Найти в Дзене

Как устроен и работает каток (ледовая арена)

Конечно не вызывает сомнения что главным для фигуристов и хоккеистов является их мастерство и опыт, полученные в результате многочасовых тренировок. Однако вряд ли можно недооценить важность качества льда, на котором они выступают. Различные характеристики льда могут лишить шанса на победу даже самого опытного спортсмена. Закрытые ледовые арены (катки в помещениях) используются уже около 100 лет для развлечений и всех ледовых видов спорта, включая хоккей, фигурное катание и конькобежный спорт. Для всех этих видов спорта качество льда имеет огромную важность. Создание качественной ледовой поверхности это не просто заморозка воды. Технологически правильное создание (замораживание) катка включает в себя около десятка этапов. На некоторых из них требуется заливка слоя толщиной меньше   сантиметра. Отдельный слой требует нанесения специальной краски, для создания равномерного и привлекательного тона и фона льда, а в случае с хоккеем, необходимо обеспечить качественную маркировк

Конечно не вызывает сомнения что главным для фигуристов и хоккеистов является их мастерство и опыт, полученные в результате многочасовых тренировок. Однако вряд ли можно недооценить важность качества льда, на котором они выступают. Различные характеристики льда могут лишить шанса на победу даже самого опытного спортсмена.

Закрытые ледовые арены (катки в помещениях) используются уже около 100 лет для развлечений и всех ледовых видов спорта, включая хоккей, фигурное катание и конькобежный спорт. Для всех этих видов спорта качество льда имеет огромную важность.

Создание качественной ледовой поверхности это не просто заморозка воды. Технологически правильное создание (замораживание) катка включает в себя около десятка этапов. На некоторых из них требуется заливка слоя толщиной меньше   сантиметра. Отдельный слой требует нанесения специальной краски, для создания равномерного и привлекательного тона и фона льда, а в случае с хоккеем, необходимо обеспечить качественную маркировку ледовой арены. С другой стороны лед, который отлично подходит для одного вида спорта, может быть абсолютно неприемлем для другого.

Ледовые арены (катки закрытого типа)

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. Возникал вопрос: Как быть странам с теплым или умеренным климатом? 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 - 0,000, 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 арены 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 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, хладагент (рефрижирант) холодильной системы не состоит в непосредственном контакте с водой (льдом) т.е. не воздействует на воду/лед напрямую. Вместо этого,  до минусовой температуры, охлаждается специальный раствор (это может быть раствор хлорида кальция, пропиленгликоля или 32-40% раствор двумолекулярного спирта - этиленгликоля) 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 (об этом ниже).

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. Возникал вопрос: Как быть странам с теплым или умеренным климатом? 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 - 0,000, 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 арены 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 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, хладагент (рефрижирант) холодильной системы не состоит в непосредственном контакте с водой (льдом) т.е. не воздействует на воду/лед напрямую. Вместо этого,  до минусовой температуры, охлаждается специальный раствор (это может быть раствор хлорида кальция, пропиленгликоля или 32-40% раствор двумолекулярного спирта - этиленгликоля) 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 (об этом ниже).

-2

На некоторых профессиональных аренах для создания максимально прозрачного льда используется подготовленная де-онизированная 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:

- Одна или несколько холодильных установок (чиллер)

- Система труб для подключения матов ледовой арены к холодильной установке.

- Система матов (трубок) основания ледовой арены.

- 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.

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

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.

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.

Ледовый комбайн Zamboni

-3

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 ,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 кмчас, вес 2,300-2,700 кг.

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.

-4

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 окажитесь на ледовой арене вы будете понимать, как все устроено и работает, позволяя даже летом сохранять лед в надлежащем состоянии.