Мероприятия по защите населения от радиоактивного загрязнения радоном

Пути поступления газа радона в дом. Присутствие радона в воздухе помещения может быть обусловлено его поступлениями из следующих источников:

• · залегающих под зданием грунтов;
• · ограждающих конструкций, изготовленных с применением строительных материалов из горных пород, в т. ч. тяжелого, легкого и ячеистого бетона не более 10% от всего радона, поступающего в дом);
• · наружного воздуха (особенно в радоноопасных территориях и на территориях нефтеи газодобычи);
• · воды из системы водоснабжения здания (преимущественно при водоснабжении из глубоких скважин);
• · сжигаемого в здании топлива (природный газ, уголь, дизельное топливо).

Радон выделяется из почвы практически по всей поверхности земли. Хотя радон в 7,5 раз тяжелее воздуха, он выталкивается на поверхность избыточным давлением из недр. Средние мировые значения объемной активности радона в наружном воздухе на высоте 1 м от поверхности земли составляют от 7 до 12 Бк/м³ фоновое значение). На территориях с насыщенными радоном грунтами эта величина может достигать 50 Бк/м³. Известны территории, где активность радона в наружном воздухе достигает 150−200 Бк/м³ и более. При возведении здания выделяющий радон участок поверхности земли изолируется цоколем или фундаментом здания от окружающего пространства. Поэтому радон, выделяющийся из залегающих под зданием грунтов, не может свободно рассредоточиваться в атмосфере, и проникает в здание, где его концентрация в воздухе помещений становится выше, чем в наружном воздухе.

Исследования [Gunby, 1993] показали, что концентрация радона в жилых домах мало зависит от материала стен и особенностей архитектурного решения. Концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов, как правило, ниже, чем на первом этаже. Исследования, проведенные в Норвегии, показали, что концентрация радона в деревянных домах даже выше, чем в кирпичных, хотя дерево выделяет совершенно ничтожное количество радона по сравнению с другими материалами [12]. Это объясняется тем, что деревянные дома, как правило, имеют меньше этажей, чем кирпичные, и, следовательно, помещения, в которых проводились измерения, находились ближе к земле — основному источнику радона. По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), в каждом пятнадцатом доме по всей стране уровень концентрации радона находится на уровне или превышает рекомендуемую безопасную концентрацию радона 4 пКи/л (пикокюри на литр воздуха).

Поступления почвенного радона в помещения обуславливаются его конвективным (вместе с воздухом) переносом через трещины, щели, полости и проемы в ограждающих конструкциях здания, а также диффузионным переносом через поры ограждающих конструкций. Бетонные, кирпичные и другие «каменные» конструкции не являются препятствием для проникновения радона в дом.

Вследствие разности температур (следовательно, разности плотностей) воздуха внутри и вне помещений, в направлении движения радона из грунта в здание возникает отрицательный градиент давления. Уже при разности давлений равной 1−3 Па начинает действовать механизм «подсоса» радона в здание. Причиной неблагоприятного распределения давлений могут служить также ветровое воздействие на здание и работа вытяжной вентиляционной системы, создающей разрежение во внутренней атмосфере здания. На радоноопасных территориях вытяжная вентиляция допускается только в подпольях или при депрессии грунтового основания. Вентиляция дома на радоноопасных территориях должна осуществляться за счет приточной вентиляции, создающей избыточное давление во внутренних помещениях здания, которое препятствует проникновению радона в дом.

Выделения радона из поверхностных водных источников, а также из сжигаемых в котлах дизельного топлива или природного газа, обычно пренебрежимо малы. Радон хорошо растворяется в воде. Поэтому высокое содержание радона может быть в воде, подаваемой в здания непосредственно из скважин глубокого заложения. Эксперты Международного агентства по исследованию рака [ICRP, 1994]считают, что из воды в здания поступает до 20% радона [13].

Схема № 1. Пути проникновения радона в жилой дом При обследовании жилых домов в Финляндии оказалось, что в среднем концентрация радона в ванной комнате примерно в три раза выше, чем на кухне, и приблизительно в 40 раз выше, чем в жилых помещениях [12]. Высокая концентрация радона в ванной комнате держится в течение 1,5 часов после приема душа. В том числе из-за радона санузлы в доме должны иметь хорошую систему вытяжной вентиляции. В радоноопасных районах может потребоваться дополнительный вытяжной вентилятор в санузле на уровне пола (радон тяжелее воздуха).

Еще один менее значительный источник радона — строительные материалы (в том числе дерево и кирпич). Особенно опасен доменный шлак. Опасны глинозем, зольная пыль, фосфогипс и знакомый всем алюмосиликатный кирпич.

Таблица 3. Оценка радоноопасности площади застройки по результатам инженерных геологических изысканий (Таблица № 1 из ТСН РБ-2003 МО, ТСН 23−354−2004 МО).

Таблица 4. Оценка радоноопасности площади застройки по результатам определения плотности потока радона (Таблица № 2 из ТСН РБ-2003 МО, ТСН 23−354−2004 МО).

Способы защиты дома от радиоактивного почвенного газа радона подробно описываются в таких документах как Пособие к МГСН 2.02−97 «Проектирование противорадоновой защиты жилых и общественных зданий» или в «Методических рекомендациях по проектированию защиты от радона новых жилых, общественных и коммунальных зданий», разработаных Лабораторией охраны недр ГУП Институт «БашНИИстрой» по заданию МУП ИСК г. Уфы.

Основными являются защитные мероприятия, препятствующие поступлению радона из грунта в подполье (или в подвальное помещение). В отечественных строительных нормах необходимость защиты дома от радона предусмотрена в следующих документах:

• · Пункт 4.18 СП 50−101−2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений гласит: На участках, где по данным инженерно-экологических изысканий имеются выделения почвенных газов (радона, метана, торина), должны быть приняты меры по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций или другие меры, способствующие снижению концентрации газов в соответствии с требованиями санитарных норм.
• · Согласно пункта 5.1.6 СП 2.6.1.2612−10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)» при выборе участков территорий под строительство зданий жилищного и общественного назначения выбираются участки с мощностью эквивалентной дозы гамма-излучения менее 0,3 мкЗв/ч и плотностью потока радона с поверхности грунта не более 80 мБк/(м²/с). При проектировании здания на участке с мощностью эквивалентной дозы гамма-излучения выше 0,3 мкЗв/ч, плотностью потока радона с поверхности грунта более 80 мБк/(м²/с) в проекте должна быть предусмотрена система защиты здания от повышенных уровней гамма-излучения и радона.

Принципиально пониженное содержание радона во внутреннем воздухе помещений может быть обеспечено за счет:

• · выбора для строительства участка с низкими выделениями радона из грунтов;
• · применения ограждающих конструкций, эффективно препятствующих проникновению радона из грунтов в здание;
• · удаления радона из внутреннего воздуха помещений.

Таблица 5. Классы противорадоновой защиты зданий.

Исходя из класса противорадонной защиты выбирают варианты технических решений противорадоновой защиты. При выборе варианта технического решения защиты дома от радона учитывается тип фундамента, назначение цокольного или подземного этажа здания и длительность пребывания людей в данном помещении, класс требуемой противорадоновой защиты, категория радоноопасности участка для строительства.

Общие рекомендации по защите дома от радона:

• · В жилых зданиях следует предусматривать вентиляцию (с естественным побуждением), проектируемую согласно СНиП 2.04.05−91;
• · Не допускается использование цокольного или подземного этажа здания для жилья.

Таблица 6. Перечень рекомендуемых сочетаний технических решений противорадоновой защиты с помощью вентиляции.

Таблица 7. Варианты технических решений в зависимости от класса противорадоновой защиты.

Противорадоновые мероприятия в проектируемых и строящихся зданиях:

• 1. Положительная разность давлений между оболочкой здания и наружной атмосферой достигается работающей системой приточно-вытяжной вентиляции. При этом нагнетанием воздуха создатся некоторое избыточное давление, как во всем здании, так и в его отдельных частях, имеющих непосредственный контакт с почвой (в цокольных и подвальных этажах, подпольных пространствах). Ориентация работы системы вентиляции на создание избыточного давления в отдельных частях здания или в здании в целом — более эффективная мера по снижению объемной активности радона, чем простое увеличение кратности воздухообмена в помещениях.
• 2. Герметизация путей поступления радона в здание обязательно должна сопровождать мероприятия по устройству депрессии почвенного основания фундамента. Иначе поступление радона в здание не только не уменьшится, но значительно возрастет. Решение герметизации путей поступления радона в здание осуществляется обустройством защиты входящих в дом коммуникаций.

Оптимальным и с точки зрения радоновой безопасности, и с конструктивной точки зрения является устройство монолитных бетонных плит перекрытия по грунту или плавающего бетонного пола-стяжки по грунту. При этом грунт внутри надземной части ленточного фундамента укрывается полимерной пленкой в несколько слоев и засыпается песком, который утрамбовывается. Поверх песка укладывается еще один слой гидроизоляции — пароизоляции и отливается армированная плита.

Схема № 2: Уплотнение швов и стыков для защиты помещений от радона.

Схема № 3. Противорадоновая защита жилых зданий Хотя в СП 31−105−2002 указано, что изоляция грунта может выполняться застилкой поверхности слоем толстой полиэтиленовой пленки, по данным Университета Калифорнии полиэтиленовая пленка в несколько десятков раз более проницаема для радона, чем другие виды полимерных пленок: поливинилхоридных, поливинилацетатных, поликарбонатных, пленок с эпокисдным покрытием, и пленки Сирлин.

3. Депрессия почвенного основания фундамента. Депрессия (то есть создание зоны пониженного давления) грунта под зданием обеспечивается за счет устройства гравийной подушки под возводимым фундаментом здания с применением перфорированных пластиковых или пористых керамических труб, уложенных в эту подушку и почву по периметру здания. Трубы могут использоваться для вентиляции почвы и для дренирования почвенных вод. Капитальные стены, уходящие в землю ниже пола подвального помещения, и разбивающие все пространство под зданием на несколько изолированных участков, могут явиться проблемой для обеспечения высокой проницаемости воздуха под всей площадью здания. Депрессия почвенного основания фундамента может быть достигнута даже при одной точке откачки почвенного воздуха, при условии достаточно хорошего сообщения между различными участками почвы под зданием (даже в случае капитальных внутренних стен). В этом случае для обеспечения депрессии основания фундамента одной точкой откачки почвенного воздуха, в стенах следует сделать ряд отверстий, находящихся на уровне гравийной подушки под зданием. Для монолитного фундамента это может быть осуществлено путем закладки поперек стены отрезков керамической трубы. Для стен фундамента, возводимых из пустотелых бетонных или шлаковых блоков, возможна установка нескольких блоков в стене таким образом, чтобы отверстия в них шли горизонтально и соединяли между собой различные участки гравийной подушки под зданием.

При возведении фундамента здания на радоноопасных участках можно заранее предусмотреть в нем отверстия с установленными в них короткими отрезками труб диаметром 10 см для всасывающих воздуховодов системы депрессии почвенного основания фундамента. В случае высоких уровней радона в возведенном здании, к трубам может быть прикреплена входящая в общую конструкцию здания система вытяжных воздуховодов, направленная в чердачное помещение и далее на улицу. Это обеспечит здание при эксплуатации действующей активной системой депрессии почвенного основания фундамента. На первом этапе строительства здания вентилятор на эту систему не устанавливается, и она функционирует в так называемом пассивном режиме. Вентиляция почвы осуществляется за счет естественного стек-эффекта и ветрового взаимодействия с вытяжной трубой на крыше здания. Если активность радона в здании превышает допустимые уровни, то на уже имеющуюся в здании систему воздуховодов легко может быть установлен вытяжной вентилятор, расположенный в чердачном помещении. Если результаты исследования покажут, что в возводимом здании повышенный уровень радона маловероятен, или будет принято решение не монтировать систему вентиляции почвы, то после установки труб для подключения воздуховодов в плиту фундамента их горловина тщательно герметизируется. При этом желательно, чтобы конструкция здания позволяла в случае необходимости быстро и экономично произвести монтаж всей системы вытяжных или нагнетательных воздуховодов.

4. Вентилирование помещений достигается замещением внутреннего воздуха с высоким содержанием радона наружным воздухом. Вентиляция является вспомогательным средством, дополняющим другие решения по защите здания от воздействия радона. Увеличение интенсивности вентиляции (кратности воздухообмена) не всегда экономически оправданно, т.к. ведет к увеличению затрат на электроэнергию и на отопление здания. Неправильно организованная вентиляция может увеличить уровень радона в здании или в ряде его помещений.

К необходимым мерам защиты дома от радона также следует отнести:

• 1. Тщательную заделку щелей в полу и уплотнение всех технологических отверстий вокруг проходящих через перекрытия коммуникаций. Глубина заделки швов минимум 1,5 см. Стык между полом и стеной следует герметизировать герметиком.
• 2. Все водостоки в доме должны быть оборудованы водяными затворами: сифонами, трапами.
• 3. Используйте пароизоляционные полимерные пленки при устройстве полов, плит перекрытий и засыпок. Пленка должна быть соединена с проклейкой скотчем с нахлестом не менее 30 см.
• 4. При заливке фундаментных плит используете адекватную толщину бетона (12 см минимум), правильное армирование и дополнительные арматурные стеклосетки, чтобы избежать растрескивания бетона.
• 5. Все двери, люки в подвал, подпол должны быть уплотнены с использованием современных адгезивных профильных уплотнителей.
• 6. Стены подвала должны быть покрыты гидроизоляцией снаружи. При невозможности наружной гидроизоляции следует выполнить тщательную внутреннюю гидроизоляцию стен подвала. Наружный кольцевой пристеночный и подлежащий дренаж помогает снизить напор почвенных газов.
• 7. Обеспечьте адекватную вентиляцию жилых помещений и возможность сквозного проветривания.
• 8. Входы в подвалы и подполы желательно устраивать не из жилых помещений.
• 9. Воздухозаборы для печей и каминов следует устраивать не из подпольного пространства, а с улицы [15].