CC BY
32УДК 725.8+504.03
ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ-ЗАМЕНИТЕЛЕЙ СНЕГА В ЗИМНИХ РЕКРЕАЦИОННЫХ И СПОРТИВНЫХ КОМПЛЕКСАХ
Афонина М.И. 1, Иванов С.В.2
'ФГБОУВПО «московский государственный строительный университет»
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26 [email protected], [email protected] 2ООО «24 Спорт» Москва, Россия 109428, Москва, 1-Вязовский пр-д, 4 [email protected]
Аннотация. Представлены различные типы покрытий-заменителей естественного снега, используемых для создания «рабочих» поверхностей объектов зимних видов спорта (горнолыжных, сноубордических и др.). С учетом специфических особенностей использования, приведены примеры реализованных проектов. Особое внимание уделено возможностям внедрения в практику искусственного щеточного покрытия Бпо^р^! 365 отечественного производства. Проанализированы объем и география применения российского материала, определены перспективы потребления.
Ключевые слова: искусственные покрытия, снег, «сухие» склоны, горнолыжные комплексы, щеточное покрытие, Бпотер^! 365.
ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
Обеспечение устойчивого
функционирования объектов рекреации и спорта, зависящих от природных условий, необходимо рассматривать с позиций устойчивого развития территорий. Цель исследования - определить возможность обеспечения продолжительной и эффективной работы комплексов для занятий зимними видами спорта. Для достижения поставленной цели были решены задачи, включающие обобщение технологических и конструктивных особенностей объектов зимнего спорта, а также определена возможность организации всесезонных трасс с использованием искусственных покрытий, аналогичных
естественному снежному покрову. В условиях сложной современной экономической ситуации внедрение в практику строительства отечественных материалов решает ряд актуальных проблем. Во-первых, развивается отечественное производство. Кроме того, это обеспечивает спортивные центры постоянным потоком пользователей.
АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПУБЛИКАЦИЙ
Современные объекты зимнего спорта и рекреации являются приемниками традиционных парков культуры и отдыха советского периода, однако при создании данных комплексов реализуются новые тенденции строительства.
Над темой развития курортов, спортивных и зрелищных комплексов плодотворно работали: Преображенский, Зорин, Веденин (1972 г.), Трушиньш (1975 г.), Мелик-Пашаев (1980 г.),
Тарас (1980 г.), Страускас (1997 г.), Николаенко (2003 г.), Угольников (2004 г.), Лукина (2009 г.), Липилина (2010 г.), Панченко (2011 г.), Ветрова, Федякин (2012 г.), Шувалов (2012 г.), Алтаева (2015 г.) и др.
Комплексы для отдыха и спорта рассматриваются с разных точек зрения: рекреационная емкость, архитектура и планировка территории, экологическая безопасность и пр. Длительные и серьезные исследования проводятся в инженерной гляциологии, что дает возможность применить фундаментальные знания в прикладных областях, в том числе сельском хозяйстве и спортивной деятельности. Значительный материал о развитии спортивных объектов имеется в зарубежных научных источниках, прежде всего в разделе организации туристической деятельности, менеджмента спортивной индустрии, а также решаются специальные вопросы обеспечения отрасли техникой и инвентарем.
В отечественной науке вопросы рекреационных и спортивных объектов для зимних видов спорта исследованы недостаточно в силу инновационного характера и сложности получения фактологического материала на коммерческих объектах.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Россияне любят зимний спорт, что обусловлено климатическими особенностями страны, где около 80% территории Российской Федерации покрывается снегом на длительный период времени (5-10 месяцев), что существенно влияет на образ жизни населения. В настоящее время стоит задача во всех регионах обеспечения
россиян разнообразными и доступными экономически и территориально объектами спорта и рекреации, включая объекты зимней направленности.
При значительных размерах страны достаточно районов находятся в зоне длительного снежного покрова, однако климатические изменения и череда малоснежных зим последних лет существенно повлияла на длительность работы специализированных спортивных центров. Это заставляет искать технические решения, которые позволят обеспечить устойчивое развитие предприятиям спорта и отдыха и быть независимыми от неустойчивой погоды.
Для определения необходимых параметров главных «рабочих» поверхностей горнолыжных центров используются знания сложной пространственной структуры снегового покрова. Снег представлен совокупностью фаз одного вещества, но в разных агрегатных состояниях (вода, лед, пар). В типологическом плане снег определяется как полирельефная полизональная полислоистая полидисперсная среда. Физико-механические свойства этого материала определяют объективные показатели: плотность, твердость, связность, фрикционные свойства, прилипание и примерзание, влажность, структура и текстура снега [1-3].
История искусственных покрытий, заменяющих снежный покров, начинается в Британии в начале 50-х годов XX в., когда любители горных лыж предложили использовать для катания летом металлические сеточные каркасы, покрытые специальным волокном, уложенным на исключительно ровные поверхности (рис. 1).
катанию на свежем воздухе в летнее время и использование в его закрытых помещениях.
Современные материалы и технологии позволяют на традиционных комплексах и объектах с искусственной регулируемой средой, работать всесезонно, используя для этого новые материалы и технологии. В качестве заменителей снега предлагается использовать три основных вида полимерных специализированных материалов: рулонные, модульные и сыпучие материалы (последние в нашей работе не рассматриваются).
Для создания условий всесезонной работы комплексов сформирован рынок материалов, имитирующих снежный покров. В каждой стране, в зависимости от технологических и спортивных предпочтений, появились свои производители, использующие своими технологии и ноу-хау.
Модульные полимерные покрытия различных типов и размеров изготавливают Neveplast (Италия), Skitrax (Германия), AstroTurf (США, Бельгия), Dendix (первоначально английский материал, который производят сегодня в 15 странах мира) и др. У проектировщиков и строителей появилась возможность использовать для создания необходимых «рабочих» поверхностей материалы с различными характеристиками и внешним видом.
Рулонные покрытия-заменители
использованы на известном Liberty Mountain Snowflex. Долгожданный всесезонный спортивный центр Liberty University был открыт в 2009 г. (Штат Вирджиния) в центре города. Теперь круглый год всем желающим, с любым уровнем подготовки, можно прокатиться на лыжах, сноуборде и тюбинге. Сноуфлекс-центр в г. Линчбург (рис. 2) является самым совершенным с точки зрения современных технологий, именно здесь реализована идея создания крупного комплекса с искусственным покрытием. Американский Snowflex «работает» с собственной системой орошения склонов на склонах. [8].
Рис.1. Первые опыты с искусственными покрытиями 1952 г. [4]
В 80-х годах прошлого столетия аналог снежного покрова появился в Европе. Склоны имели внешнюю привлекательность, но, несмотря на положительные стороны, они были довольно травмоопасны. На смену металлическим каркасам пришли рулонные геосинтетические материалы и полимерные щеточные плавиковые покрытия, которые были утверждены Федерацией лыжного спорта (FIS) для проведения лыжных гонок в бесснежное время [5-7]. Достоинством искусственного покрытия «сухих» склонов, является «мягкость» при падении, возможность обучения
Рис.2.Общий вид Liberty Mountain Snowflex
USA[9]
Это полноценный горнолыжный комплекс с площадью искусственных покрытий более 1500 м2 и полным набором специальных сноубордических фигур и даже хафпайпом. Вдоль трасс размещены
подъемники, для вечернего катания, предусмотрена система освещения.
Комплекс мероприятий обеспечивает безопасность пользователей. Необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности - запрещается:
-нахождение на склонах более 100 человек; -самостоятельное катание подростков (до 18 лет) без сопровождения совершеннолетних;
-занятия спортом (при любой погоде) в одежде с короткими рукавами.
Студентов, любителей катания обязывают иметь документы, подтверждающие учебу в университете. [10]
Еще существует перма-снег (PERMA-SNOW) изобретение англичанина Джона Найка. На данный момент это самое высокотехнологичное покрытие для «сухих» склонов. Используется для оснащения тренажеров и в демонстрационных целях[8].
Модульные покрытия-заменители
Примером всесезонного лыжного комплекса, где вместо снега применяются панели, является Bracknell, расположенный всего в 45 минутах езды от Лондона, он имеет самый длинный искусственный склон на юго-востоке Англии.
Рис. 3. Летние тренировки сноубордистов на искусственных покрытиях Bracknell. United Kingdom [11]
Спортивный центр (рис. 3) является единственным в Соединенном Королевстве, который открыт круглый год и предлагает горнолыжникам и сноубордистам осваивать новые навыки на открытом воздухе без традиционного летнего перерыва. В состав комплекса входят: основной склон (200м), тренировочный, проложена всесезонная трасса для беговых лыж (750м), выделена зона для тюбинга, парковочная стоянка, бар и ресторан. Все склоны оборудованы подъемниками. На рис. 3 видны границы сборных
элементов - панелей, которые состоят из модулей (29х40 см), технические характеристики и технологические параметры их представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Технологические особенности панелей ProSno _ Proslope (Dendix) [10] _
Базовая поверхность Крепеж (шурупы) мм Производит ельность 2 м х чел. час Размер элемента (панели) см
1 2 3 4
Грунт/ трава 6х80 9-10 236х220
Асфальт/ бетон 3х30 12-15 236х110
Деревянные настилы 6х25 15-18 236х110
Крупнейшим производителем современных
искусственных покрытий является итальянская компания Neveplast, которая имеет широкую линейку изделий:
-NP/30 - горные лыжи, карвинг, сноуборд;
-NP/50 -беговые лыжи;
-NP/70 - покрытие для дорожек подъемников ;
-TUBBY - специальное покрытие тюбинговых трасс летних детских парков, лыжных и сноубордических объектов, сноутюбинг трасс, прыжковых трамплинов и др [5,11].
Покрытия могут быть смонтированы на поверхности любой геометрии и наклона. На рис. 4 представлен всесезонный сноубордический парк. На основных склонах уложено покрытие зеленого цвета, а специальные конструкции - рейлы, боксы, волны снабжены оранжевым.
Рис.4. Всесезонный джиббинг парк летом оборудованный покрытием №уер^ [11]
В декабре 2015 года в Италии и Бельгии во время рождественских праздников эта же компания предложила новый для детей и подростков (от 3 до 13 лет) мини тюбинг. Модульные гладкие элементы можно собрать в искусственный склон за несколько часов, не нужно подводить для охлаждения скользящих поверхностей скольжения даже электричество. Такое предложение позволяет легко устанавливать искусственные склоны в любых парках, торговых центрах и выставках.
В России с 2006 года компания «Снежный городок» наладила производство модульного щеточного покрытия высокого качества и по разумной цене. Появилась возможность создавать новые объекты без привлечения импортной продукции.
Рис.5. Демонстрационная трасса из Snowplast 365. Sky salon 2014 Москва.
Инновационный материал легко адаптирует полимерные покрытия к естественной или искусственной среде, совмещая снежный покров и противоэрозионную защиту склонов от опасных геологических процессов. Этот материал открывает возможность использовать выставочные комплексы даже для демонстрации спортивных достижений рис.5.
Основой этого отечественного
искусственного покрытия является
природосовместимый цельнолитой полимерный модуль, который производится из гранул савилена и этилена с добавками. Внешние габариты стандартного модуля - 16,5см х 33 см, высота щетины - 4см.
Рис. 6. Модульное покрытие Snowp1ast 365
Россия
Цельнолитой пластиковый модуль (рис. 6) имеет крестообразный вид. Внутренний оптимальный размер отверстия (8см) определен требованиями безопасной эксплуатации при занятиях спортом, расчетными параметрами (коэффициентом трения) и соображениями экономии сырья. Щетинки эластичных "волосков" ^=1,8 мм), образуют симметричную пару ступенчато понижающих рядов. В каждой из восьми усечённых вершин модуля расположен элемент монтажной защелки: три прямых и три ответных элемента, это позволяет осуществлять монтаж неограниченного числа модулей. Появляется возможность создавать площадки любой конфигурации единовременно или в несколько этапов. Такое оригинальное инженерное решение обеспечивает покрытию Snowp1ast 365 наилучшее сцепление спортивного инвентаря (лыж и сноубордов) с покрытием. Для улучшения скольжения предлагается использовать
специальную смазку [5].
Для определения эффективности и расширения возможной сферы применения нового типа полимерных покрытий был проведен анализ реализации материала (рис.7).
За приведенный период 2009-15 гг. наблюдаются спады и подъемы объемов продаж. Спад 2010 г. обусловлен «узнаванием» инновационного продукта, 2013 г. - конкуренцией с иностранными компаниями, 2015 г. - общим кризисом покупательной способности в стране. Несмотря на объективные причины, продажа покрытия неизменно растет, включая в свою деятельность все больше видов использования, в различных географических и климатических зонах
-ф—обчцнчьп-м —*-
Рис.7. Графики продаж Snowp1ast 365 (Россия)
Изучая диаграмму спроса покрытий на территории стран СНГ (рис.8), видим, что почти половина (49%) продаж приходится на небольшие, набирающие популярность тюбинг объекты, использующие Snowp1ast для обеспечения трасс всесезонной эксплуатацией. Это указывает на большой потенциал данного материала при строительстве детских рекреационных сооружений нового типа, многочисленных и локально размещаемых в городской среде.
Рис. 8. Виды использования покрытия Snowplast 365
Почти четверть объектов (24%) -сноубордические (джиббинг) парки, направленные на агрессивное катание молодых райдеров. Горнолыжные комплексы потребили всего 10% реализованной продукции. Незначительными пользователями оказались биатлонные трассы, зоны посадки-высадки подъемников (горнолыжных центров), водные объекты, испытали покрытие и в качестве противоэрозионной защиты.
Отмеченное разнообразие объектов, использующих данное покрытие, определяет соотношение между оборудуемым рельефом, видами спорта и параметрами материала.
Оптимальными для применения материала являются склоны с уклоном 13...20°, при этом склоны в диапазоне 0.3 2о могут быть использованы для спортивной деятельности, использующие различную технику катания (рис.9) Авторами предлагается учитывать предлагаемую комплексную оценку на стадии начала проектирования.
Рис. 9. Наклоны поверхностей, используемые в качестве оснований для искусственных покрытий [10]
Применение модульных элементов различных типов позволяет увеличить эффективность работы спортивных центров в бесснежный период; продлить продолжительность
По данным зарубежных материалов авторами была составлена таблица 2, в которой представлена взаимосвязь между объективными параметрами склонов и режимом их использования, предлагается ввести новый параметр - категория безопасности.
Рекомендуется принять восемь категорий безопасности применения данного вида материала, связав его с разным уровнем подготовки пользователей:
1-У- для начинающих и детей, VI - комфортный ,
У1-У111 для продвинутых пользователей,
тренировочного сезона; создать устойчивую природно-техническую систему, защитить склоны от опасных геологических процессов; понизить травмоопасность на склонах; создавать мобильные, легко трансформируемые и ремонтнопригодные экологически безопасные покрытия [12-13]
Кроме высоких эксплуатационных качеств, покрытие играет высокую эстетическую функцию -может быть разного цвета: зеленым, желтым, белым, синим, оранжевым или красным.
Перейдем к географии реализованных проектов, с применением российского покрытия Snowplast 365, периода 2009-15 гг.
За последние три года были построены всесезонные трассы во Владивостоке, Волгограде, Гороховце, Иваново, Иркутске, Казани, Когалыме, Красноярске, Новосибирске, Ноябрьске, Санкт-Петербурге, Томске, Тюмени, Хабаровске, Якутске и др. городах. [14-16] Были созданы крупные тюбинговые трассы и за пределами России, например, в Беларуси на известном европейском курорте Логойске, а также в олимпийской гордости Армении горнолыжном курорте Цахкадзор. Покрытие нашло применение и в летней парковой
Таблица 2
Взаимосвязь склонов и особенностей катания
Угол наклона склона 0 Категория Характеристика склона Особенности катания
0-5 I слишком пологий голько с отталкиванием
5-10 II пологий с нечастым отталкиванием
11-13 III пологий (с использованием дополн.оборудования) с применением дополнительной смазки
14-17 IV Оптимальный градиент +1 градус для ВСЕХ условий
18-20 V крутой на маленьких скоростях/короткие дистанции
21-25 VI очень крутой только из состояния покоя
25+ VII опасны при использовании специального оборудования
32+ VIII очень опасный только для прямых отрезков на уклонах для максимальной скорости
индустрии развлечений, на небольшом водном трамплине курорта «Буковель».
Рис.10. География продаж всесезонного покрытия на карте климатических зон РФ.
На рис. 10 нанесены зоны востребования покрытия, которые совпадают с районами наибольшего развития рекреационных объектов. Выделенные области показывают, что распространение идет «кустовым» образом, в начале - центральная зона, там появляется 1-2 объекта, на котрых опробуется новая технология. Потом, через небольшое время появляется новые и новые потребители. Такой механизм наблюдался и в случае с Snowplast 365. С начала материал был реализован в центрально-европейском регионе, потом севере, затем зона зауральских гор, далее тихоокеанский и южный регионы. Нами для наглядности карта динамики продаж наложена на карту снежных районов России. Именно в этих регионах люди привыкли к зимним занятиям и им не надо привыкать к новым и непривычным радостям. Данные географии продаж проверены на объектах путем опроса пользователей зимних комплексов с определением востребованности объектов.
ВЫВОДЫ
Возможность создания всесезонной и устойчивой эксплуатации объектов для зимних видов спорта, определяются следующими факторами:
- расширением реализации всесезонных покрытий-заменителей снега, планируемого в ближайшей перспективе;
- необходимостью обеспечения индивидуального подхода, учитывающего географические, климатические, социальные, технические, технологические и экологические особенности конкретного объекта спортивной деятельности;
- тенденцией появления многочисленных и разнородных по типу «малых» городских объектов, являющихся значительными потребителями всесезонных покрытий-заменителей снега.
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Для создания полноценной методики применения заменителей снега необходимо
продолжать изучение представленных, а также других аспектов рассматриваемого вопроса. В частности, важно определить оптимальные параметры для размещения рекреационных и спортивных центов в структуре города. Кроме того, существенно выявить особенности «работы» каждого вида покрытий-заменителей на созданных объектах и разработать методику сравнения новых полимерных строительных материалов.
Немаловажно продолжать изучение социальных вопросов и комплексной безопасности спортивных комплексов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Барахтанов, Л. В. Математические зависимости физико-механических свойств снежного покрова как опорного основания для движения машин / Л.В.Барахтанов, В.В.Беляков, А.Н. Блохин, Е.Г. Денисенко // Электронный научно-технический журнал Наука и образование /2012 август. - C.85-104
2. Мавлюдов, Б.Р. Техногенный лед и его использование /Российская академия наук Уральское отделение Минералогия техногенеза -2007. -C85-108
3. Мехов, К. С. Процессы получения искусственного снега и его физические свойства // Проблемы инженерной гляциологии. Ново-Сибирск: -Наука, 1986. -С. 84-87.
4. http://technomag.edu.ru/doc/443019.html/
5. Афонина, М.И. Современные природосовместимые покрытия для зимних видов спорта / М.И. Афонина, С.В. Иванов //Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии: материалы Международной научно-технической конференции. - Могилев, Республика Беларусь: Бел.-Рос. ун-т, 2015. - С. 279-281.
6. Амунова, Т.Л. Технические решения для систем оснежения горнолыжных трасс / Т.Л. Амунова, А.А. Мелехин // Естественные и технические науки. - 2015. - № 6. - С.570-572.
7. Денисенко, Ю. Влияние факторов на силу трения при взаимодействии скользящей поверхности гоночных лыж со снегом //Теория и практика физической культуры. -2007. -№8. - 28c.
8. Jess Russell, Ronald Cohn. Snowflex 2012 p.90
9. http://www.liberty.edu/media/9961/ interiorimages/20140718_4671DD.JPG
10. http ://www. skisoutheast. com/trip-planner/categories/liberty-mountain-snowflex
11. http://jnlbracknell.co.uk/ski/tots-ski-lessons/#
12. https ://y andex.ru/images/search?img_url= http%3A%2F%2Fadvactive.ru%2Fstatic%2Fimg%2 F0000%2F 0003%2F5930%2F35930403. fjmiiwk8b6.jpg&_=1455195026269&p=2&text=nevepl ast&noreask=1&pos=63&rpt=simage&lr=10721]
13. Ветрова, Н.М. Экологическая безопасность рекреационного региона [Текст]: монография / Н.М. Ветрова. - Симферополь: РИО НАПКС, 2006. -297 с.
14. Щербина, Е.В. Некоторые вопросы обеспечения экологической безопасности объектов рекреации и спорта. Биосферная совместимость: человек, регион, технологии, материалы / Е.В. Щербина, М.И. Афонина // Энергосбережение и экологическая безопасность: Крымская Международная научно-практическая конференция, Крым. - Симферополь: АРИАЛ, 2014.-С. 82-85.
15. Афонина, М.И. Трассы для сноутюбинга-рекреационно-спортивных объектов / М.И. Афонина, М. Паираванд //Вестник Томского государственного
архитектурно-строительного университета. 2016. - № 3 (56). - С. 61-69.
16. Афонина, М.И. Рекреационные тюбинг-парки - планировочные и конструктивные решения / М.И. Афонина, М. Паираванд, Е.С.Соколова//Экология урбанизированных территорий. -2015. -№ 3. - С. 79-83.
17. Афонина, М. И. Городские сноупарки -динамично развивающиеся объекты рекреации и спорта // Экология урбанизированных территорий. -2014. -№ 4. -С. 49-53.
EXPERIENCE AND PROSPECTS APPLYING SNOW-COVER REPLACEMENT IN WINTER RECREATION AND SPORTS FACILITIES
Afonina M. , Ivanov S.
Annotation. The paper describes the different types of coatings substitute natural snow used to create the "working" surfaces of winter sports (ski, snowboard, etc.). Taking into account the specific characteristics of use and examples of completed projects. Special attention is paid to the possibilities of the implementation in practice of artificial brush cover Snowplast 365 domestic production. Analyzed the volume and geography of use of Russian material, defined the prospects for their use.
Keywords: artificial turf, snow, "dry" slopes, ski resorts, brush coating, Snowplast 365.
