т. д. До появления ледовых комбайнов (ресурфейсеров) восстановление льда на катках производилось вручную, при помощи скреперов (ножей), полотенец, лопат и подающейся из шланга воды. Восстановление большого катка занимало чрезвычайно много времени и требовало немалого труда. В 1940-х, канадец Фрэнк Замбони начал эксперименты по созданию машины, которая могла бы в одну операцию срезать, сглаживать, мыть и выравнивать поверхность льда и сразу же создавать новый слой льда.

Первые ледовые комбайны монтировались на базе военных джипов вручную и стоили около $5,000. Сегодня, ледовые комбайны производятся серийно, их стоимость возросла до десятков и сотен тысяч долларов, а каждая ледовая арена и каток используют хотя бы один такой комбайн. Профессиональные хоккейные арены, используют одновременно два комбайна для быстрого восстановления льда во время перерывов между периодами матча. Максимальная скорость комбайна 14-16 км\час, вес 2,300-2,700 кг.

Устройство ледового комбайна

Согласно требований НХЛ, к профессиональным матчам, между периодами игры, восстановление льда должно производиться двумя ледовыми комбайнами. Лед восстанавливают перед игрой, после разминки, между периодами в ходе решающих встреч, и после окончания игры. Использование двух комбайнов одновременно позволяет пройти всю арену за 3 минуты, при этом каждый комбайн совершает 4 полных прохода вдоль арены. Одной машине для совершения 8 проходов по всей длине арены потребуется соответственно до 10 минут.

Комбайн проходит по арене по часовой стрелке как бы рисуя, сходящиеся друг с другом полосы. Для восстановления льда арены размером 60х30 м потребуется около 300—350 литров горячей воды. Машины Olympia оборудованы ножом длиной 213 см, толщиной 127 мм; большинство комбайнов Zamboni (см. рисунок) оборудованы ножом длиной 196 см и толщиной 127 мм (A). В ходе работы, нож комбайна срезает 4-8 мм верхнего слоя льда. Нож проходит по льду как лезвие бритвы. Объем срезаемого верхнего слоя зависит от состояния льда. Чем мягче (более неровная, рыхлая) поверхность льда (то есть, чем большее по нему катались), тем глубже режет нож.

Прямо над ножом, расположен горизонтальный винтообразный механизм, похожий на большое сверло (B). Этот механизм собирает ледяную стружку, или снег и вращаясь, подает его на вертикальную часть, которая в свою очередь (C), убирает ледовую стружку и снег в специальный бак (D). Бак может вмещать от 500 до 1200 киллограмм (литров) снега.

Под баком для сбора снега, расположены две емкости для воды, вода из первого бака используется для мойки льда после того как был срезан верхний слой, а вода из второго бака используется для заливки нового слоя льда.

По мере движения комбайна по ледовой арене верхний слой рыхлого и неровного льда срезается ножом. Вода из резервуара (E) перекачивается на очиститель (F), откуда подается на поверхность арены и смывая грязь и ледяную крошку, заполняет трещины и щели. Излишки воды, оставшиеся на поверхности, убираются резиновым ножом (известным как «полотенце») в задней части машины (G). Горячая вода растапливает старый лед, глубоко проникая в трещины и углубления, таким образом, новый слой льда формирует твердую монолитную поверхность, соединяясь с нижним старым слоем. Это лучше чем просто залить новый слой льда, который может легко разрушиться.

Последний этап в создании катка это выравнивание льда. Теплая вода из второго бака подается на нож и равномерно распределяется по поверхности льда. Это помогает убрать трещинки на поверхности льда и выровнять поверхность. После этого, комбайн уезжает с арены в специальный гараж, температура в котором должна быть всегда выше 1°С, для предотвращения замерзания воды в баках. Снег и ледяная крошка, собранная в резервуар машины сбрасывается в специальную яму для таяния снега. По мере таяния снега, вода из ямы уходит в дренаж. Возможно теперь, находясь на катке и видя работу персонала и машин, вы будете смотреть на все это по-другому. И когда в теплый летний день вы окажетесь на ледовой арене, вы будете понимать, как все устроено и работает, позволяя даже летом сохранять лед в надлежащем состоянии.

См. также

• Хоккейная площадка

Примечания

1. ↑ http://www.safework.ru/ilo/ICSC/cards/view/?0270

Ссылки

• По материалу: Как устроен и работает каток
• Справочник — катки Москвы
• Справочник — катки Санкт-Петербурга