Ogrzewana murawa – stadion zgodny z wymaganiami FIFA i UEFA

Mecze piłkarskie są rozgrywane do późnej jesieni, gdy możliwe są opady śniegu i pierwsze przymrozki, oraz wiosną, kiedy boisko trzeba przygotować po zimie. Dla bezpieczeństwa piłkarzy, a także umożliwienia rozegrania meczu w terminie konieczne jest zastosowanie ogrzewania i odpowiedniego drenażu murawy.

Kapryśna aura może również sprawiać niespodzianki w trakcie kalendarzowej wiosny – system musi mieć możliwość działania przez cały rok. Należy zatem dobrać odpowiednie ogrzewanie murawy, które zapobiegnie powstawaniu warstwy lodu na powierzchni boiska, umożliwi utrzymywanie stałej temperatury na jej płycie, a także pozwoli na rozmrożenie powstałego lodu.

Może to być zrealizowane za pomocą specjalistycznych elektrycznych kabli grzejnych i mat lub przy wykorzystaniu rur wypełnionych niezamarzającym czynnikiem grzejnym, takim jak np. glikol. Płyta boiska również powinna zostać poddana odpowiedniemu drenażowi umożliwiającemu odprowadzenie wód opadowych oraz wody powstałej po roztopieniu śniegu i lodu. Dodatkowym elementem jest system nawadniający trawę w sezonie wiosennym i letnim.

Ogrzewanie elektryczne

Jednym z proponowanych systemów, zastosowanym m.in. na stadionie klubu Amica Wronki, jest ogrzewanie murawy przy pomocy kabli grzejnych. Płyta boiska o wymiarach 75×105 m wymagała zainstalowania ogrzewania o mocy 680 kW. Kable grzejne zamocowano do poliofinowej siatki grzejnej, uzyskując tym samym równomierny rozkład temperatury (rys. 1).

Taki system nie wymaga budowy dodatkowej instalacji elektrycznej czy transformatorowej, ponieważ można wykorzystać istniejącą instalację zasilającą oświetlenie boiska. Ogrzewanie działa, gdy oświetlenie jest wyłączone, a w trakcie meczu grzanie murawy można wyłączyć, gdyż duża bezwładność cieplna tego systemu pozwala utrzymać odpowiednią temperaturę powierzchni w ciągu  całego spotkania.

Ze względu na dużą powierzchnię system ogrzewających przewodów powinien zostać podzielony na sekcje wyposażone w czujniki temperatury umiejscowione na wysokości korzeni trawy oraz powierzchni boiska, a także czujniki wilgotności na powierzchni gruntu sterowane za pomocą niezależnych regulatorów. Taka automatyka pozwala zapobiegać zarówno przemarzaniu płyty boiska, jak i przegrzaniu trawy oraz zaleganiu wody.

Kable grzejne instaluje się na głębokości 15–25 cm, w zależności od tego, czy murawa jest sztuczna, czy naturalna, w warstwie piasku. Dla powierzchni otwartych dobiera się moc grzewczą 80–120 W/m², co pozwala uzyskać temperaturę 6–10°C.

Zaletą ogrzewania elektrycznego jest to, że można je wykonać już na istniejącej naturalnej trawie przy pomocy pługa z nawiniętym kablem, który tworzy bruzdę, a następnie wsuwa w nią przewód, przez co użytkowanie boiska będzie możliwe już po ok. 2 tygodniach. Ogrzewanie powinno być uruchomione na 4–6 tygodni przed pierwszym meczem kolejki wiosenniej, żeby w tym czasie umożliwić trawie wzrost – w przeciwnym wypadku mogłoby dojść do zniszczenia nawierzchni boiska.

Ze względów bezpieczeństwa elektryczne systemy ogrzewania powierzchni otwartych, takich jak boiska, powinny być wykonane przy użyciu kabli ekranowych chronionych przez wyłącznik różnicowoprądowy, a ekrany należy uziemić zgodnie z obowiązującymi przepisami BHP. W Polsce takie ogrzewanie elektryczne zainstalowano m.in. na stadionach klubów ŁKS i Widzew Łódź oraz Lechia Gdańsk.

Cieczowe systemy ogrzewania

Wiosną 2003 r. w Krakowie miał się odbyć rewanżowy mecz pomiędzy Wisłą Kraków a Lazio Rzym. Do spotkania w terminie nie doszło ze względu na zamarzniętą murawę boiska, co mogło grozić kontuzjami piłkarzy. Żeby sytuacja taka się nie powtórzyła, na stadionie wykonano pierwszy w Polsce system cieczowego ogrzewania murawy.

W ciągu 2 tygodni zdjęto starą nawierzchnię i wykonano od podstaw nową. Taki system może być zasilany przez wymiennikowy węzeł cieplny, ale także z lokalnej kotłowni opalanej paliwem gazowym lub płynnym. Ponieważ ogrzewanie płaszczyznowe zasilane jest przez niskotemperaturowy i niezamarzający czynnik grzejny, taki jak glikol, można wykorzystać także pompę ciepła. Wykonuje się pętle równoległe najczęściej z jednym nawrotem, pojedynczym zasilaniem i powrotem.

Pętle grzewcze z sieciowanego polietylenu instaluje się na głębokości 25–30 cm w warstwie pospółki – w zależności od tego, czy murawa jest sztuczna, czy naturalna (rys. 2). Kolektory z króćcami przyłączeniowymi wykonane z rur polietylenowych (PE-RT) układane są standardowo wzdłuż dłuższego boku boiska w układzie Tichelmanna.

Producent oferuje je w średnicach 160 i 180 mm, a rury grzejne PE-RT – 18, 20, 25 mm, można je montować w listwach mocujących. Działanie systemu wspierane jest przez czujniki śniegu, oblodzenia i temperatury, które współpracują z cyfrowymi regulatorami.

Podsumowanie

Ogrzewanie płaszczyznowe znajduje zastosowanie nie tylko w budynkach mieszkalnych – jest praktycznie jedynym rozwiązaniem dla otwartych przestrzeni, takich jak boiska. Specyfika takich obiektów wpływa również na wybór odpowiedniej technologii wykonania.

Obecnie producenci proponują innowacyjne, a zarazem ekonomiczne rozwiązania, które dodatkowo wpływają na zwiększenie rangi obiektu. W ciągu dekady w Polsce przybyło obiektów spełniających dość rygorystyczne wymagania FIFA i UEFA, a co cieszy jeszcze bardziej, również polskie firmy zaczynają konkurować z zachodnimi gigantami, oferując oszczędne i efektywne energetycznie rozwiązania.

Literatura

1. Onyszczuk G., Siuta-Olcha A., Systemy ogrzewania otwartych przestrzeni na przykładzie projektu instalacji podgrzewanej murawy boiska sportowego, w: „Polska Inżynieria Środowiska pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej”, Tom 3, Dudzińska M.R., Pawłowski L. red., Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN vol. 60, 2009.
2. Materiały firm: Devi, KAN, Rehau, Uponor.