Suomesta oppia maailman jäähalleihin Jäällä liikkuminen on ollut pohjoisten kansakuntien yksinoikeus kautta aikain. Samoin eteläisten maitten vuoristoseuduilla on päästy, sään salliessa, nauttimaan tasaisesta liukkaasta pinnasta. Leikkivä ihminen on keksinyt jään päällä monenlaista tekemistä. Sääolosuhteet ovat kuitenkin arvaamattomuudessaan aiheuttaneet tarpeen päästä vakiintuneempiin olosuhteisiin. Ensimmäiset jäähallit tehtiin Montrealiin 1875, Lontooseen 1876 ja New Yorkiin 1879. Tämän jälkeen jäähalleja on alettu rakentamaan eri puolile maailmaa, myös paikkoihin, joissa vesi ei luontaisesti jäädy.

Teksti: ©Reino Laukkanen, www.studiolumi.com

Katetulla jääalueella on ollut merkittäviä vaikutuksia paikkakuntansa sosiaalisessa elämässä. Yhteishengen syntyminen oman joukkueen pelatessa on lisännyt me-henkeä. Pitemmät pelikaudet ovat tehneet mahdolliseksi kehittää liiketoimintoja, yritysyhteistyötä sekä parantaneet pelaajien osaamista, tehden jääliikunnasta mielenkiintoista ajanvietettä. Kansainvälinen jääkiekkoliiton (IIHF) alaisuudessa toiminut työryhmä on laatinut jäähallirakentamisen oppaan yhdessä Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) kanssa. VTT:n tietämyksellä annettujen ohjeiden avulla jäähallin käyttökulut laskevat ja sisäilman laatu paranee. Oppaassa kerrotaan myös jäähallin ympäristövaikutuksista sekä arvioidaan jääurheilun sosiaalisia näkökulmia.

Poikkeukselliset vaatimukset Jäähalli rakennuksena koostuu jääalueesta sekä yleisöalueesta. Jään on oltava tasalaatuista sekä tietynlaista, riippuen eri urhelulajien vaatimuksista. Paikallaan istuvan yleisön tulee tuntea olonsa mukavaksi. Jääalueen tulee pysyä tasalämpöisenä, huolimatta sisällä istuvasta ihmisjoukosta. Ilmatasapano ei saa järkkyä, vaikka tiettynä aikana ihmisiä saapuu yhtenään ulkoa sisälle, tuoden mukanaan joskus kesäistäkin ilmaa. Rakennuksen sisäiset lämpötilat vaihtelevat jään pinnan -5°C:sta katsomon +10°C:een sekä pukuhuoneiden, ravintoloiden ja toimistojen +20–24°C:een. Sisäilma muodostuu usein kosteaksi aiheuttaen teräsrakenteille ruostumista, rappeuttaen puuosia sekä uhaten tuottaa hometta. Samoin ulkoilman lämmönvaihtelut tuottavat ongelmia sisätiloissa. Rakennuksen on täytettävä yhtä aikaa monenlaisia vaatimuksia, jotka riitelevät keskenään.

Lattia ei saa jäätyä Erikoisinta jäähallissa on lattiarakenne. Samalla, kun sen päälle tehdään jää, se itsessään ei saa jäätyä, ettei se halkeilisi. Lattiarakenteena yleisin on betoni. Edullisinta olisi käyttää hiekkaa. Se on myös energian käytön kannalta hyvä ratkaisu hiekan hyvän lämmönjohtavuuden takia, mutta tällöin lattiaa ei voisi käyttää muuhun kuin jääurheiluun. Asfalttilattia on betonia halvempi ja se soveltuu hyvin vaikkapa tenniksen pelaamisen alustaksi jääurheilukauden ulkopuolella, mutta jäädytykseen tarvitaan enemmän energiaa. Muovia ja metallia olevien jäähdytysputkien sijoituksessa pyritään löytämään taloudellisen sijoituksen ja energiankulutuksen välinen optimiratkaisu. Jäähdytysputket sijoitetaan 20–30 mm:n etäisyydelle betonin pinnasta ja putkien etäisyys toisistaan on 75–125 mm. U:n muotoiset putket yhdistetään jakelu- ja keräyslaitteisiin joko hallin pitkältä tai lyhyeltä sivulta. Betonilaatalla on paksuutta 120 mm. Sen alla on 100 mm:n eristekerros, jonka alla on 500 mm paksu sorakerros, johon on sijoitettu lämpöputket. Jääkerroksen muodostamisessa on tärkeää eristää lattia maaperästä ja joissain tapauksissa myös maan lämmitys on tarpeen. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää lauhdittimen hukkalämpöä. Maa saattaa jäätyä jäähallin alla myös niissä maissa, joissa sitä ei muuten esiinny. Jos maaperä on altista routimiselle, on todennäköistä, että ilman varotoimenpiteitä lattiarakenteeseen tulee vaurioita, epätasaisuutta, joka haittaa lopulta hallin käyttöä myös jäättömällä kaudella. Kaiken lisäksi eristämätön lattia lisää jäähdytyksen energian kulutusta.

Jää ei synny itsestään Jään teko on monimutkainen prosessi. Vettä laitetaan useita kerroksia, kunnes saavutetaan 30 mm:n optimipaksuus. Liian paksun jääkerroksen jäätyneenä pitäminen vie kohtuuttomasti energiaa ja pinnasta tulee helposti pehmeä. Liian ohuen jääkerroksen takia luistimen terä voi mennä jään läpi ja vahinkoa voi tulla sekä luistelijalle että lattialle. Ensimmäinen, 0,8 mm:n kerros levitetään kaukaloa kiertävästä ajoneuvosta hienona suihkeena. Tämä kerros jäätyy välittömästi. Seuraava kerros on yhtä paksu. Joissain jäähalleissa tämä kerros maalataan valkeaksi. Kolmas kerros on paksuudeltaan 0,16 mm paksu. Sen tehtävänä on toimia maalatun kerroksen suojana ja siihen maalataan pelaamisessa tarvittavat merkinnät. Lopullinen paksuus saavutetaan 8–10 tasaisesti levitetyllä kerroksella. Mitä vähemmän vettä pintaan kerralla laitetaan, sitä parempaa jäästä tulee. Suomessa merkinnät maalataan valmiiksi lattiaan. Poistettava jää on silloin pelkkää jäätä ilman ongelmallisia maalijätteitä. Lattian pinnan lämpötilan tulee jäädytettäessä olla -4°C, ilman lämpötilan noin 17°C ja suhteellisen kosteuden 30 prosenttia.

Millainen on hyvä jää? Taitoluisteiljoilla ja jääkiekon pelaajilla on erilainen näkemys hyvästä jäästä. Taitoluistelijoiden mielestä ihanteellinen jään lämpötila on -2°C – -3°C. Tässä lämpötilassa jää on pehmeämpää eikä pirstaloidu hyppyjen takia. Jääkiekkoilijat pitävät kovemmasta ja kylmemmästä jäästä. Tällöin jään lämpötila on -5°C – -°3C. Liian lämmin jää ei anna tarpeeksi vastetta jalalle jääkiekkoa kiihkeästi pelatessa. Näitä lämpötiloja kylmempi jää taas lohkeaa helposti. Jäähdytyslaitteisto on jäähallin sydän ja verenkierto Melkein kaikki energiavirrat on yhdistetty jäähdytysprosessiin tavalla tai toisella. On hyvin tavallista että jäähdytyslaitteiston sähkön kulutus on puolet koko hallin sähkön kulutuksesta ja jään aiheuttama lämmitystarve on 60 prosenttia koko lämmitystarpeesta. Suunnitteluvaiheessa voidaan tehdä valinta kahden eri jäähdytyslaitteiston välillä, suoran tai epäsuoran. Suorassa järjestelmässä jäähallin lattiaan sijoitettu putkisto toimii haihduttajana. Epäsuorassa järjestelmässä jää viilennetään suljetulla kierrolla, joka on yhteydessä erilliseen haihduttimeen, lämmönvaihtajaan. Suora järjestelmä on yleensä tehokkaampi energian kulutuksen kannalta. Toisaalta suoran järjestelmän hankintahinta on korkeampi kuin epäsuoran järjestelmän. Epäsuoria järjestelmiä taasen ei kaikissa maissa saa käyttää mahdollisten vuototilanteiden aikana sattuvien ammoniakkipäästöjen takia. Mielenkiintoinen näkökulma energiaketjussa on jään ja jäähdytysliuoksen välinen lämpövastus, jolla on merkitystä energian kulutukseen. Lämpövastuksen taustalla olevan energia-ajattelun mukaan, mitä suurempi vastus on, sitä alhaisemmassa lämpötilassa jäähdytysliuoksen ja kompressorin haihtumisläpötilan on oltava tuottaakseen saman jäähdytyksen kuin jos lämmönjohtuvuus olisi parempi. Mitä matalampaa haihtumislämpötilaa joudutaan käyttämään, sitä suurempi on kompressorin energian tarve. Lämpövastus koostuu viidestä parametristä: Jään pinnan pintavastuksesta, joka on sisäkaton säteilyn ja lämmön virtauksen yhdistelmä; Jään lämpövastuksesta, joka pääasiassa riippuu jään paksuudesta; Samoin kuin jäällä, myös betonilaatalla tai millä muulla alla olevalla lattiamateriaalilla on oma materiaalin paksuudesta ja lämmönjohtavuudesta riippuva lämpövastuksensa; Jäähdytysliuoksen kuljetukseen käytetyn putken materiaalista ja sen lattiaan sijoituksesta johtuvasta lämpövastuksesta; Putken ja nesteen välisestä pintavastuksesta. Täydellisen jäähdytysnesteen profiili voisi olla: ympäristöystävällinen, myrkytön, alhaiset pumppauskustannukset, hyvät lämmönsiirto-ominaisuudet, halpa ja käytännönen, eikä se saisi olla ruostuttavaa. Etyleeni- ja propyleeniglykoolin pumppauskustannukset ovat korkeat, ne eivät ole kovin tehokkaita, mutta niitä on helppo käsitellä. Kalsiumkloridin pumppauskustannukset ovat pienet, se on tehokasta, mutta muuten epäkäytännöllistä. Kaliumformiaatin ja -asetaatin pumppauskustannukset ovat alhaiset, se on tehokasta, mutta syövyttävää ja kallista.

Ilmastointi On erittäin suositeltavaa käyttää mekaanista tuuletusta hyvän sisäilman laadun turvaamiseksi. Ilmastointilaitteistot tuottavat raikasta ilmaa halliin ja muihin tiloihin sopivan lämpöisenä sekä samalla pienentävät ilmankosteutta. Raittiin ilman otto hallin ulkopuolelta on välttämätöntä hyvän ilmanlaadun säilyttämiselle. Sisäilman laatuun vaikuttavat pelaajien ja katsojien päästöt, rakennusmateriaalit sekä usein polttomoottorilla toimivan, jään pintaa huoltavan ajoneuvon päästöt. Kosteus pois ilmasta Jäähallin kosteusrasitus muodostuu luistelijoista ja yleisöstä, ulkoilman kosteudesta, jään jäädyttämiseen tarkoitetun veden haihtumisesta ja jäätä huoltavien ajoneuvojen aiheuttamista kosteuden muutoksista. Suurin kosteuskuormitus tulee korvausilmana otetun ulkoilman sisältämästä kosteudesta sekä huonosti hallittavista ilmavuodoista, joita tulee ovien ja ikkunoiden kautta sekä jäähallin toiminnan aikana paine-erojen muodostamista raoista. Liiallinen ilmankosteus lahottaa puuta ja ruostuttaa metallia lyhentäen huoltovälejä ja lisäten huoltokustannuksia. Samoin kaikkinaiset homeongelmat käyvät yhä ilmeisimmiksi ilmankosteuden kasvaessa. Mikäli jäähallin sisälämpötila on viisi astetta, saa ilman suhteellinen kosteus olla korkeintaan 90 prosenttia, jotta sumua tai usvaa ei esiintyisi. Lämpötilan noustessa kymmeneen asteeseen, saa ilman suhteellinen kosteus olla korkeintaan 80 prosenttia. Viidessätoista asteessa kosteusprosentin on oltava korkeintaan 70 prosenttia ja miellyttävässä kahdenkymmenen asteen lämpötilassa vain 60 prosenttia. Normaalin huonelämpötilan ylläpitäminen ilman kosteushaittoja on vaativaa työtä laitteilta. Ei liene ihme, että pitkissä otteluissa katsojaa alkaa viimeistään pelin loppupuolella hieman vilustamaan. Kosteuden poistoon ilmasta on kaksi pääasiallista tapaa. Toinen on ilman jäähdyttäminen kastepisteensä alapuolelle vesihöyryn haihduttamiseksi, toinen tapa kemiallisesti ilmavirtauksen vieminen vettä itseensä imevän aineen läpi. Ilmaa kastepisteen alapuolelle jäähdyttävät järjestelmät käyttävät tavallisesti mekaanista jäähdytystä. Ilma kulkee jäähdytyskierukan läpi, jolloin osa kosteudesta tiivistyy kierukan pinnalle ja lopulta putoaa ilmavirran ulkopuolelle. Jäähdytyskierukka viodaan asentaa myös tuuletusjärjestelmään ja jään jäädytysjärjestelmään. Kemiallinen kosteudenpoisto tapahtuu käyttäen kosteutta imeviä materiaaleja, joko kiinteitä tai nestemäisiä, jotka myös pitävät kosteuden itsesään. Kuivattavissa kosteudenpoistojärjestelmissä käytetään hitaasti pyörivää kiekkoa, rumpua tai rengasta, joka on pinnoitettu tai täytetty kosteutta imevällä aineella, usein silikageelillä. Sama aine on tuttua vaikkapa valokuvausvälineiden pakkausten sisältä. Kostea ilma tuodaan laitteistoon ja se läpäisee yhden osan renkaasta, jossa imevä aine ottaa ilmasta kosteutta. Tämä ilma viedään jäähalliin. Renkaan hiljaa pyöriessä sen läpäisee toinen lämmitetty ilmavirtaus. Kosteus, joka sitoutui aineeseen, vapautuu lämmitettyyn ilmaan ja kosteutta imevä aine aktivoituu uudelleen. Lämmin kostea ilma viedään pois jäähallista.

Lämmitys hukkalämmöllä Lämmitysjärjestelmää tarvitaan miellyttävien olosuhteiden ylläpitämiseksi sekä katsojille että pelaajille. Lämmityksen avulla huolehditaan niin oikeasta ilmankosteudesta kuin myös kuuman veden tuotannosta sekä joissain tapauksissa käytetyn jään sulattamisesta. Kuumaa vettä käytetään jään teossa ja pelaajien suihkuissa sekä muissa saniteettitiloissa. Kompressorien tuottamaa hukkalämpöä voidaan käyttää suunnilleen kaikkeen lämmitystarpeeseen. Lämmön talteenottojärjestelmää suunniteltaessa on otettava huomioon suhteellisen alhainen lämpötila-alue. Hukkalämpö on tavallisesti 30–35°C, pientä osaa hukkalämmöstä, niin sanottua superlämpöä, voidaan käyttää korkeammissa lämpötiloissa. Hukkalämpöä voidaan hyödyntää uuden jään tekoon käytettävän jään tekoon, hallin ja raikkaan ilman lämmitykseen, vesijohtoveden esilämmitykseen sekä lumen ja käytetyn jään sulattamiseen. Akustiikka ja äänen hallinta Akustiikan laadun vähimmäisvaatimuksena voidaan pitää puheen selvää ja ymmärrettävää kuulumista silloinkin, kun ääni, puhe ja musiikki, tulee kaiuttimista. Akustinen ympäristö on otettava jäähallin suunnittelussa huomioon. Erityisesti monikäyttöhalleissa akustiikan merkitys korostuu. Tärkein akustiikan parametri on jälkikaiunta-aika, jonka pitäisi olla tarpeeksi alhainen, pienempi kuin kolme sekuntia. Tuuletusärjestelmien ja kompressorien aiheuttama liian korkea taustamelu tai ulkoa tuleva liikennemelu vaikuttavat huonontavasti sisätilan akustiikkaan. Joissain tapauksissa myös jäähallin tuottamalla melulla voi olla kielteisiä vaikutuksia ympäristöönsä. Hallin ulkopuolella olevat tuulettimet ja muut äänekkäät laitteet sekä pelaamisen aiheuttamat äänet voivat aiheuttaa lähiympäristössään kielteisten mielikuvan syntymisen hallia kohtaan. Kun korjaustarve on suuri Mahdollisissa vikatilanteissa jäähalli poikkeaa asuinrakennuksista siinä, että suurempien ongelmien ilmaantuessa rakennuksen sisäisiä olosuhteita voidaan muuttaa runsaasti tarvittavien korjausten suorittamiseksi, ilman että siitä varsinaisesti aiheutuisi ihmisille sen suurempaa haittaa. Ellei nyt sitten otteluiden siirtymistä katsota merkittäväksi haitaksi! Teksti: ©Reino Laukkanen, www.studiolumi.com