Каток — ровная ледяная поверхность для катания на коньках или санках.
Катки делятся по типу использования — на массовые и спортивные, по типу льда — на искусственные и естественные. Спортивные катки, в свою очередь, делятся на крытые и открытые.
Для проведения Зимних Олимпийских игр, как правило, строится несколько крытых катков с искусственным льдом: для фигурного катания и шорт-трека, для хоккея и отдельный каток для соревнований по конькобежному спорту.
Задолго до того как хоккей и фигурное катание стали олимпийскими видами спорта, катание на коньках было возможно только зимой. В Северной Европе зимний период продолжается дольше, и у них всегда было определённое преимущество. Хоккей и фигурное катание стали массовыми и профессиональными видами спорта только после появления закрытых ледовых арен, которые работали круглый год.
7 января 1876 года в Лондоне был открыт первый в мире искусственный каток.
Первая крытая ледовая арена появилась на родине хоккея в Канаде — прототип всех современных катков принадлежит канадцам, братьям Лестеру и Джо Патрикам, которые в канун Рождества 1912 года открыли в городе Виктория первую в Канаде закрытую ледовую арену. Стоимость арены была фантастической по тем временам — $110 000, арена вмещала 4000 человек. Тремя днями позже братья Патрик открыли вторую ледовую арену в Ванкувере, Канада. Стоимость этой арены была ещё выше — $210 000, но данная арена уже могла вмещать более 10 000 человек. Специально для этого была создана самая большая холодильная установка в мире.
В течение последующих десятилетий братья Патрик создали сотни ледовых арен на северо-западе США и в западной части Канады. Сегодня в США эксплуатируется более 1700 ледовых арен. Стоимость современных ледовых дворцов может составлять десятки и сотни миллионов долларов.
В работе холодильной установки, используемой для создания льда арены или катка, используется тот же принцип, что и в обычном кондиционере или холодильнике. Однако главное отличие состоит в том, что хладагент (рефрижирант) холодильной системы не состоит в непосредственном контакте с водой (льдом) то есть не воздействует на воду/лёд напрямую. Вместо этого до отрицательной температуры охлаждается специальный раствор (это может быть раствор хлорида кальция, пропиленгликоля или 32-40%-й раствор двумолекулярного спирта — этиленгликоля), который, проходя под давлением через сложную систему трубок (матов — основания катка), позволяет создать и поддерживать лёд на арене. Система матов, основы катка может быть изготовлена из стальных или пластиковых трубок.
Для сезонных катков система матов обычно устанавливается на песчаной основе или на схожей грунтовой основе. В большинстве стационарных катков система трубок (матов катка) устанавливается на бетонной или песчаной основе.
Основой катка является ледовая арена. Система ледовой арены состоит из 4 главных элементов:
одна или несколько холодильных установок (чиллер);
система труб для подключения матов ледовой арены к холодильной установке;
система матов (трубок) основания ледовой арены;
хладагент (рефрижирант) — рабочая жидкость холодильной установки.
Холодильная установка (чиллер) для катка 60×30 м весит около 10 тонн (длина около 10—12 м, ширина — 2,5 м). Устанавливается на бетонную основу или ровную прочную конструкцию. Для работы системы ледовой арены необходимо около 8—9 тонн хладагента (32—40 % раствора этиленгликоля). Отсутствие бетонной основы существенно снижает общую стоимость проекта по созданию ледовой арены, при этом не снижая качество льда, эксплуатационные возможности арены и срок эксплуатации. Холодильная установка охлаждает раствор этиленгликоля в системе до температуры −9°. Химическая структура раствора хладагента не позволяет ему замёрзнуть и кристаллизироваться.
На некоторых профессиональных аренах для создания максимально прозрачного льда используется подготовленная деионизированная вода, однако обычная вода из водопровода также вполне подходит для этих целей. Для катков открытого типа возможно использование речной пресной воды, предварительно очищенной от песка или других механических примесей.
Технический персонал, обслуживающий работу катка, устанавливает температуру холодильной установки, вручную, исходя из температуры наружного воздуха и температуры внутри помещения катка. Современные холодильные установки оборудованы микропроцессором и системой датчиков температуры воздуха и давления как наружной, так и внутренней температуры и давления в системе, которые позволяют управлять работой всей системы катка полуавтоматически или автоматически, позволяя контролировать работу холодильной установки даже дистанционно, с помощью мобильного телефона или пейджера.
Для создания льда система перекачивает около 35 т охлаждённого хладагента через систему матов и охлаждает бетонную основу или маты катка, на которых расположена ледовая поверхность. Раствор хладагента перекачивается в систему трубок внутри бетонной плиты, на которой находится ледовая поверхность. Бетонная плита расположена между ледовой поверхностью и слоем тепло- и влаго- изоляции, который позволяет льду расширяться и сужаться в процессе заморозки и эксплуатации арены. Прокачиваемый через систему трубок раствор хладагента позволяет охлаждать бетонную основу катка до температуры ниже 0 °C, что позволяет воде на арене замерзнуть.
Ниже слоя тепловлагоизоляции, находится тёплый (подогреваемый) слой бетона (F), который предотвращает грунт от замерзания, расширения и раскалывания, что защищает весь каток от разрушения. (При отсутствии системы подогрева возможно промерзание грунта на 1—3 м, что может грозить разрушением всей арене.) Система подогрева (разморозки) катка располагается на слое песка и гравия (G), в самом низу которого установлена система дренажа грунтовой воды.
Для проведения разморозки катка раствор хладагента нагревается и прокачивается через систему труб в бетонном основании подо льдом. Нижний слой льда тает, что в свою очередь, облегчает механическое раскалывание льда, его уборку и вывоз погрузчиками.
Ледовая арена с уложенным на неё специальным покрытием (изоляционными плитами) может быть использована для проведения различным массовых мероприятий — выставок, концертов, спортивных состязаний «не ледовых» видов спорта и т. д.
Профессиональная ледовая арена или каток должен соответствовать правилам и требованиям Национальной Хоккейной Лиги (НХЛ) или Международного олимпийского комитета (МОК). Это подразумевает соответствие целому ряду условий и требований, касающихся формы и размеров катка, безопасности, наличия сопутствующей инфраструктуры, требований по техническому обслуживанию и соответствующим температурным условиям.
Даже в период использования катка для «не ледовых» мероприятий каток должен содержаться надлежащим образом — ведь лёд остаётся на своём месте.
Перед проведением «не ледовых» мероприятий ледовая арена подготавливается соответствующим образом, и это подразумевает целый комплекс действий и мероприятий.
Например, для проведения баскетбольных игр на лёд укладываются листы фанеры 50×100 см, и на эту основу устанавливается пол для баскетбола. Для подобных мероприятий по всему периметру катка также демонтируется верхняя прозрачная часть бортов и частично борта. Подобная смена профиля арены может занимать 1—2 дня. Для проведения концертов, выставок и т. д. поверх фанерных листов укладывается ковровое покрытие.
В случае же использования помещения ледовой арены для цирка уже требуется полная разморозка и уборка льда, так как специфика цирковых конструкций (например, трапеций) требует специальных креплений и фиксации оборудования в грунте, доступ машин и т. д.