Underground building in the North is a way to save thermal energy
Keywords:
heat supply, underground structure, permafrost, skating-rink, heat pumpAbstract
This paper investigates the viability of constructing underground buildings in terms of thermal energy
reduction. The study considers a recreation center with an ice rink for the conditions of Magadan and Yakutsk. Results indicate that underground layout saves up to 23 % of heating costs compared to aboveground construc-tion. A scheme combining two facilities differing in use and indoor temperature (an ice rink above the ground and a recreation center underneath) has a good potential in reducing total heating costs for the building. Using a heat pump instead of a refrigeration system will provide high refrigerant temperatures (60 °C or more) and make it possible to apply a water heating system. Because of the favorable ratio between electricity and heat tariffs, the use of a heat pump to heat the underground space will be cost-effective in Magadan. In Yakutsk, it will be expedient to select an air heating option utilizing warm air released by the refrigeration system of the ice rink.
References
Железняк, М.Н. Температурное поле и криолитозона юго-востока Сибирской платфор-мы / М.Н. Железняк. – Новосибирск: Наука, 2005. – 227 с.
Павлов, А.В. Теплообмен почвы с атмосфе-рой в северных и умеренных широтах территории СССР / А.В. Павлов. – Якутск: Якут. кн. изд-во, 1975. – 300 с.
Калабин, А.И. Вечная мерзлота и гидрогео-логия Северо-Востока СССР / А.И. Калабин // Труды ВНИИ-I. – 1960. – Т. ХVIII. – 471 с.
Некрасов, И.А. Морфология и температур-ный режим криолитозоны и побережья Охотского моря / И.А. Некрасов, А.И. Микова. // Региональные и тематические геокриологические исследования: сб. – Новосибирск: Изд-во Наука. Сибирское отделение, 1975. – С. 3–22.
Фельдман, Г.М. Пособие по прогнозу тем-пературного режима грунтов Якутии / Г.М. Фельдман, А.С. Тетельбаум, Н.И. Шендер и др. – Якутск: Институт мерзлотоведения СО РАН, 1988. – 240 с.
СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зда-ний. – Взамен СНиП II-3–79*; введ. 26.06.2003. – М.: ФГУП ЦПП, 2004.
Тетиор, А.Н. Проектирование и строи-тельство подземных зданий и сооружений /
А.Н. Тетиор, В.Ф. Логинов. – Киев: Будивэльнык, 1990. – 168 с.
Якубсон, В.М. Подземное строительство в городах / В.М. Якубсон // Инженерно-строитель-ный журнал. – 2012. – № 5. – С. 2–3.
Базилевич, М.Е. Типология подземных со-оружений / М.Е. Базилевич, Н.Е. Козыренко,
А.П. Иванова // Новые идеи нового века: материа-лы международной научной конференции ФАД ТОГУ. – Хабаровск: ФАД ТОГУ. – 2011. – Т. 1. –
С. 133–136.
Кузьмин, Г.П. Некоторые результаты изучения мерзлых грунтов как вмещающей среды для подземных сооружений / Г.П. Кузьмин // Труды научно-практического семинара «Геокриологиче-ские и геоэкологические проблемы строительства в районах Крайнего Севера». – Норильск, 2001. – С. 135–139.
Кузьмин, Г.П. Подземные сооружения в криолитозоне / Г.П. Кузьмин. – Новосибирск: Наука, 2002. – 176 с.
Рей, Д. Тепловые насосы / Д. Рей, Д. Мак-майкл. – М.: Энергоиздат, 1982. – 224 с.
Хайнрих, Г. Теплонасосные установки для отопления и горячего снабжения / Г. Хайнрих,
Х. Найорк, В. Нестлер. – М.: Стройиздат, 1985. – 351 с.
Guly, S.A. Ice food depot cooled with the heat pump. Pre-feasibility Study / S.A. Guly, G.Z. Perl-shtein // 7-th International Conference on Permafrost. – 1998. – P. 383–390.
Федоров, Н.Ф. Санитарная техника /
Н.Ф. Федоров, В.М. Гусев. – М.; Л.: Госстрой¬издат, 1961. – 372 с.
Справочник по климату СССР. Вып. 24. Якутская АССР. Ч. II. Температура воздуха и поч-вы. – Л.: Гидрометиздат, 1966. – 325 с.
Научно-прикладной справочник по клима-ту СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1–6. Вып. 33. Магаданская область, Чукотский авто-номный округ. – Л.: Гидрометиздат, 1990. – 566 с.
Комаров, Н.С. Справочник холодильщика / Н.С. Комаров. – М.: Машгиз, 1962. – 408 с.
Мартыновский, В.С. Тепловые насосы / В.С. Мартыновский. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1955. – 191 с.
СНиП 23-01–99*. Строительная климато-логия. – Взамен СНиП 2.01.01-82; введ. 2000-01-01. – М.: ГУП ЦПП, 2003. – 79 с.
Прикладной климатологический справоч-ник Северо-Востока СССР/ под ред. Н.К. Клю¬кина. – Магадан: Магадан. кн. изд-во, 1960. – 426 с.
