Для спортивных сооружений Лен ЗНИИ ЭП по согласованию с ГОСГРАЖДАН-строем разработаны в 1972 году. Рекомендации по проектированию инженерного оборудования искусственных катков (хладотехническая часть). Однако в п. 1.1 «Общее положение» этого документа подчеркивается, что рекомендации распространяются только на проектирование крытых катков.

При проектировании открытых спортивных сооружений предложенная Лен ЗНИИ ЭП методики определения тепловой нагрузки на систему холодоснабжения сталкивается с целым рядом проблем нестационарности метеоусловий, что требует и использование элементов теории вероятностей.

Между тем, в СНиПе 23-01-99 «Строительная климатология» только на температуру воздуха в теплый и холодный период распространяется понятие «обеспеченность» в долях единицы. Подобной информации нет ни по относительной влажности воздуха (которая приведена как среднемесячная наиболее теплого месяца), ни по ветру (дана минимальная из средних скоростей за июль), ни по интенсивности солнечной радиации (суммы прямой и рассеянной).

Разумеется, что тепловая нагрузка на систему холодоснабжения оцененная по такой информации не гарантирует работу холодильной установки с обеспеченностью, равной обеспеченности температуры воздуха из СНиПа. Так согласно с СНиП 2.01-01-82 Средняя скорость ветра в июле имеет повторяемость 63 %. Если принять ее за «Обеспеченность», то обеспеченность теплопритока от конвекции даже при обеспеченности температуры воздуха в 0,98 составит чуть более 0,6. В тоже время энциклопедический справочник «Холодильная техника» по основании данных эксплуатации открытых катков рекомендует при расчете теплопритока принимать а_конв =7... 9 Вт/(См² К), примем скорость ветра не более 2 м/сек. Учитывая, что в самые жаркие дни скорость ветра минимальна, можно с определенной вероятностью предположить, что скорость ветра 3 м/сек (а_конв = 12 Вт/(См² К), дает обеспеченность не менее 0,8.

Теплоприток от конденсации влаги на поверхности зависит, кроме температуры, от относительной влажности воздуха, которая в СНиПе 23-01-99 приведена в двух вариантах среднемесячной на 15 ч и средняя за сутки. Разность этих значений составляет 15...20 % (абсолютных). В СНиПе 2.01.01-82 существует графа «суточная амплитуда», которая составляет 20...40 %. Очевидно, что теплопритоки от конденсации имеют обеспеченность не более 0,4.

Интенсивность солнечной радиации на горизонтальную поверхность (прямая и рассеянная отдель­но) приводится для июня по часам, что позволяет иметь степень обеспеченности любой достоверности.

Значительно сложнее определять тепловую нагрузку на систему холодоснабжения для сезонно действующих открытых катков. Даже солнечная радиация дается не просто по месяцам, а в виде суммарной прямой и рассеянной осредненной делением суммарной месячной теплоты на число дней и часов. Для июня месяца эта величина отличается от максимальной в 3...4 раза и возможность использования для теплотехнических расчетов требует значительных допущений. Если среднесуточная относительная влажность воздуха по месяцам приводится, то информационно средней скорости ветра есть лишь за июль и январь.

Предлагается вести расчет тепловой нагрузки на систему хладоснабжения открытого катка сезонного действия на основе ниже приведенных допущений. В качестве примера рассмотрена система хладоснаб- жения стандартной конькобежной дорожки для условий города Санкт-Петербурга. Сравнивается два варианта работы: сентябрь — май и октябрь — апрель.

Расчет теплопритока от конвекции основывается на следующих допущениях:

1.    Расчетная температура воздуха должна иметь обеспеченность не менее 0,85 за первый месяц эксплуатации.

2.   Средняя скорость ветра равна полу сумме максимальной для января и минимальной для июля.

Для рассматриваемого случая расчетной температуры воздуха в сентябре t_H._p. = +15 °С имеет

обеспеченность 0,88 (0,96 за сезон), а для октября t_H._p. = +10 ° С дает обеспеченность 0,96 (0,98 за сезон). Средняя скорость ветра V = (4,2 + 0)/2 « 2 м/с хорошо корреспондирует с практическими данными и

объясняется амортизирующим влиянием трибун, но для получения обеспеченности 0,85 коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду следует принимать не менее (а_конв = 12 Вт/(м² К). При температуре поверхности льда 1_л = —5 °С теплоприток составит:

Сентябрь д_конв = 240 Вт/м²;

Октябрь я_конв = 180 Вт/м².

Теплоприток от солнечной радиации ц_рад при допущении, что максимум ее интенсивности вне указанных в СНиПе данных в 4 раза превышает значение осредненной за месяц величины. Тогда с учетом коэффициента поглощения льда a = 0,5 теплоприток составляет для сентября ц_рад = 150 Вт/м² и для октября ц_рад = 50 Вт/м² при обеспеченности не менее 0,9.

Теплоприток от конденсации влаги на льду предлагается определять при допущении, что относи­тельная влажность воздуха значительно превышает приводимое в СНиП [ ] и близка к экстремальному (90 % для сентября и 95 % для октября). Тогда через разность влагосодержание воздуха и льда и ко­эффициент конденсации теплоприток составит ц_конд « 25 Вт/м² для сентября и ц_конд « 15 Вт/м² для октября.

Теплоприток излучением от окружающих поверхностей определятся при допущении, что коэф­фициент поглощения бетона a = 0,65 и площадь поверхности трибун меньше суммарной площади поверхности дорожки и поля для хоккея как ц_изл = 1,25Т_н._в1004 — Т_л1004. Для сентября д_изл составляет 28 Вт/м² а для октября не более 23 Вт/м². Общая плотность теплового потока ко льду в октябре 270 Вт/м² а в сентябре 450 Вт/м². Экономические аспекты в выборе сезона требуют отдельного обслуживания с учетом социально-спортивного назначения объектов.

Следует отметить что в октябре заметную роль в общей нагрузке начинают играть осадки в виде дождя. Если принять информацию о суточном максимуме осадков. Поскольку эта величина является заведомо экспериментальной (76 мм для Санкт-Петербурга), то предлагается половина месячной нормы осадков за сутки. При равенстве ее 48 мм теплоприток от замерзания воды достигнет 200 Вт/м². Предполагая что в этом случае отсутствует солнечная радиация, а температура воздуха снижается на 5 К, общая плотность теплового потока составит не менее 330 Вт/м².