تکنیک های کاهش حرارت در چمن مصنوعی فوتبال

وقتی دمای سطح چمن مصنوعی فوتبال زیاد شود، بازی‌کردن برای بازیکنان سخت شده و چمن هم زودتر فرسوده می‌شود. راه درست، انتخاب چمن مصنوعی با الیاف و اینفیل مناسب است. در این مقاله با روش‌های خنک‌کردن چمن از انتخاب الیاف با رنگ‌روشن و بافت خنک تا طراحی لایه‌های زهکشی و تهویه زیرین آشنا می‌شوید.

در ضمن یاد می‌گیرید چطور با زیرسازی دقیق، کاری کنید تا آب شست‌وشو به‌خوبی عبور کند و گرما در زمین جمع نشود. چمن مصنوعی ورزشی وقتی درست نصب شود، دما را کنترل می‌کند و دوام آن هم بیشتر می‌شود. هدف این راهنما ساخت زمینی است که بازیکنان در آن احساس خوبی داشته و چمن برای مدت طولانی سالم باقی بماند. ادامه مطلب را در سایت آسيا چمن بخوانید.

چرا دمای سطح در چمن مصنوعی مهم است؟

در زمین‌هایی که از چمن مصنوعی فوتبال استفاده می‌شود، گرمای سطح زمین نقش زیادی در راحتی بازیکنان و ماندگاری چمن دارد. وقتی سطح چمن خیلی گرم شود، توپ سخت‌تر حرکت کرده و کنترل آن دشوار می‌شود. این شرایط باعث می‌شود بازیکنان زودتر خسته شوند و تمرکز خود را از دست بدهند.

تحقیقات نشان داده که دمای سطح چمن مصنوعی در ظهرهای آفتابی می‌تواند بین °C‌۶۰ تا °C‌۷۵ باشد، این دما به این دلیل است که مواد پلیمری الیاف نور خورشید را زیاد جذب می‌کنند. در نتیجه، الیاف گرم شده و حرارت زیادی در سطح زمین جمع می‌شود. گرمای زیاد علاوه بر کاهش عملکرد بازیکنان، می‌تواند به ساختار چمن آسیب بزند.

دمای بالا باعث تغییر شکل الیاف پلی‌اتیلن (Polyethylene) یا پلی‌پروپیلن (Polypropylene) می‌شود و عمر چمن کاهش پیدا می‌کند. دمای زیاد سطح، به بدن بازیکنان نیز آسیب می‌زند. تماس پا با سطح داغ می‌تواند باعث افزایش دمای بدن، کاهش انرژی و حتی احساس سوختگی شود. در ادامه دلایل اصلی اهمیت دمای سطح چمن مصنوعی آمده است:

• کمک به حفظ انرژی و تمرکز بازیکنان در طول بازی
• جلوگیری از تغییر شکل الیاف و افزایش عمر چمن
• کاهش خطر سوختگی و آسیب به پوست پا
• ثابت ماندن اصطکاک برای کنترل بهتر توپ
• بالا رفتن ایمنی در مسابقات ورزشی و تمرین‌ها

تاثیر گرما بر عملکرد، خستگی و ریسک مصدومیت

حرارت بالای سطح چمن مصنوعی فوتبال می‌تواند به بدن بازیکنان فشار زیادی وارد کند. وقتی دمای سطح از °C‌۶۵ بیشتر می‌شود، پا زودتر داغ شده و بدن سریع‌تر انرژی از دست می‌دهد، در نتیجه بازیکن خیلی زود خسته می‌شود.

گرما باعث افزایش دمای درونی بدن می‌شود این موضوع باعث کاهش تمرکز، گرفتگی عضلات و بالا رفتن احتمال آسیب در حین بازی می‌شود. همچنین گرمای زیاد باعث می‌شود توپ بیش‌ازحد روی زمین بلغزد یا به آن بچسبد که کنترلش را سخت می‌کند. در این حالت خطر پیچ‌خوردگی پا و آسیب به زانو افزایش می‌یابد.

تفاوت دمای هوا با دمای سطح (Surface Temp) و خطاهای رایج سنجش

در نگهداری چمن مصنوعی فوتبال معمولا فقط دمای هوا را می‌سنجند، اما دمای واقعی سطح چمن که برای بازیکنان اهمیت بیشتری دارد، نادیده گرفته می‌شود. دمای هوا معمولا در ارتفاع ۱٫۵ متری اندازه‌گیری می‌شود، اما دمای سطح (Surface Temperature) مربوط به حرارتی است که روی الیاف چمن حس می‌شود.

در روزهای آفتابی ممکن است دمای هوا °C‌۳۵ باشد ولی سطح چمن °C‌۷۰ شود. این اختلاف زیاد به خاطر جذب نور خورشید توسط رنگ سبز الیاف و بازتاب پایین آن است. اگر فقط از دماسنج‌های محیطی استفاده شود، نتیجه واقعی نیست. بعضی از باشگاه‌ها برای دانستن عدد دقیق از حسگرهای لیزری مادون‌قرمز (Infrared Surface Thermometers) استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها دمای واقعی چمن را از فاصله نزدیک می‌سنجند.

عوامل اصلی افزایش دما در چمن مصنوعی

گرم شدن بیش از حد چمن مصنوعی در فصل تابستان به چند عامل اصلی نوع الیاف، رنگ، میزان تراکم، جنس مواد پرکننده و حتی زیرسازی زمین وابسته است. چمن مصنوعی از الیاف پلیمری ساخته می‌شود. این مواد برخلاف گیاهان طبیعی، نمی‌توانند به طور طبیعی حرارت را از خود خارج کنند، به همین دلیل به‌راحتی گرما را نگه می‌دارند. در ادامه، عوامل اصلی افزایش دما در چمن مصنوعی آورده شده است:

• جنس پلیمر الیاف که گرمای خورشید را نگه می‌دارد.
• رنگ‌های تیره و اینفیل لاستیکی که انرژی خورشید را زیاد جذب می‌کنند.
• تراکم زیاد الیاف باعث تهویه‌ نشدن هوای بین آن‌ می‌شود.
• اجرای نادرست زهکشی و زیرسازی که مانع خروج گرما می‌شود.

رنگ و جنس الیاف، اینفیل تیره، جذب تابش

الیاف چمن مصنوعی از موادی مثل پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن ساخته می‌شوند که جذب بالایی نسبت به تابش خورشید دارند. سطح چمن با رنگ سبز تیره، نور بیشتری جذب می‌کند و سریع‌تر داغ می‌شود. در چمن مصنوعی ورزشی وقتی سطح با مواد پرکننده تیره مثل گرانول لاستیکی پر می‌شود، گرما بیشتر باقی می‌ماند.

لاستیک‌های تیره‌رنگ توانایی جذب بالای تابش خورشید را دارند و باعث می‌شوند دمای اطراف افزایش پیدا کند. اگر این مواد به‌درستی ترکیب یا پخش نشده باشند، گرمای اضافی در بعضی بخش‌ها متمرکز می‌شود. به همین دلیل در طراحی‌های جدید چمن مصنوعی فوتبال، از الیاف کم‌رنگ‌تر یا اینفیل‌های سیلیسی (Silica Sand Infill) به جای لاستیکی استفاده می‌شود تا دمای سطح زمین پایین‌تر بماند.

تراکم/ارتفاع الیاف، یکنواختی اینفیل و نقاط داغ (Hot Spots)

هرچه تراکم الیاف بیشتر باشد، عبور هوا بین آن‌ها سخت‌تر می‌شود و گرما در فضای میان برگ‌های مصنوعی باقی می‌ماند. چمن‌هایی با ارتفاع بلندتر و الیاف متراکم‌تر دیرتر گرمای خود را از دست می‌دهند. اگر هنگام نصب، مواد پرکننده (اینفیل) به طور یکنواخت در کل سطح پخش نشده باشد، حرارت بین لایه‌ها گیر می‌کند و به اصطلاح نقاط داغ (Hot Spots) روی زمین به وجود می‌آیند.

این نقاط به بازیکنان احساس داغی موضعی می‌دهند و حتی می‌توانند باعث نرم شدن سطح زیرین چمن شوند. در نصب استاندارد چمن مصنوعی فوتبال باید تراکم الیاف، ارتفاع، ضخامت اینفیل و پخش متعادل مواد پرکننده با دقت بررسی شود. در غیر این صورت، گرمای جمع شده در نقاط مختلف باعث کاهش عمر چمن و کاهش کیفیت بازی می‌شود.

انتخاب الیاف و رنگ برای کاهش گرمای چمن مصنوعی

برای خنک نگه‌داشتن سطح چمن مصنوعی، باید از الیاف و رنگ‌هایی استفاده کرد که تابش خورشید را کمتر جذب کنند. شرکت‌های سازنده امروزی در تولید چمن مصنوعی ورزشی از فناوری‌هایی بهره می‌برند که باعث بازتاب بیشتر نور و کاهش جذب حرارت می‌شود.

در حالی که رنگ سبز تیره و الیاف براق گرمای زیادی جذب می‌کنند، رنگ‌های روشن‌تر و مات‌تر گرما را بازمی‌تابانند. همچنین رنگدانه‌های مخصوصی در ساخت الیاف برخی مدل‌ها استفاده می‌شود که همانند آینه‌های میکروسکوپی، بخشی از نور خورشید را برمی‌گردانند.

الیاف با رنگدانه‌های خنک (Cool Pigments) و بازتاب خورشید

در مدل‌های جدید چمن مصنوعی از رنگدانه‌های خنک استفاده می‌شود. این رنگدانه‌ها بخشی از نور خورشید را بازتاب داده و مانع جذب حرارت زیاد می‌شوند. در نتیجه سطح چمن حتی در روزهای بسیار گرم، دمای پایین‌تری دارد.

الیافی که با این فناوری ساخته می‌شوند، علاوه بر حفظ رنگ طبیعی، در برابر تابش فرابنفش (UV) مقاوم‌ هستند. در چمن‌های قدیمی گرمای زیاد باعث تغییر رنگ و کدر شدن سطح چمن می‌شد، اما این مشکل در محصولات جدید کمتر دیده می‌شود. استفاده از الیاف دارای Cool Pigments برای زمین‌هایی که زیر تابش مستقیم آفتاب قرار دارند بهترین گزینه است.

انتخاب طیف رنگ سبز و مدهای دولایه برای سایه‌اندازی بهتر

در طراحی چمن مصنوعی فوتبال، سازندگان از دو طیف سبز استفاده می‌کنند تا ظاهر طبیعی‌تر ایجاد کنند و در عین حال میزان جذب گرما کاهش پیدا کند. ترکیب رنگ سبز روشن با سبز زیتونی باعث می‌شود سطح چمن گرمای کمتری جذب کند و نور را بهتر بازتاب دهد.

برخی الیاف دولایه طراحی می‌شوند تا بر اثر خم‌شدن،‌ سایه کوچکی روی سطح ایجاد کنند. این سایه‌ها مثل یک فیلتر طبیعی عمل کرده و از داغ شدن بیش از حد چمن جلوگیری می‌کنند. در چنین شرایطی، بازیکنان تجربه تمرین راحت‌تر و سطحی خنک‌تر خواهند داشت.

گارانتی ثبات رنگ/دما

برخی تولیدکنندگان معتبر برای محصولات خود گارانتی ثبات رنگ و دما ارائه می‌کنند. این گارانتی یعنی رنگ الیاف در برابر تابش مستقیم آفتاب و تغییرات دمایی پایدار می‌ماند و دچار کدری یا تغییر رنگ نمی‌شود. الیافی که آزمایش‌های حرارتی را پشت سر گذاشته‌اند تا چندین سال رنگ خود را حفظ می‌کنند.

انتخاب اینفیل و لایه‌های زیرین کم‌حرارت

در میان مواد پرکننده مختلف، سیلیس طبیعی یکی از پرکاربردترین مواد پرکننده است. سیلیس از دانه‌های کوارتز ساخته شده و شکل گرد ذرات آن باعث می‌شود آب به‌راحتی از میان چمن عبور کند. با این حال، چون خاصیت خنک‌کنندگی کمی دارد، معمولا آن را با مواد دیگر ترکیب می‌کنند تا کارایی بهتری داشته باشد.

نوع دیگری از اینفیل به نام اینفیل آلی (Organic Infill) وجود دارد که از مواد طبیعی مانند پوسته نارگیل، ذرت یا زیتون درست می‌شود. این مواد طبیعی گرما را کمتر جذب می‌کنند و عملکردی شبیه پوشش گیاهی در طبیعت دارند. در نتیجه دمای سطح زمین تا ۳۰ درجه خنک‌تر از زمین‌هایی است که از مواد مصنوعی تیره استفاده می‌کنند.

مدل دیگر اینفیل خنک (Cooling Infill) است که از مواد معدنی پوشش‌دار ساخته می‌شود. این مواد می‌توانند رطوبت را در خود نگه‌دارند و با تبخیر تدریجی آن، دمای زمین تا ۱۵ تا ۲۰ درجه کاهش یابد.

زیرسازی، زهکشی و تهویه لایه‌های چمن مصنوعی

این بخش پایه استحکام زمین است و با زهکشی و تهویه مناسب، از تجمع آب و گرما جلوگیری می‌کند تا چمن مصنوعی فوتبال دوام و ظاهر خود را حفظ کند. در ادامه مراحل اصلی زیرسازی استاندارد آورده شده است:

1. پاک‌سازی زمین: در این مرحله سنگ، ریشه گیاهان و زباله‌های سطحی برداشته می‌شود تا زمین کاملا تمیز شود.
2. شخم‌زدن و نرم‌کردن خاک: تا عمق ۱۵ تا ۲۰ سانتی‌متر شخم زده می‌شود تا هوا در خاک جریان پیدا کند و سطح آماده شود.
3. اصلاح خاک در صورت نیاز: اگر خاک کیفیت خوبی نداشته باشد، با شن، کود پوسیده یا خاک مرغوب مخلوط می‌شود.
4. ایجاد لایه زهکشی زیرین: یک لایه از شن شسته با اندازه ۰.۶ تا ۱.۲ سانتی‌متر و ضخامت حدود ۱۰ تا ۱۲ سانتی‌متر ریخته می‌شود تا آب از آن عبور کند.
5. تراکم لایه‌ها: با غلتک یا دستگاه فشرده‌سازی، سطح کوبیده می‌شود تا زمین صاف و محکم شود.
6. نصب لوله‌های زهکشی: در زمین‌های بزرگ از لوله‌های سوراخ‌دار استفاده می‌شود تا آب باران یا شست‌وشو به بیرون هدایت شود.
7. پهن کردن لایه ژئوتکستایل: این لایه نمدی شکل باعث می‌شود خاک با شن مخلوط نشود و از رشد علف‌های هرز جلوگیری می‌کند.
8. نصب چمن مصنوعی: رول‌های چمن روی سطح پهن می‌شوند، درزها بریده و با چسب مخصوص ثابت می‌شوند.
9. پخش سیلیس یا گرانول: مواد پرکننده به‌طور مساوی روی چمن پخش می‌شوند تا ایستایی الیاف بهتر شود و آب سریع‌تر تخلیه شود.

اقدامات عملیاتی روزانه برای کاهش دمای چمن مصنوعی

حفظ دمای مناسب زمین در روزهای گرم باعث بهتر شدن عملکرد بازیکنان و ماندگاری بیشتر چمن می‌شود. برای خنک نگه‌داشتن چمن مصنوعی فوتبال، می‌توان از روش‌های زیر کمک گرفت:

• شست‌وشو و آب‌پاشی منظم: پاشیدن آب با شلنگ روی سطح چمن، گرما را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و دما را تقریبا نصف می‌کند.
• نصب سایبان: استفاده از سایبان در بخش‌های پررفت‌وآمد، دمای چمن را تا ۱۵ درجه پایین می‌آورد و جلوی تابش مستقیم خورشید را می‌گیرد.
• به‌کار بردن درختان برای سایه: کاشت و نگهداری درختان اطراف زمین باعث می‌شود بخش زیادی از چمن در طول روز خنک‌تر بماند.
• بررسی مرتب زهکشی: تمیز نگه‌داشتن مسیرهای خروج آب، مانع از جمع شدن گرما در لایه‌های زیرین می‌شود.
• جریان دادن هوا بعد از آبیاری: پس از خیس شدن چمن، عبور هوا باعث می‌شود سطح آن یکنواخت‌تر خنک شود و گرما در هیچ نقطه‌ای جمع نشود.

جمع‌بندی

چمن مصنوعی فوتبال فقط یک زمین سبز نیست، بلکه با طراحی درست می‌تواند خنک‌تر و ایمن باشد. همان‌طور که در مقاله دیدیم، رنگ روشن الیاف، مواد پرکننده طبیعی (infill) و زهکشی مناسب باعث می‌شوند گرما در زمین نماند و آب جمع نشود. اگر زیرسازی با شن شسته و لایه ژئوتکستایل انجام شود، جریان هوا بهتر حرکت می‌کند و چمن دوام بیشتری خواهد داشت.

چمن مصنوعی ورزشی با آبیاری هوشمند و ترکیب درست الیاف، حتی در گرمای تابستان هم قابل‌استفاده است. برای داشتن زمین بادوام و استاندارد، بهتر است قبل از خرید با کارشناس مشورت کرده تا مناسب‌ترین نوع چمن را انتخاب کنید. برای دیدن راهکارهای بیشتر درباره خنک‌سازی و نگهداری چمن، به مقالات آموزشی سایت اسيا چمن مراجعه کنید.