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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren für einen schichtförmigen Aufbau
eines Grasspielfelds, beispielsweise eines Fußballfelds, umfassend einen Schichtaufbau
in der Form einer obenauf angeordneten Wachstumsschicht und darunter
liegenden Schichten, enthaltend eine Drainagemassenschicht, die
mit einem Drainagerohrsystem ausgestattet ist, und einen zugeordneten
Untergrund, eine luftgestützte
Heizanlage zur Versorgung mit Heizenergie durch einen gasförmigen Energieträger wie
Luft. Weiterhin betrifft die Erfindung ein heizbares Grasspielfeld,
das entsprechend dem Verfahren schichtweise aufgebaut ist und in
dem eine zugeordnete Untergrundheizanlage eingegraben ist.
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Die
obligatorische Fußballsaison
in diesem Land (Norwegen) endet nicht vor dem Spätherbst und internationale
Spiele erstrecken die Saison noch darüber hinaus. Das Bedürfnis nach
benutzbaren Grasspielflächen
im Frühjahr
bevor die Saison startet ist groß und im Monat März sind
(sogar in den südlichen
Landesteilen) nur wenige Grasspielfelder in einem zufrieden stellenden
Zustand.
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Es
gibt heizbare Fußballfelder,
hauptsächlich basierend
auf eingegrabenen elektrischen Kabeln. Andere Untergrundheizanlagen
umfassen Röhrensysteme
zum Durchfluss von heißem
Wasser.
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Die
US 5163781 offenbart eine
Leitungsanordnung für
ein Spielfeld, welches eine Oberflächenlage enthält und eine
Filterlage unterhalb der Oberflächenlage.
In der Filterlage ist eine Anordnung von Leitungen untergebracht,
die in mehrere Abschnitte unterteilt ist. In jedem Abschnitt sind
mehrere perforierte Mehrzweckröhren
um das Feld zu trocknen und um warme Luft darin zirkulieren zu lassen.
Diese Mehrzweckleitungen sind in Intervallen an deren Enden mit
einer Verteilungsröhre
verbunden und diese wiederum ist in Intervallen an deren Enden mit
einer Hauptröhre
verbunden, welche schließlich
mit einer Blasmaschine über
einer Zufuhrleitung verbunden ist.
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Die
US 5163781 offenbart eine
Feldkonstruktion für
Sportzwecke oder andere Felder, die ein Substrat oder andere Oberflächenschichten
enthält und
auch eine Filterschicht mit einem Leitungsnetzwerk. Das Leitungsnetzwerk
umfasst mehrere perforierte Mehrzweckleitungen um das Feld zu trocknen und
um Luft durch das Feld zu leiten. In der Filterschicht ist der Anteil
an feinem Material oder Material mit einer Korngröße von weniger
als 0,06 mm kleiner als 5 %; besonders bevorzugt ist der Anteil
weniger als 1 %, so dass die Filterschicht für Luft hochdurchlässig ist
und das Substrat so viel Feinmaterial enthält, dass es weniger durchlässig für Luft ist.
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Durch
die Aufheizung eines Grasspielfelds werden Schnee und Eis effektiv
geschmolzen und die ständige
Verwendung von Heizkabeln/Heißwasserleitungen
durch die Wintersaison kann Frost von der Schichtfläche fernhalten,
so dass eine Frosthebung und der Einfluss von Frost auf die Graswurzeln
vermieden werden können,
insbesondere in den frühen Frühlingsmonaten
mit heißen
Tagen und kalten Nächten.
Untergrundheizsysteme könnten
möglicherweise
durch Bedecken mit einer Schutzhülle
in Zeiten mit starkem Schneefall ergänzt werden.
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In
Verbindung mit eingegrabenen elektrischen Kabelsystemen für Fußballfelder,
usw., stellt es einen Nachteil dar, dass große Mengen zusätzlicher
Energie benutzt werden. Diese Alternative erscheint besonders Energie
verbrauchend und unprofitabel.
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Bei
der Verwendung von wassergetragener Wärme hat man sicherlich eine
größere energetische Flexibilität. Es existieren
jedoch Risiken für
Lecks und beschädigte
Wasserleitungen, was deren Betrieb und Unterhalt kompliziert macht.
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Elektrische
Heizkabel sind ebenso wie in Untergrundheizanlagen enthaltene Wasserleitungen
relativ einfach zu verlegen und zu befestigen, sie werden jedoch
im Laufe der Zeit gewöhnlich
ihre Position verändern,
insbesondere in vertikaler Richtung, abhängig von der Art des Materials
in das diese eingelegt wurden und abhängig von der Art der Behandlung/Beanspruchung
der Oberflächenschicht/schichten,
die auf diese von Zeit zu Zeit einwirken.
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In
Heizkabelanlagen hat man ebenso wie in Wasserleitungsanlagen systematisch
vermieden Isolierschichten neben den Heizkabeln/Wasserleitungen
oberhalb des Felds zu benutzen; die darunter liegenden Schichten
des Feldkörpers
werden vergebens beheizt.
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Keine
der bekannten Techniken ist in der Lage sogar stabile Oberflächen von
Grasspielfeldern im Laufe der Zeit sicherzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist daher die Nachteile der bekannten Techniken
zu vermeiden oder zu reduzieren und daher zum einen ein rationales
Verfahren zum Aufbau und Beheizen von Grasspielfeldern bereitzustellen,
zum anderen ein heizbares Grasspielfeld bereitzustellen, das entsprechend dem
Verfahren aufgebaut ist und keine Nachteile, Unzulänglichkeiten
oder Einschränkungen
bezüglich der
Benutzung und Anwendung aufweist, bezüglich den bekannten Grasfeldern
oder deren eingegrabenen Heizanlagen.
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Die
Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem ersten Verfahrensanspruch
bzw. mittels eines geschichteten Grasfelds, dem eine eingegrabene Heizanlage
basierend auf Luft als Heizenergieträger zugeordnet ist. Darüber hinaus
kann dem Grasfeld eine an sich bekannte Drainage zugeordnet sein, welche
gemäß einem
besonderen Merkmal der Erfindung als Untergrundbewässerungsanlage
benutzt werden kann.
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Die
Verwendung von Luft als Heizenergieträger bedeutet vielseitige Energie-Flexibilität bezüglich der
Heizquelle/des Heiztyps. Solarenergie, Fernheizung, Heizpumpen,
Elektrizität, Öl, Gas,
Biotreibstoff, Windkraft usw. kann genutzt werden.
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Über einer
horizontalen unteren Schicht ist eine Drainagemassenschicht gelegt
und absolut genau bezüglich
der Neigung abgerundet, bevorzugt mittels Laserverfahren, auf die
anschließend
eine Isolierschicht gelegt ist in der Form eines wasserabweisenden
Materials, das praktisch unempfindlich gegen den Einfluss der unmittelbar
benachbarten Schichten ist. Die Isolierschicht kann aus relativ
steifen, formstabilen Platten sein, die zur Bildung von großen schuppenförmigen Abdeckungen
oder Überzügen zusammengefügt sind.
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Auf
die Isolierschicht, die die Aufgabe hat zu vermeiden, dass die in
der zugeführten
erwärmten Luft
gespeicherte Energie in einer Abwärtsrichtung in das Feld entweicht,
folgen zwei horizontal parallele Höhlungsschichten, die außer der
Fluidkommunikation entlang den äußeren Enden
des Aufbaus voneinander separiert sind und als luftleitende Höhlung dienen.
Der einfachste Weg zur Bildung der Höhlungsschichten ist die Anordnung
von Abstandshaltern in den Höhlungsschichten
zwischen parallelen, horizontalen Platten.
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Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die drei parallelen, horizontalen Platten als
geriffelte Platten aus beispielsweise Stahl gebildet, was eine stabile
Struktur ergibt, in der die Abstandshalter in das Plattendesign
eingebaut sind. Die geriffelte Zwischenplattenschicht ist mit einer
Anzahl von vertikalen, durchgehenden Löchern ausgestattet, welche
bevorzugt entlang der äußeren Kanten
verteilt sind und eine Fluidverbindung zwischen der unteren und
der oberen Höhlungsschicht bilden.
Heißluft,
die in die Höhlungsschicht,
die durch die beiden unteren geriffelten Plattenschichten gebildet
wird, eingeblasen wird verteilt sich entlang der jeweiligen Höhlungsfläche (entsprechend
der Fläche des
Grasfelds), um durch die genannten durchgehenden Löcher in
der zentralen geriffelten Plattenschicht in die obere Höhlungsschicht
zu fließen,
von wo die Luft aus der oberen Höhlungsschicht
ausgesaugt werden kann um anschließend erneut ein weiteres Mal
in einem geeigneten Heizgerät
aufgeheizt zu werden.
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Abhängig von
der Größe und Erstreckung des
Grasfelds in Breite und Länge
können
mehrere solcher Kreisläufe
für Luft
als Energieträger
angeordnet werden.
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Die
drei geriffelten Plattenschichten sind so zueinander angeordnet,
so dass der geradlinige Wellenkamm der unteren und der oberen Schicht
sich gegeneinander parallel erstrecken, während der Wellenkamm der mittleren
geriffelten Plattenschicht die Wellenkämme der beiden benachbarten
Schichten rechtwinklig kreuzt.
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Die
Arbeit mit dem Aufbau des Felds wird weitergeführt auf der Oberseite der Betonschicht durch
die Positionierung eines an sich bekannten Drainageleitungssystems,
welches gemäß der Erfindung
so ausgestaltet ist, dass es, neben seiner bekannten Drainage-Funktion,
auch eine Bewässerung und
Belüftung
ausgehend von der obersten Schicht des Feldbetts durchführen kann.
Um die Drainagerohre kann ein sog. „Gärtnerfilz" angeordnet werden, wobei dieses Gärtnerfilz
vorübergehend
so zusammengewickelt ist, dass benachbarte Drainagemassen gut innerhalb
der gewählten
Schichtdicke zusammengepackt werden können. Danach wird der Gärtnerfilz
auf die Oberseite der Drainagemasse ausgestreckt. Unmittelbar auf
der Oberseite des Gärtnerfilzes
kann ein sog. Bautuch platziert werden, bevor die oberste Schicht,
die Wachstumsschicht, positioniert wird. Die luftleitenden Leitungen
der Heizanlage werden während
des Aufbaus des Grasfelds verlegt und stellen sicher, dass Heißluft in
die unterste Höhlung
bei einer größeren Anzahl
von Luftversorgungsorten eingeleitet wird, welche über die Fläche des
gesamten Feldes verteilt sind, wo ein aufrechter, oben offener Leitungszweig
Heißluft
(mittels eines Gebläses)
in die untere Höhlungsschicht
fördert,
die mit dieser Heißluft
innerhalb ihres gesamten Volumens gefüllt ist, so dass das Feld über seine
gesamte Fläche
beheizt wird, bis die eingeblasene Luft, in einem kühleren Zustand,
die Randperforationen in der mittleren geriffelten Plattenschicht
erreicht, durch welche sie in der oberen Höhlungsschicht endet, wo nur
ein Ausfluss der Luft stattfindet, um sie anschließend wieder
mittels eines Heizaggregats aufzuheizen, das innerhalb eines bedeckten
Abzugskanals verteilt wird, der z. B. sich durch den gesamten Feldkörper erstreckt.
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Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitende
Zeichnung näher
beschrieben, welche eine perspektivische Generalansicht zeigt, bei
der das Grasspielfeld an mehreren Stellen vertikal geschnitten dargestellt
ist.
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In
der teilweise perspektivischen Ansicht bezeichnet die Bezugszahl 1 bestehenden
unberührten Grund
bzw. Stellen an denen die ursprüngliche
Masse durch eine geeignetere Masse ersetzt wurde.
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Vor
den Arbeiten, durch welche ein Fußballfeld von unten nach oben
aus einer Vielzahl von Schichten einschl. des Feldkörpers/der
Heizeinrichtung hierfür
aufgebaut wird, kann es erfindungsgemäß geeignet sein, einen länglichen
unterirdischen Kanal K zu bauen, der sich in Längsrichtung des sich ergebenden
Fußballfelds
erstreckt, wobei die obere, äußere Dachoberfläche KT des
unterirdischen Kanals auf im wesentlichen dem gleichen Niveau wie die
obere Oberfläche
der Massenschicht 1 angeordnet sein kann.
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Unmittelbar
oberhalb der Massenschicht 1, bzw. des unterirdischen Kanaldachs
KT, folgt eine Drainageschicht 2, welche bezüglich der
gewünschten
Neigung akkurat abgerundet ist. Daran schließt sich eine Isolationsschicht 3 an.
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Oberhalb
der Isolationsschicht 3 folgt das Wärmeenergieverteilungssystem
der Anlage, welches, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform,
zwei im wesentlichen horizontale Hohlraumschichten aufweist, welche
abseits von einer größeren Zahl
von Löchern 5' in einer gewellten
Plattenschicht 5 entlang der äußeren Kanten des Spielfeldkörpers, voneinander
getrennt sind, wodurch diesen zugeführte aufgeheizte Luft ungefähr regelmäßig über die
Fläche
des gesamten Spielfelds in der unteren Hohlraumschicht verteilt
wird, wodurch die benachbarte Masse bzw. das benachbarte Material
aufgeheizt werden, bevor die aufgeheizte und etwas abgekühlte Luft
die untere Hohlraumschicht verlässt und
durch die Löcher 5' in die obere
Hohlraumschicht der Heizanordnung strömt, von wo der kühlere, gasförmige Energieträger abgesaugt
wird, vorzugsweise zum Wiederaufheizen und Ausnutzen seiner Restwärme.
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Zur
Auffüllung
der unteren Hohlraumschicht mit warmer Luft bzw. zum Absaugen „benutzter" kälterer Luft
aus der unteren Hohlraumschicht, sind eine Vielzahl von Luftsaug- und Luftabführanordnungen äquidistant über die
Spielfeldfläche
angeordnet.
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Die
beiden parallelen Hohlraumschichten welche, abgesehen von der lokalen
Fluidkommunikation durch die vertikalen durchgängigen Luftübertragungslöcher 5' entlang der äußeren Kanten
des Spielfelds, voneinander getrennt sein sollen, um die zugeführte Luft
zu verteilen, sind vorzugsweise die gesamte Fläche der unteren Hohlraumschicht,
gebildet durch drei gewellte Plattenschichten 4, 5 und 6, von
denen die unterste und oberste gewellte Plattenschicht 4 und 6 mit
ihren geradlinigen Wellenkämmen in
Längsrichtung
des sich ergebenden Grasspielfeldes sich erstrecken kann während die
dazwischen angeordnete gewellte Plattenschicht 5 mit den
Löchern 5' senkrecht zu
den geradlinigen Wellenkämmen
der anderen beiden gewellten Plattenschichten 4 und 6 angeordnet
ist. Die Konstruktion der unterirdischen, luftbasierten Heizanordnung
mit Hilfe von gewellten Stahlplatten, welche unter Bildung großer flächiger Schichten
zusammengefügt
sind, ergibt aufgrund der Wahl einer moderaten Plattendickendimensionierung,
eine sehr starke und gegenüber
Lasten beständige
Struktur.
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Dann
wird auf die Oberfläche
der gewellten Plattenanordnung 4 bis 6 eine Betonschicht 7 gegossen,
wodurch eine permanente, horizontale Lastaufnahmeschicht entsteht,
die die Gleichförmigkeit
und Ebenheit der darüber
angeordneten Schichten 8 bis 10 sicherstellt,
wobei Bezugszahl 8 eine Drainagemassenschicht bezeichnet
und die Bezugszahl 9 eine sog. Gebäudeverkleidung und 10 die
Wachstums- oder Kultivierungsschicht (Torfschicht) kennzeichnen.
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Die
Arbeit wird weitergeführt,
indem an sich bekannte kombinierte Rohre 11 zu Drainagezwecken verlegt
werden, allerdings sind diese Drainagerohre 11 entsprechend
der Erfindung multifunktionelle Rohre und können zur Belüftung oder
Bewässerung
verwendet werden (intern innerhalb des Spielfeldkörpers),
wobei dieses Drainagerohrsystem im ersten Fall an ein Luftinjektionsaggregat
oder mehrere derartiger Luftinjektionsaggregate angeschlossen wird, und
im zweiten Fall an ein Wasserversorgungsaggregat zum internen Wässern des
Spielfeldkörpers
angeschlossen wird. Um die multifunktionalen Rohre 11 ist
ein Gärtnerfilz 12 angeordnet,
wie oben beschrieben.
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In
dem unterirdischen Kanal K sind ein oder mehrere Aggregate 13 zur
Erzeugung/Heizung heißer
Luft eingebaut, wobei diese heiße
Luft in ein längs
verlaufendes Rohr 14 eingebracht wird, welches laterale
Rohrverzweigungen 15 aufweist, die in regelmäßigem Abstand
entlang der Spielfeldfläche angeordnet
sind und senkrecht nach oben stehende, gewinkelte, obenseitig offene
Rohrstücke 15' aufweisen,
denen Ausblasstellen 16 zur Luftversorgung zugeordnet sind
bzw. Auspuffstellen 17 zum Einsaugen von Rückluft.
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Während des
Betriebs funktioniert ein Grasspielfeld entsprechend der Erfindung
in Kombination mit dem luftbasierten Heizsystem 4, 5, 6, 13, 14, 15, 16, 17 derart,
dass der aufgeheizte, gasförmige
Energieträger
von dem Aggregat 13 durch die Rohre 14, 15 und 15' in die unterste
Hohlraumschicht geführt wird
und sich dort innerhalb dieser Schicht verteilt, bevor die Luft
anschließend
an den Wärmeverlust
die untere Hohlraumschicht durch die Kantenlöcher 5' der mittigen gewellten Plattenschicht 5 verlässt und in
die oberste Hohlraumschicht gelangt, in der ein Vakuum- oder Saugeffekt
vorliegt, aufgebaut mit Hilfe eines Lufttransportventilators (nicht
dargestellt), der sich in dem Aggregat 13 befinden kann.
Benutzte Luft wird von der obersten Hohlraumschicht durch den Auspuffplatz 17 abgesaugt
und diese etwas gekühlte Luft
wird hinsichtlich ihrer Restwärme
genutzt und daher mit dem Aggregat 13 wieder geheizt.
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Die
oberste gewellte Platte 6 befindet sich in Kontakt mit
der Betonschicht 7 und, wärmeleitend, auch mit den anderen
darüber
liegenden Schichten, der Drainagemasseschicht 8 und den
obersten Wachstums- oder Kultivierungsschichten 10 mit
der dazwischen angeordneten Bauverkleidung 9. Die Differenz
zwischen der Temperatur der Energie enthaltenden Luft in Kontakt
mit der obersten gewellten Platte 6 und der Temperatur
der darüber
liegenden Schichten führt
zum Entstehen eines Temperaturausgleichseffekts wodurch Wärmeenergie
aus der Energie enthaltenden Luft entnommen wird. Aufgrund der Zirkulation
der Wärmeenergie
transportierenden Luft innerhalb eines geschlossenen Systems, in
welchem neue Wärmeenergie
kontinuierlich aus dem Aggregat 13 erzeugt wird, wird ein
effizienter Wärmeaustausch
bei minimalem Energieverbrauch erreicht. Falls es gewünscht ist
kann kalte Luft durch das Aggregat 13 gefördert werden.
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Die
Rohre 11 des kombinierten Rohrsystems zur Drainage, zur
Belüftung
und zur internen Bewässerung
sind, gesehen von einer längs
verlaufenden Mittellinie, in einem Fischgratmuster angeordnet. Die Rohre 11 sind
im Handel befindliche Drainagerohre, welche jedoch geneigt im Maß 1:200
auswärts
in Richtung der Torlinien verlegt sind; Gefälle von ungefähr 1:100
sind üblich
bei normalen Fußballfeldern. Entsprechend
der Erfindung sind die Drainage/Belüftungs/Bewässerungsrohre 11 unmittelbar
auf die Betonschicht 7 aufgelegt. Im Drainagefall bei dieser Ebene
und mit einer derartigen Unterstützung,
wird die Herstellung einer flachen, im Wesentlichen ebenen Spielfeldbedeckung 10 ermöglicht,
wobei nur die Höhe
der Drainagemassenschicht 8 variiert. Eine flache Wachstumsschicht 10 bringt
erhebliche Vorteile verglichen mit herkömmlichen Wachstumsschichten von
Fußballspielfeldern,
bei denen die Neigung zu einander gegenüberliegenden Seiten im Wesentlichen
vom Zentrum des Spielfelds aus erfolgt.
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Die
Positionierung der Bauverkleidung 9 und des Gärtnerfilzes 12 ist
vorteilhaft. Im Anschluss an erheblichen Regen, einen sog. Wolkenbruch,
können diese
Verkleidung 9 und der Gärtnerfilz 12 vollständig vollgesaugt
sein und eine vorteilhafte Reservewasserquelle an der richtigen
Stelle zum optimalen Wachstum der Grasbepflanzung in Zeiten mit
wenig Regen bilden.
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Nach
der Nutzung des Drainagerohrsystems 11 als Untergrundbewässerungssystem
kann man in regelmäßigen Abständen Wasser
oder flüssigen Dünger verwenden,
welcher in das Rohrsystem 11 auf eine nicht im Einzelnen
dargestellte Weise eingebracht wird. Das Drainagerohrsystem 11 ist überall mit
teilweise geöffneten
Zwischenschlitzen oder durchgehenden Perforationen versehen und
ein Teil des ggf. gedüngten
hinzugeführten
Bewässerungswassers
hat somit die Möglichkeit
durch diese Öffnungen
zu dem trockenen, feuchtigkeitsabsorbierenden Gärtnerfilz zu entweichen, der
wie ein Docht wirkt und das Wasser zu der darüber liegenden Bauverkleidung 9 befördert. Dieser
Wassertransfer aus dem Drainagerohrsystem 11 zu der Bauverkleidung 9 unmittelbar
unterhalb der Wachstums-/Kultivierungsschicht 10 führt zu einer
gleichmäßigen Wasserverteilung über das
gesamte Spielfeld. Dadurch ergibt sich eine effiziente Bewässerung
der Graswurzeln von unten.
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Große Fußballfelder,
welche an allen Seiten von hohen Tribünen umgeben sind weisen keine
natürliche
Belüftung
der Grasspielfläche
auf. Um den „Grasteppich" von unten zu belüften kann
das Drainagerohrsystem an einen Luftkompressor oder eine Pumpanordnung
angeschlossen sein, welche Luft einbläst, um die Spielfeldoberfläche zu belüften. Luft tritt
in geringem Maße
durch die Perforationen des Rohrsystems 11 aus, strömt in die
Massenschicht 8 und von dieser aus durch die Gärtnerfilzschicht 12 und
die Bauverkleidung 9 bevor sie nach oben durch die Wachstumsschicht 10 und
in die freie Atmosphäre
ausströmt.
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Auf
ihrem Weg nach oben durch die Wachstumsschicht 10 wird
freier Sauerstoff zum Wurzelsystem der Graspflanzen transportiert.
Die Belüftung
der Wachstumsschicht 10 kann gleichzeitig mit ihrer Bewässerung
mit Hilfe des Drainagerohrsystems stattfinden. In einem solchen
Fall kann ein Überdruck
in den Rohren 10 aufgrund der Belüftung das Bewässerungswasser
effizient aus den Rohren 11 verdrängen, so dass dieses zunächst in
Kontakt mit dem Gärtnerfilz 12 tritt
und danach mit der „Arbeitsverkleidung" 9 und anschließend mit
den Graswurzeln in der Wachstumsschicht 10, wie oben beschrieben.