Как реконструируют «Лужники»: инженерные задачи и решения

За 60 лет работы главная спортивная арена страны, «Лужники», приняла множество соревнований высочайшего ранга, включая Олимпиаду-80. Однако для предстоящего в 2018 году чемпионата мира по футболу её возможностей оказалось недостаточно – легендарный стадион признали не соответствующим современным требованиям. Для того чтобы «Лужники» смогли принять мундиаль, по согласованию с Международной федерацией футбола (ФИФА) пришлось оперативно разработать план реконструкции спортобъекта с учётом сохранения его исторического облика. При реализации проекта была решена одна из наиболее сложных задач: модернизация инженерных коммуникаций стадиона.  

Сегодня модернизация «Лужников» почти завершена, уже в конце весны должны пройти тестовые матчи, которые подтвердят качество поля и инфраструктуры. «Мы завершаем реконструкцию Большой спортивной арены «Лужники», — рассказал Андрей Бочкарев, руководитель Департамента строительства города Москвы. —  Мы идем в графике, который поставили сами для себя, но с опережением того графика, который предоставляем международной федерации FIFA»[1].

Задача и условия

Специалисты разработали три варианта реконструкции арены, два из которых предусматривали её полную перестройку. Однако было решено сохранить облик стадиона, являющегося одним из символов столицы, что потребовало согласований с представителями ФИФА. Ради сбережения характерной архитектуры стен и кровли удалось договориться о фактическом сохранении зрительской вместимости арены на уровне 81 тыс. мест (прежний показатель – 78 тыс.), тогда как в Международной федерации футбола рекомендовали наличие как минимум 89 тыс. мест.

«Стадион "Лужники" – одно из сложнейших инженерно-технологических сооружений в мире, поэтому переделать его, сохранив основной вид, – это очень смелая и интересная инженерная задача», – заметил в этой связи Марат Хуснуллин, заместитель мэра Москвы по вопросам градостроительной политики и строительства[2].

Реконструкцию Большой спортивной арены поручили компании «Мосинжпроект», которая занималась возведением и реновацией спортобъектов для Универсиады-2013 в Казани. Чтобы увеличить количество мест и улучшить обзорность поля, было решено отказаться от беговой дорожки и сделать уклон трибун более крутым. Защитить зрителей от снега и дождя позволит удлинение навеса над стадионом на 20 м. Значительные изменения затронут и внутреннюю инфраструктуру арены: например, площадь подтрибунных помещений увеличится в два раза – с 87 до 166 тыс. кв. м.

Для осуществления намеченных планов потребовалась модернизация всех инженерных коммуникаций. Выполнение проекта осложнялось крайней изношенностью городских сетей, возможности которых к началу работ достигли предела. «Тут ничего не ремонтировали с 1956 года, за исключением нескольких объектов времён Олимпиады-80, – говорит Александр Пронин, генеральный директор «Лужников», – ни инженерные системы, ни основные корпуса. Мы решили постараться успеть всё сделать к 2018-му, хотя шло много споров на эту тему»[3].

Начиная с 2013 года на прилегающей к арене площадке размером свыше 160 га было реконструировано более 6,1 км водопроводных сетей и 5,4 км канализации. На территории самого спортивного комплекса организовали поливочный водопровод и проложили 76,5 км сетей связи.

Большая спортивная арена: комфорт и надёжность

Остроту проблемы изношенности сетей удалось снять в рамках реализации столичных программ. Одним из условий дальнейшей модернизации стадиона стала оптимизация использования городских ресурсов в части водооборота и энергопотребления, что подразумевало применение экономичного и надёжного оборудования в коммунальных сетях с учётом предельных нагрузок на него в момент крупных спортивных состязаний. Так, в системах жизнеобеспечения БСА решили задействовать энергоэффективные насосы GRUNDFOS, принимая во внимание положительный опыт их эксплуатации на других спортивных объектах – стадионах в Афинах, Пекине, Казани и аренах Москвы.

Для холодоснабжения арены было установлено четыре одноступенчатых центробежных насоса GRUNDFOS серии TPE. Оборудование оснащено электродвигателями класса энергоэффективности IE3 со встроенными преобразователями частоты. Они автоматически регулируют скорость вращения вала, и насосы точно подстраиваются под требуемый расход хладагента. Благодаря этому система работает с максимальной эффективностью, экономя электроэнергию. Кроме того, электродвигатель оснащён воздушным охлаждением, что существенно снижает шум.

Для системы кондиционирования и охлаждения был выбран повысительный насос серии CM, отличающийся стабильностью поддержания рабочих параметров. Модель оснащена закрытым электродвигателем с вентиляторным охлаждением, что делает её практически бесшумной.

Для корректной работы всего оборудования была изменена и схема электроподключения. В частности, в 2014 году возле стадиона открылась новая крупная трансформаторная подстанция «Золотаревская». При этом на территории самого комплекса московской компанией «Бюро промышленной автоматизации» уже в 2009 году была построена современная распределительная подстанция (РП № 10 162), которая вошла в реконструированную энергосеть. Работа РП основана на комплексе автоматизированных технологических решений, включающих систему контроллеров Siemens Siprotec и телемеханику DECONT-A9. Управление оборудованием подстанции может производиться как в ручном режиме непосредственно на месте, так и в операционном, с помощью команд, подаваемых из сетевого района. В автоматическом режиме система осуществляет непрерывный контроль, регулирует различные типовые сбои в электроснабжении и ведёт учёт электроэнергии[4].

 Система будет надежно защищена от перегрузок и оснащена резервными мощностями. Например, управление светом главной арены чемпионата мира по футболу 2018 года предусматривает ступенчатое включение мощного спортивного освещения.

«Это необходимо для того, чтобы исключить резкую перегрузку систем энергоснабжения во время включения светильников, — пояснил Андрей Бочкарев, глава департамента строительства Москвы. — Кроме того, на стадионе внедрили систему автоматического ввода резерва. Она оградит от возникновения внештатных ситуаций, например - отключения энергопитания во время матча и прямой телевизионной трансляции. А всей сложной системой спортивного, наружного и внутреннего освещения стадиона «Лужники» можно будет управлять с планшета»[5].

Безопасность для всех

Учитывая, что на Большой спортивной арене произойдёт спортивное событие мирового масштаба с участием, по предварительным прогнозам, свыше 100 тыс. человек, в соответствии с требованиями ФИФА были предприняты серьёзные меры, направленные на повышение уровня безопасности объекта. «Нужно ясно представлять себе, что безопасность людей будет первым и главным приоритетом. Никакие другие критерии и требования ни при каких обстоятельствах не должны ущемлять меры защиты», – отмечают в Международной федерации футбола.

Компания «Астерос», которая выиграла конкурс на оснащение комплекса системами безопасности, полностью обеспечит его территорию как внутренними, так и внешними территориальными и объектовыми установками. «Прежде всего, — говорит Владимир Шелепов, глава дирекции комплексной безопасности группы «Астерос», — уникальность создаваемой системы на территории ОК «Лужники» заключается в её масштабе. Площадь застройки объекта — около 160 га, и это немногим меньше территории Олимпийского парка в Сочи (202 га). Перед нами стоит задача по созданию и интеграции антитеррористической системы, включая технические и инженерные решения, для обеспечения физической безопасности».

Процесс осложняется ещё и тем, что работы ведутся на историческом объекте, архитектурный облик которого необходимо сохранить. «Лужники» обладают максимальной вместимостью среди стадионов, готовых к приёму матчей предстоящего мундиаля. Это значит, что объёмные показатели систем безопасности этого спортобъекта должны быть больше, чем на любых других аренах ЧМ-2018. К тому же в «Лужниках», на центральном стадионе чемпионата, в присутствии первых лиц государства и VIP-гостей пройдут матч-открытие и финал.

Для обеспечения безопасности будет использоваться собственная разработка компании – интеграционная платформа Securix, предназначенная для комплексной защиты объектов стратегического назначения. На территории СК оборудована так называемая «чистая» зона с основным защитным рубежом на входе. Внутри неё, включая трибуны стадиона, посетители смогут перемещаться без дополнительного досмотра, в соответствии с правами доступа, установленными оргкомитетом. Платформа включает телевизионное наблюдение, контроль и управление допуском персонала, охранно-тревожную и автоматическую пожарную сигнализации, систему оповещения и управления эвакуацией.

Необходимо также добавить, что в противопожарную схему стадиона «Лужники» входят три автономные сети, состоящие из более 65 тыс. м трубопроводов, 350 установок порошкового и газового пожаротушения и свыше 22 тыс. водяных оросителей.

Поле возможностей

Значительная часть работ по реконструкции «Лужников» коснулась обустройства современного футбольного поля. К сентябрю 2016 года была произведена замена искусственного газона на натуральный травяной. Хотя прежнее поле и соответствовало всем требованиям ФИФА, общеизвестно, что естественное покрытие является более качественным и «результативным», что послужило причиной отдать ему предпочтение.

Чтобы травяной покров выдерживал сложный московский климат и сохранял свои качества не только во время ЧМ-2018, но и в последующие сезоны, была использована технология SISGRASS. В результате поверхность «прошили» с помощью 120 млн высокопрочных полиэтиленовых мононитей[6], проложенных на глубине 15–20 см. Таким образом был образован прочный каркас, который позволяет корням травы создавать очень плотную и стойкую к повреждениям дернину.

При этом собственно газон – лишь часть сложного комплекса, включающего многослойную подушку из почвы и гравия, поливальную и дренажную системы, а также обогрев. Под полем обустроены специальные воздуховоды для поддержания оптимального содержания кислорода в почве. Благодаря работе этих систем покрытие остаётся в идеальном состоянии вне зависимости от погодных условий. В общей сложности данное технологическое решение включает в себя 35 километров разных конструкций: труб отопления, дренажа, полива и аэрации.

В системе полива, где необходим стабильный напор на всех распылителях, за подачу воды отвечают комплектные установки повышения давления GRUNDFOS Hydro MPC-E. Оборудование производится на базе вертикальных многоступенчатых насосов CRE со встроенным частотным преобразователем и системой управления Control MPC с контроллером CU352. Электроника позволяет встраивать Hydro MPC-Е в соответствующую программную архитектуру диспетчерской сети. Интеллектуальная система управления даёт возможность бустерному модулю быстро и самостоятельно адаптироваться к текущим потребностям системы и всегда работать в точке наивысшего КПД. «Даже при сложных и изменяющихся условиях эксплуатации такая установка автоматически обеспечивает стабильную подачу и минимальный расход электроэнергии, – объясняет Роман Марихбейн, руководитель по развитию бизнеса Департамента промышленного оборудования компании «ГРУНДФОС». – Кроме того, благодаря вертикальной компоновке Hydro MPC можно установить даже в очень ограниченном пространстве – например, в небольших технических помещениях БСА. Отмечу также, что данное оборудование произведено в России, с учётом мирового опыта Концерна и в соответтсвии со строгими требованиями отечественного законодательства».

Для поддержания водного баланса газон снабжён мощной системой дренажа. Помимо насосного оборудования, она включает в себя сложный комплекс трубопроводов с точно рассчитанными уклонами и сетью дренажных колодцев. Такая система способна всего за 20–30 минут полностью осушить поле даже после очень сильного дождя.

Работающая инфраструктура

Проведение матчей мундиаля требует развитой вспомогательной инфраструктуры, поэтому к ЧМ-2018 в «Лужниках»  будут построены  площадки для уличных видов спорта, а также многофункциональное здание аккредитационного центра, сегодня уже частично введённое в эксплуатацию.

В 2018 году, во время мундиаля, трёхэтажное строение площадью 4,9 тыс. м2 вместит в себя службы аккредитации журналистов, посетителей, здесь же будет организована и работа официальных лиц чемпионата.

К зданию уже подключены основные коммуникации (тепло- и электроснабжение), а за оставшееся до ЧМ-2018 время здесь будут вестись отделочные работы. По словам генерального директора АО «Мосинжпроект» Марса Газизуллина, в полной готовности находится и оборудование для запуска теплоснабжения. Это индивидуальный и центральный тепловые пункты, трансформаторная подстанция, главный распределительный щит[7].

Теплоснабжение аккредитационного центра будет осуществляться автономно, с помощью индивидуальных теплопунктов (ИТП). В них входят пластинчатые теплообменные аппараты и системы обвязки, включающие сдвоенные циркуляционные насосы GRUNDFOS TPD российского производства. Благодаря конструкции (дублированная рабочая часть) эта модель позволяет существенно повысить надёжность узла, экономя при этом пространство. Теплопункты снабжены современной запорной и регулирующей арматурой, а также системами фильтров и грязеудаления. Высокая степень автоматизации всех компонентов делает сети отопления аккредитационного центра экономичными и энергоэффективными.

Организация таких масштабных соревнований, как чемпионат мира, для любой страны является показателем международного престижа и поводом для развития массового спорта. Для России мундиаль станет не только толчком к техническому перевооружению спортивных арен в разных городах, но и даст надежду на возрождение славы отечественного футбола.