CN110904782A - 一种大型人工室内冰场及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冰场施工技术领域，公开了一种大型人工室内冰场及其施工方法。本发明包括场地基础结构和冰层温控系统；场地基础结构自下而上包括基础承压层、底板加热层、隔汽层、保温层、隔离层、防水层、滑动层、冰板精平层、冰场承压层和冰层；底板加热层包括供水主管、回水主管、加热盘管和覆盖在管路上的回填层，加热盘管在基础承压层上表面均匀分布盘绕，连通供水主管和回水主管；滑动层包括上下叠合设置的三层HDPE膜；冰板精平层和冰场承压层均为钢筋混凝土结构，冰场承压层内自下而上设置有制冷管网和上层钢筋网片。
Description
技术领域
本发明涉及冰场施工技术领域，特别是涉及一种大型人工室内冰场及其施工方法。
背景技术
随着冰上运动的普及，滑冰运动不再受到季节的限制，室内冰场也应运而生，目前人工制冰技术也发展的越来越成熟。
现有的人工制冰装置一般在冰层的承压层下设置制冷管网，在冰场的一侧设置制冷供液主管和回气干管，采用制冷排管连通，通过制冷排管内的制冷介质与承压层进行热交换，降低与冰层直接接触的承压层的温度，进而实现冰层的冻结。
但是这种方式，与冰层直接接触的承压层会由于冰面的热胀冷缩而与下方的各功能层出现位移，同时，承压层的冷量会向下渗透至下层结构板，造成下层结构板表面形成结露。
发明内容
本发明提供一种避免承压层移位，有效防止底层结构板结露，制冷效果好的一种大型人工室内冰场及其施工方法。
解决的技术问题是：现有的人工制冰系统与冰层直接接触的承压层会由于冰面的热胀冷缩而与下方的各功能层出现位移，同时，承压层的冷量会向下渗透至下层结构板，造成下层结构板表面形成结露。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种大型人工室内冰场，包括场地基础结构和冰层温控系统；其特征在于：所述场地基础结构自下而上包括基础承压层、底板加热层、隔汽层、保温层、隔离层、防水层、滑动层、冰板精平层、冰场承压层和冰层；底板加热层包括供水主管、回水主管、加热盘管和覆盖在管路上的回填层，供水主管和回水主管并列设置在基础承压层上表面开设的主管沟内，加热盘管在基础承压层上表面均匀分布盘绕，连通供水主管和回水主管；滑动层包括上下叠合设置的三层HDPE膜；冰板精平层和冰场承压层均为钢筋混凝土结构，冰场承压层内自下而上设置有制冷管网和上层钢筋网片；
冰层温控系统包括与制冷管网连接的制冰系统、设置在底板加热层内的第一温度传感器、设置在冰场承压层与冰层之间的第二温度传感器、设置在冰场上空的红外温度传感器以及控制系统。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述主管沟位于冰场一侧，加热盘管的进水口与供水主管连通，出水口与回水主管连通，供水主管的进水口通过热循环泵与分集水器连通，回水主管的出水口与分集水器连通，热循环泵的信号输入端与控制系统的信号输出端电连接。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述隔汽层为PE膜，相邻PE膜搭接连接并粘结固定；保温层为上下叠合的双层挤塑板，每层的挤塑板错缝设置，相邻层挤塑板压缝设置，保温层的厚度不小于100mm。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述防水层为厚度不小于4mm的SBS改性沥青防水卷材，相邻防水卷材之间搭接并固定，防水层与隔离层之间设置有第一保护层，第一保护层为厚度不小于50mm的砂浆层。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述滑动层中相邻HDPE膜之间涂布有润滑油，滑动层与防水层之间设置有第二保护层，第二保护层为厚度不小于50mm的砂浆层。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述制冷管网包括供液主管、回气干管、平衡管和冻排管，冻排管两端分别与供液主管和平衡管连接，平衡管与回气干管连通设置，相邻冻排管之间的距离不大于100mm，冻排管通过管座网架固定在冰板精平层上。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别在冰场范围内均匀排布，红外温度传感器设置在冰场上空的建筑顶部，红外温度传感器的头部垂直于冰面设置,第一温度传感器、第二温度传感器和红外温度传感器的信号输出端分别与控制系统的信号输入端电连接，控制系统的信号输出端与制冰系统电连接。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述管座网架为由横向管座条架和纵向支撑条架纵横交错排布而成的网格状结构，设置在冰板精平层上，所述横向管座条架顶面水平开设有用于卡固冻排管的管槽，管槽轴线垂直于横向管座条架的长度方向设置，并与冻排管一一对应设置；纵向支撑条架的高度高于横向管座条架的高度设置，所述上层钢筋网片设置在纵向支撑条架上方。
本发明一种大型人工室内冰场，进一步的，所述制冰系统为跨临界CO2制冰系统。
本发明一种大型人工室内冰场的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、将基础承压层表面进行清理和平整；
步骤二、底板加热层施工：
2.1、在主管沟内铺设供水主管和回水主管；
2.2、铺放加热盘管，将加热盘管与供水主管和回水主管连接；
2.3、在冰场范围内设置第一温度传感器并连接；
2.4、对加热系统管路进行压力测试；
2.5、压力试验合格后，将管内压力降至工作压力，在管路保压状态下进行回填层施工；
步骤三、隔汽层施工；
步骤四、保温层施工：自下而上依次铺设挤塑板，每层的挤塑板错缝设置，相邻层挤塑板压缝设置；
步骤五、隔离层施工；
步骤六、防水层施工；
步骤七、滑动层施工：自下而上依次铺设三层HDPE膜，相邻HDPE膜之间涂布润滑油；
步骤八、冰板精平层施工；
步骤九、冰场承压层施工：具体按照以下步骤施工：
9.1、采用同程式方式布置制冷主管道；
9.2、放线定位，确定管座网架的设置位置，并安装管座网架；
9.3、铺放冻排管，将冻排管固定在管座网架上；
9.4、制冷管网的管道安装完成后进行验收，对冻排管充入氮气保压；
9.5、在冻排管保压状态下，设置上层钢筋网片，并浇筑抗冻混凝土，养护至标准强度；
步骤十、冰层温控系统设置和其他电气系统施工。
本发明一种大型人工室内冰场及其施工方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明冰场在基础承压层上方设置有底板加热层，对该层进行加热，防止冰面范围内的结构底板因温度过低而产生冻胀或结露，并且在该层内设置温度传感器，与控制系统连接，实时监控该层内的温度，灵活调整加热程度，经济高效的确保加热效果，实用性强。
本发明在冰场周圈预留热胀冷缩位移空间，同时设置了滑动层，以三层PE膜叠合铺设，由此混凝土面在进行位移时将减小摩擦阻力，均匀移动，大大降低了出现裂缝的机率；并且每层之间均匀涂刷润滑油增强滑道效果，起到上层滑动伸缩与下层隔离而互不影响的作用，从而大大提高了滑动效率，有效避免了冰面承压层混凝土在热胀冷缩现象的作用下出现裂缝。
本发明CO2跨临界制冰系统为冰场的制冷系统，使用CO2作为制冷剂，同时又作为载冷剂使用，无污染，纯天然，易提取，环保节能，安全性好；CO2系统为直接蒸发制冷，由气态变为液态，减少了中间换冷的程序，大大节约了冷量的损耗，节能性能好；CO2系统的冰面温差小，精度高。二氧化碳制冷剂在冰面换热过程中保持恒定，因此冰面温度更容易控制，可控的冰面温差小，并且不会出现修冰（赛间浇冰）后冰面软化的现象，制冰效果好且稳定。CO2制冷剂为相变换热（潜热）方式传递热量，冰面冷排管的换热效率远高于乙二醇制冷系统，与传统乙二醇制冷系统相比，冷热综合利用综合节能50%～70%；具有极高的制冷输送能力，同样冰场制冰量，CO2的循环量为乙二醇溶液循环量的5%~10%，CO2动力粘度为乙二醇溶液（45%浓度）动力粘度的1%~3%。因此，同样冰场制冰量的CO2直接蒸发冰场制冰系统，CO2液泵电机功率一般为乙二醇循环泵功率的10%左右。
下面结合附图对本发明的一种大型人工室内冰场及其施工方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种大型人工室内冰场的剖面结构示意图；
图2为底板加热层的结构示意图；
图3为制冷管网的结构示意图；
图4为冻排管的安装结构示意图；
图5为纵向支撑条架的结构示意图；
图6为制冰系统的示意图。
附图标记：
11-基础承压层；12-底板加热层；121-供水主管；122-回水主管；123-加热盘管；124-回填层；125-热循环泵；126-分集水器；13-隔汽层；14-保温层；15-隔离层；16-防水层；17-滑动层；18-冰板精平层；19-冰场承压层；191-上层钢筋网片；20-冰层；2-主管沟；31-第一保护层；32-第二保护层；41-供液主管；42-回气干管；43-平衡管；44-冻排管；5-横向管座条架；6-纵向支撑条架；61-支撑底板；62-π形支架；63-连接杆；71-CO2跨临界直冷压缩机组；72-冷却塔；73-高温热回收器；74-中温热回收器；75-低温热回收器；81-冷却管道；82-回水管道；83-冷却水循环泵；84-补水管道；91-过滤器；92-软化水箱。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明一种大型人工室内冰场包括场地基础结构和冰层温控系统。
场地基础结构自下而上包括基础承压层11、底板加热层12、隔汽层13、保温层14、隔离层15、防水层16、滑动层17、冰板精平层18、冰场承压层19和冰层20，基础承压层11为钢筋混凝土基础结构，表面平整度在±10mm以内，无毛刺、起皮、鼓包、露筋等现象。
如图2所示，底板加热层12包括供水主管121、回水主管122、加热盘管123和覆盖在管路上的回填层124，供水主管121和回水主管122并列设置在主管沟2内，主管沟2的宽度为1500-1800mm，深度不小于450mm，设置在冰场外一侧，沿冰场宽度方向通长设置；加热盘管123的进水口与供水主管121连通，出水口与回水主管122连通，加热盘管123在基础承压层11上表面均匀分布盘绕，加热盘管123的管口与供水主管121或回水主管122之间为热熔连接，供水主管121的进水口通过热循环泵125与分集水器126连通，回水主管122的出水口与分集水器126连通，热循环泵125与冰层温控系统电连接，供水主管121和回水主管122的直径不小于75mm，加热盘管123中相邻管路之间的距离不大于500mm；回填层124为厚度不小于120mm的细沙层，为了保护加热管道而回填夯实而成。
隔汽层13用于防止基础承压层11下的潮气上窜，为厚度不小于0.2mm的PE膜，相邻PE膜搭接连接，搭接宽度不小于200mm，粘结固定，确保粘接紧密不漏汽。
保温层14为上下叠合的双层挤塑板，挤塑板为抗压强度300KPa以上、防火等级B1级的聚苯乙烯挤塑保温板，每层的挤塑板错缝设置，相邻层挤塑板压缝设置，保温层14的厚度不小于100mm，可有效阻止冰面的冷量向下传递，影响基础承压层11的温度，防止基础承压层11下层的顶板出现结露现象。
隔离层15为厚度不小于0.2mm的PE膜，相邻PE膜搭接连接并粘结固定，搭接宽度不小于200mm，确保粘接紧密，以防止上层的水泥砂浆、水分等下渗进入到保温层14中，影响保温绝热效果。
防水层16为厚度不小于4mm的-25℃的聚酯胎的SBS改性沥青防水卷材，相邻防水卷材之间搭接并固定，搭接宽度不小于100mm，粘结或加热熔接连接，以防止冰面的水分向下窜，影响下层各功能层。防水层16与隔离层15之间设置有第一保护层31，第一保护层31为厚度不小于50mm的砂浆层，砂浆层为C25细石砼砂浆层，为隔离层15的保护层，同时又作为防水层16的基层，在第一保护层31内还可以铺设φ4@200mm×200mm的冷拔钢丝网片，以增强第一保护层31的强度，防止保护层开裂，为了使防水层16与下方的第一保护层31更好的结合，防水层16与第一保护层31之间还涂布有冷底子油层。
滑动层17包括上下叠合设置的三层HDPE膜，HDPE膜的厚度不小于0.2mm，相邻HDPE膜之间涂布有润滑油，相邻HDPE膜之间的滑动系数≤0.1，以增强滑移效果，起到上层滑动伸缩与下层隔离而互不影响的作用，从而大大提高了滑动效率。冰面在冻融过程中会因温度变化产生热胀冷缩现象，从而冰板精平层18与下层各功能层之间容易出现位移，而滑动层17的设置，可使整个冰板精平层18在滑动层17上进行均匀滑动，减小冰板精平层18移动的摩擦阻力，以避免冰板精平层18在热胀冷缩现象的作用下出现裂缝。滑动层17与防水层16之间设置有第二保护层32，第二保护层32为厚度不小于50mm的砂浆层，砂浆层为C25细石砼砂浆层，在第二保护层32内还可以铺设φ4@200mm×200mm的冷拔钢丝网片，以增强第一保护层31的强度，防止保护层开裂。
冰板精平层18为厚度不小于60mm的钢筋混凝土结构，采用F150的C35抗冻混凝土浇筑而成，内置200mm×200mm的双向钢筋网片，主要用以找平以及为上方的冰场承压层19提供支撑基础，冰板精平层18中的分格缝宽度不小于2cm，相邻分格缝之间的距离不超过6m，分格缝与下方的滑动层17连通。
冰场承压层19为厚度不小于60mm的钢筋混凝土结构，采用F200的C35抗冻混凝土浇筑而成，抗冻混凝土中的骨料为细石，冰场承压层19内自下而上设置有制冷管网和上层钢筋网片191，上层钢筋网片191为100mm×100mm的钢筋网片，上层钢筋网片191的保护层厚度不小于20mm；冰场承压层19的边沿与四周相邻的基础结构之间留有伸缩缝，伸缩缝的宽度为20-30mm，伸缩缝内填塞有聚乙烯发泡塑料，表面设置有伸缩缝盖板，为冰场承压层19周圈提供一个热胀冷缩的位移空间。
其中，如图3所示，制冷管网包括供液主管41、回气干管42、平衡管43和冻排管44，供液主管41、回气干管42和平衡管43均为直径不小于100mm的铜管，埋设在主管沟2内，与底板加热层12中的供水主管121和回水主管122并列排布，与主管沟2的长度方向平行设置，供液主管41和回气干管42的端部分别通过阀门与制冷系统连通，平衡管43一端与回气干管42进气口连通，保证冰场的每个部位受冷均匀，冰面厚度及硬度一致；回气干管42上设置有压力表和排气阀，用于实时监测和控制制冷管网中的压力稳定，冻排管44为直径不大于16mm的覆膜铜管，两端分别与供液主管41和平衡管43连接，冻排管44与供液主管41和平衡管43之间采用高银焊条气焊连接，相邻冻排管44之间的距离不大于100mm，相邻两排冻排管44之间通过U形管连通实现回弯，冻排管44与U形管之间采用气焊方式连接，解决了冰场界墙外无多余排管并保证了排管布置在同一平面上，彻底解决了排管几层叠加的现象，更有利于冰面排管水平，实现满液供液，保证制冷效果，另外，由于减少了界墙外侧排管面积，使多余制冷面积减少近1/10，大大节约了资金。
冻排管44通过管座网架固定在冰板精平层18上，如图4所示，管座网架为由横向管座条架5和纵向支撑条架6纵横交错排布而成的网格状结构，横向管座条架5为纵截面呈矩形的条形结构，沿冰场的宽度方向通长设置，并沿冰场的长度方向均匀间隔排布，通过射钉固定在冰板精平层18上；相邻横向管座条架5之间的距离不大于1m，横向管座条架5为PE材质，顶面水平开设有用于卡固冻排管44的管槽，管槽轴线垂直于横向管座条架5的长度方向设置，并与冻排管44一一对应设置，管槽为开口向上的半圆形槽道，冻排管44跨设在横向管座条架5上并卡固在管槽内，槽道的管径与冻排管44相配合。
如图5所示，纵向支撑条架6包括支撑底板61，并列排布设置在支撑底板61上的π形支架62，以及连接相邻π形支架62的连接杆63，支撑底板61为厚度不超过4mm的矩形低碳合金钢板条带，水平放置在冰板精平层18上，两端与两侧的横向管座条架5接触设置，π形支架62包括竖向设置的开口朝下的n形支架，n形支架沿支撑底板61的长度方向设置，n形支架敞口两端垂直弯折后水平向外延伸形成水平筋，两个水平筋分别位于n形支架的两侧，水平筋与支撑底板61焊接固定，π形支架62为公称直径不超过5mm的钢筋弯折而成；连接杆63水平通长设置，与n行支架的顶部横杆焊接固定，纵向支撑条架6的高度比横向管座条架5的高度高至少5mm，冰场承压层19中的上层钢筋网片191设置在纵向支撑条架6上，纵向支撑条架6将上层钢筋网片191架起，避免上层钢筋网片191与卡设在管槽内的冻排管44接触，对镀膜铜管的镀膜层及铜管造成挤压损伤，相邻纵向支撑条架6之间的距离不大于1m。
冰层20的厚度为30-50mm，具体根据冰场功能的不同，厚度可以调节。
冰层温控系统包括制冰系统、设置在底板加热层12内的第一温度传感器、设置在冰场承压层19与冰层20之间的第二温度传感器、设置在冰场上空的红外温度传感器以及控制系统，第一温度传感器、第二温度传感器和红外温度传感器的信号输出端分别与控制系统的信号输入端连接。
如图6所示，制冰系统包括CO2跨临界直冷压缩机组71、冷却塔72和热回收系统，CO2跨临界直冷压缩机组71的冷媒出口与制冷管网中的供液主管41连接，制冷管网中的回气干管42与CO2跨临界直冷压缩机组71的CO2回气口连接，以CO2作为制冷剂，将液态CO2输送至制冷管网中，并通过冻排管44均匀送至冰面各处，通过CO2蒸发吸热，降低冰场承压层19上方的温度，实现制冰。
CO2跨临界直冷压缩机组71采用水冷降温，通过热回收系统回收机组工作时自身产生的热量，热回收系统包括高温热回收器73、中温热回收器74和低温热回收器75，CO2跨临界直冷压缩机组71通过管道分别与高温热回收器73、中温热回收器74和低温热回收器75连接，将CO2在机组中经过压缩释放出的热量送往热回收系统进行回收利用，经过高温热回收器73回收的热量可用于转轮除湿空调机组、防结露空调机组、浇冰，经过中温热回收器74回收的热量，可用于给水泵房给水预热，经过低温热回收器75回收的热量，经过分集水器126用于融冰池融冰及底板加热层12中，用于防止底板冻胀。
CO2跨临界直冷压缩机组71的冷却水出液口通过冷却管道81与冷却塔72的进液口连接，冷却塔72的出液口通过回水管道82与CO2跨临界直冷压缩机组71的冷却水进液口连通，回水管道82上依次串联有冷却水循环泵83和过滤器91，过滤器91为内刷式自动排污过滤器，CO2跨临界直冷压缩机组71采用水冷降温方式，其中冷凝器内的冷却水在冷却塔72内进行热交换，使冷却水循环降温，降温后的冷却水经过冷却水循环泵83泵出，并经过过滤器91去除杂质，然后回到CO2跨临界直冷压缩机组71内，循环与机组内的制冷剂进行热交换，对制冷剂CO2进行降温。
冷却塔72的补水口通过补水管道84与软化水箱92连接，软化水箱92内储存经过软化处理后的自来水，对冷却塔72进行补水。
控制系统由三层控制组成，各台制冷设备的控制系统为基本的三级控制；中央控制系统PLC是制冷系统的控制核心，为二级控制；SCADA为一级控制，主要功能是数据采集与监控；中央控制系统PLC来实现现场的所有的制冷设备的控制运行，信号数据的传送，由编程软件完成流程图显示、控制、操作及报警记录等功能；系统控制温度传感器，所有温度传感器采集到的信号均反馈至控制系统。
第二温度传感器设置在冰场承压层19与冰层20之间，在冰场范围内呈矩阵状均匀排布，第二温度传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接，将冰层20下方的温度实时传递至控制系统内，可根据各第二温度传感器的加权平均值控制压缩机组的启停，本实施例中，第二温度传感器设置有9个，安装于冰层20底部(九用九备)。
当冰底温度达到设定值上限时CO2跨临界直冷压缩机组71启动工作，二氧化碳泵启动后，冰面温度开始下降，当冰底温度达到设定值下限时CO2跨临界直冷压缩机组71停止或降低能级工作，从而实现冰面的温度控制。
红外温度传感器设置在冰场上空的建筑顶部，通过连接件固定在建筑顶部的结构钢梁上，红外温度传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接，可将采集到的冰面上表面的温度实时传递至控制系统，根据冰面上表面的温度来控制CO2跨临界直冷压缩机组71的加减载，从而控制CO2跨临界直冷压缩机组71的启动和停止或能级降低，能够提前预测冰场温度场的变化，及时反馈至控制系统，控制压缩机组较早作出反应。红外温度传感器的头部必须垂直于冰面,使用提供的底脚安装支架直接朝下固定在冰面上方，安装位置距围板至少3m远,距灯、加热器、通风口及其他热源至少3.5m。
第一温度传感器的数量不少于四个，在冰场范围内均匀间隔排布，第一温度传感器的信号输出端与控制系统的信号输入端电连接，控制系统的信号输出端与热循环泵125的信号输入端电连接，第一温度传感器将基础承压层11上方的温度实时传递至控制系统，在基础承压层11达到风险温度3℃以后，通过控制系统开启或关闭热循环泵125，以确保基础承压层11的温度不低于3℃，避免下方底板出现结露；第一温度传感器外部套设有不锈钢保护套管，可有效保护传感器的探头。
本发明一种大型人工室内冰场的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、将基础承压层11表面进行清理和平整，确保平整度在±10mm以内，无毛刺、起皮、鼓包、露筋等现象。
步骤二、底板加热层12施工：
具体按照以下步骤进行施工：
2.1、在主管沟2内铺设供水主管121和回水主管122，并将其与分集水器126连通，安装完成后清理管内污物；
2.2、铺放加热盘管123，将加热盘管123与供水主管121和回水主管122连接，加热盘管123与供水主管121和回水主管122之间热熔焊接；
2.3、在冰场范围内设置第一温度传感器并连接；
2.4、对加热系统管路进行压力测试；
具体的压力测试方法为：用量程为0~1.0MPa 的压力表试压，试压压力为工作压力的1.5 倍且不得小于0.6MPa，在试验压力下稳压1 小时压力降不得大于0.05MPa；将系统压力降至工作压力的1.15 倍，稳压2 小时，压力降不大于0.03 MPa，系统管道及各连接处不渗不漏过为合格；
2.5、压力试验合格后，将管内压力降至工作压力，在管路保压状态下进行回填层124施工；
采用中粗砂回填，对加热管道进行保护，在砂层夯实时要尽量避开加热管道，并控制好夯实度，主管沟2部位回填要为保温层14施工打好基础，即夯实整平。
步骤三、隔汽层13施工：相邻PE膜搭接设置并粘结固定，确保搭接部位紧密不漏气。
步骤四、保温层14施工：自下而上依次铺设挤塑板，每层的挤塑板错缝设置，相邻层挤塑板压缝设置。
步骤五、隔离层15施工：相邻PE膜搭接设置并粘结固定，
步骤六、防水层16施工：
具体按照以下步骤进行施工：
6.1、铺设第一保护层31：以C25细石砼砂浆铺设完成，养护至标准强度；
6.2、第一保护层31表面进行平整、清理，确保基层表面无突出尖角、凹坑以及掉皮起砂和大于0.5mm 的裂缝等弊病；表面必须平整、牢固、干净、无明水、无渗漏；
6.3、在第一保护层31表面涂布冷底子油，以使第一保护层31可与防水层16更好的结合，干燥8h以上进行后续施工作业，避免发生火灾；
6.4、采用热熔施工，使用汽油喷灯或煤气焊枪，加热防水层16卷材，加热要均匀，喷灯距离卷材0.5m 左右，待卷材表面熔化后，缓慢地滚铺进行铺贴；趁油毡尚未冷却时，用铁抹子或其它工具把接缝边封好，再用喷灯均匀细致地密封；
6.5、防水层16铺贴完成后，一般48h后完全干固后，进行闭水试验；
6.6、验收合格后，在防水层16表面铺设第二保护层32，以C25细石砼砂浆铺设完成，养护至标准强度，完成防水层16的施工。
步骤七、滑动层17施工：自下而上依次铺设三层HDPE膜，相邻HDPE膜之间涂布润滑油。
步骤八、冰板精平层18施工：设置双向钢筋网片，并浇筑F150的C35抗冻混凝土，养护至标准强度；
双向钢筋网片中底部纵向加强钢筋的长度不应短于6m 且最小搭接长度为300mm，双向钢筋网绑扎施工，逐点绑扎，不得跳扣。
步骤九、冰场承压层19施工：
具体按照以下步骤施工：
9.1、采用同程式方式布置制冷主管道，即供液主管41、回气干管42和平衡管43，主管之间采用气焊方式连接，结实牢固，对于现场的施工环境要求更低；
9.2、放线定位，确定管座网架的设置位置，并安装管座网架；管座网架固定在冰板精平层18上；
9.3、铺放冻排管44，相邻冻排管44之间采用U形管气焊连接，避免冻排管44的自然弯折，将冻排管44固定在管座网架上；
9.4、制冷管网的管道安装完成后进行验收，对冻排管44充入氮气保压；
9.5、在冻排管44保压状态下，设置上层钢筋网片191，并浇筑F200的C35抗冻混凝土，养护至标准强度；
混凝土的浇筑采取“由一边向另一边推进，一个坡度，逐层覆盖，循序推进，一次到顶”的方法进行布料。为使混凝土的水化热尽快散失，浇筑过程中分层浇筑，逐层覆盖，循序推进，连续浇筑完成。
步骤十、冰层温控系统设置和其他电气系统施工：完成冰层温控系统设置与连接，以及其他配套电气系统施工。
本发明冰层温控系统的温度调控方法，具体包括以下几个方面：
A、底板加热层12的调控：第一温度传感器将基础承压层11上方的温度实时传递至控制系统，在基础承压层11达到风险温度3℃以后，通过控制系统开启热循环泵125，确保基础承压层11的温度不低于3℃；
B、制冰系统的调控：具体包括以下步骤：
B-1、以CO2作为制冷剂，通过CO2跨临界直冷压缩机组71将液态CO2输送至制冷管网中，并通过冻排管44均匀送至冰面各处，通过CO2蒸发吸热，降低冰场承压层19上方的温度，实现制冰；
B-2、换热后的液态CO2吸热蒸发，通过回气干管42返回CO2跨临界直冷压缩机组71内，通过机组内的冷凝器降温液化，返回制冷管网循环降温，以维持冰面温度；
B-3、CO2跨临界直冷压缩机组71通过热回收系统回收利用机组工作时自身产生的热量，经过高温热回收器73回收的热量可用于转轮除湿空调机组、防结露空调机组、浇冰，经过中温热回收器74回收的热量，可用于给水泵房给水预热，经过低温热回收器75回收的热量，经过分集水器126用于融冰池融冰及底板加热层12中，用于防止底板冻胀；
B-4、CO2跨临界直冷压缩机组71的冷却水与CO2蒸汽换热，以冷却CO2，温度升高的冷却水通过冷却塔72降温，降温后的冷却水经过过滤器91过滤后返回CO2跨临界直冷压缩机组71，循环为制冷剂CO2降温；
C、第二温度传感器将冰层20下方的温度实时传递至控制系统内，可根据各第二温度传感器的加权平均值控制CO2跨临界直冷压缩机组71的启停；
当冰底温度达到设定值上限时CO2跨临界直冷压缩机组71启动工作，二氧化碳泵启动后，冰面温度开始下降，当冰底温度达到设定值下限时CO2跨临界直冷压缩机组71停止或降低能级工作，从而实现冰面的温度控制。
D、红外温度传感器将采集到的冰面上表面的温度实时传递至控制系统，根据冰面上表面的温度来控制CO2跨临界直冷压缩机组71的加减载，从而控制CO2跨临界直冷压缩机组71的启动和停止或能级降低，能够提前预测冰场温度场的变化，及时反馈至控制系统，控制压缩机组较早作出反应。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种大型人工室内冰场，包括场地基础结构和冰层温控系统；其特征在于：所述场地基础结构自下而上包括基础承压层（11）、底板加热层（12）、隔汽层（13）、保温层（14）、隔离层（15）、防水层（16）、滑动层（17）、冰板精平层（18）、冰场承压层（19）和冰层（20）；底板加热层（12）包括供水主管（121）、回水主管（122）、加热盘管（123）和覆盖在管路上的回填层（124），供水主管（121）和回水主管（122）并列设置在基础承压层（11）上表面开设的主管沟（2）内，加热盘管（123）在基础承压层（11）上表面均匀分布盘绕，连通供水主管（121）和回水主管（122）；滑动层（17）包括上下叠合设置的三层HDPE膜；冰板精平层（18）和冰场承压层（19）均为钢筋混凝土结构，冰场承压层（19）内自下而上设置有制冷管网和上层钢筋网片（191）；
冰层温控系统包括与制冷管网连接的制冰系统、设置在底板加热层（12）内的第一温度传感器、设置在冰场承压层（19）与冰层（20）之间的第二温度传感器、设置在冰场上空的红外温度传感器以及控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述主管沟（2）位于冰场一侧，加热盘管（123）的进水口与供水主管（121）连通，出水口与回水主管（122）连通，供水主管（121）的进水口通过热循环泵（125）与分集水器（126）连通，回水主管（122）的出水口与分集水器（126）连通，热循环泵（125）的信号输入端与控制系统的信号输出端电连接。
3.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述隔汽层（13）为PE膜，相邻PE膜搭接连接并粘结固定；保温层（14）为上下叠合的双层挤塑板，每层的挤塑板错缝设置，相邻层挤塑板压缝设置，保温层（14）的厚度不小于100mm。
4.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述防水层（16）为厚度不小于4mm的SBS改性沥青防水卷材，相邻防水卷材之间搭接并固定，防水层（16）与隔离层（15）之间设置有第一保护层（31），第一保护层（31）为厚度不小于50mm的砂浆层。
5.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述滑动层（17）中相邻HDPE膜之间涂布有润滑油，滑动层（17）与防水层（16）之间设置有第二保护层（32），第二保护层（32）为厚度不小于50mm的砂浆层。
6.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述制冷管网包括供液主管（41）、回气干管（42）、平衡管（43）和冻排管（44），冻排管（44）两端分别与供液主管（41）和平衡管（43）连接，平衡管（43）与回气干管（42）连通设置，相邻冻排管（44）之间的距离不大于100mm，冻排管（44）通过管座网架固定在冰板精平层（18）上。
7.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述第一温度传感器和第二温度传感器分别在冰场范围内均匀排布，红外温度传感器设置在冰场上空的建筑顶部，红外温度传感器的头部垂直于冰面设置,第一温度传感器、第二温度传感器和红外温度传感器的信号输出端分别与控制系统的信号输入端电连接，控制系统的信号输出端与制冰系统电连接。
8.根据权利要求6所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述管座网架为由横向管座条架（5）和纵向支撑条架（6）纵横交错排布而成的网格状结构，设置在冰板精平层（18）上，所述横向管座条架（5）顶面水平开设有用于卡固冻排管（44）的管槽，管槽轴线垂直于横向管座条架（5）的长度方向设置，并与冻排管（44）一一对应设置；纵向支撑条架（6）的高度高于横向管座条架（5）的高度设置，所述上层钢筋网片（191）设置在纵向支撑条架（6）上方。
9.根据权利要求1所述的一种大型人工室内冰场，其特征在于：所述制冰系统为跨临界CO2制冰系统。
10.权利要求1-9任意一项所述的一种大型人工室内冰场的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、将基础承压层（11）表面进行清理和平整；
步骤二、底板加热层（12）施工：
2.1、在主管沟（2）内铺设供水主管（121）和回水主管（122）；
2.2、铺放加热盘管（123），将加热盘管（123）与供水主管（121）和回水主管（122）连接；
2.3、在冰场范围内设置第一温度传感器并连接；
2.4、对加热系统管路进行压力测试；
2.5、压力试验合格后，将管内压力降至工作压力，在管路保压状态下进行回填层（124）施工；
步骤三、隔汽层（13）施工；
步骤四、保温层（14）施工：自下而上依次铺设挤塑板，每层的挤塑板错缝设置，相邻层挤塑板压缝设置；
步骤五、隔离层（15）施工；
步骤六、防水层（16）施工；
步骤七、滑动层（17）施工：自下而上依次铺设三层HDPE膜，相邻HDPE膜之间涂布润滑油；
步骤八、冰板精平层（18）施工；
步骤九、冰场承压层（19）施工：具体按照以下步骤施工：
9.1、采用同程式方式布置制冷主管道；
9.2、放线定位，确定管座网架的设置位置，并安装管座网架；
9.3、铺放冻排管（44），将冻排管（44）固定在管座网架上；
9.4、制冷管网的管道安装完成后进行验收，对冻排管（44）充入氮气保压；
9.5、在冻排管（44）保压状态下，设置上层钢筋网片（191），并浇筑抗冻混凝土，养护至标准强度；
步骤十、冰层温控系统设置和其他电气系统施工。
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