Autonomous and Environmentally Comfortable Type of Housing for the Development of the Arctic

Abstract

Factors that impede the development of the Arctic are: 1) long frosts; 2) low quality of indoor air; 3) an unsanitary surroundings due to low activity of biota; 4) deficiency of fresh vitamin-containing food; 5) high dependency of settlements on external supply. The concept of the Arctic Ecological- Energy Autonomous Dwelling (AEEAD) designed to solve the problems is grounded on: 1) the optimal configuration of housing and heat savings; 2) closure of the flows of substances; 3) the use of autonomous energy sources. To ensure energy savings and maintain a high quality of life air revitalization is required. Air revitalization is provided by household greenhouses, which perform additional functions – heating the living quarters, lighting it, moistening the winter overdried air, growing food, decorating house interior, providing psychological support. New technologies for growing a variety of plants and organic wastes decomposition are discussed. Energetic autonomy is provided by means coupling wind generator with high-heat accumulators based on cheap solid heat-storage materials coupled, in its turn, with Stirling engine/electrical generator unit. Due to “macro-composite” structure of heat exchanger it can be achieved: almost zero heat loss in the absence of thermal insulation; a significant stabilization of the temperature at the output of the thermal battery, over the whole period of the discharge

Факторами, препятствующими освоению Арктики, являются: 1) длительные морозы; 2) низкое качество воздуха в помещении; 3) антисанитарное состояние около жилищ вследствие низкой активности биоты; 4) дефицит свежей витаминосодержащей пищи; 5) высокая зависимость поселений от внешних поставок топлива. Концепция Арктического Эколого-Энергетического Автономного Жилья (AЭЭАЖ), разработанная для решения этих проблем, основана на: 1) оптимальной конфигурации строений и сохранении тепла; 2) частичном замыкании потоков веществ; 3) использовании автономных источников энергии. Для обеспечения экономии энергии и одновременного поддержания высокого качества жизни требуется ревитализация атмосферы в помещениях. Ревитализация воздуха обеспечивается бытовыми теплицами, которые выполняют дополнительные функции – нагревают жилые помещения, освещают их, увлажняют зимний пересушенный воздух, производят растительную пищу, украшают интерьер помещения, создавая благоприятную психологическую обстановку. Обсуждаются новые технологии выращивания различных растений и разложения органических отходов. Энергетическая автономия обеспечивается с помощью ветрогенератора, сопряженного с высокотемпературным тепловым аккумулятором на основе дешевых природных теплозапасающих материалов, сопряженным, в свою очередь, с двигателем Стирлинга. Из-за «макрокомпозитной» структуры теплообменника может быть достигнута почти нулевая потеря тепла при отсутствии теплоизоляции и значительная стабилизация температуры на выходе теплового аккумулятора