ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ
МОСКОМАРХИТЕКТУРА
ПОСОБИЕ к МГСН 2.02-97
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТИВОРАДОНОВОЙ ЗАЩИТЫ
ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО НИИ строительной физики (НИИСФ) Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН), автор - проф., докт. техн. наук Гулабянц Л.А.
2. ПОДГОТОВЛЕНО к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инж. Щипанов Ю.Б., Шевяков И.Ю.).
3. УТВЕРЖДЕНО указанием Москомархитектуры от 20 февраля 1998 г. № 7.
ВВЕДЕНИЕ
1. Настоящее Пособие разработано в развитие и дополнение Норм радиационной безопасности (НРБ-96), Свода Правил "Инженерно-экологические изыскания для строительства" СП 11-102-97 и московских городских строительных норм МГСН 2. 02-97 "Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки".
2. В Пособии на основе обобщения отечественных и зарубежных данных показаны основные источники и пути поступления радона в здания, сформулированы основные принципы их противорадоновой защиты, дана классификация методов и средств защиты, изложены рекомендации по их практической реализации при проектировании и строительстве.
3. Область применения Пособия - разработка проектов противорадоновой защиты новых и реконструируемых жилых, общественных, коммунальных и производственных зданий для строительства на радоноопасных участках территории г. Москвы и лесопаркового защитного пояса (ЛПЗП).
4. Цель противорадоновой защиты зданий - обеспечение выполнения требований п. 7. 3. 3. НРБ-96, согласно которым среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность изотопов радона в воздухе помещений не должна превышать 100 .
5. Идентификация участка строительства как радоноопасного производится на основе результатов инженерных радиационно-экологических изысканий, осуществляемых согласно пп. 4.45, 6.22 и 6.23 СП 11-102-97; п. 4.4 МГСН 2.02-97 и Временным методическим указаниям "Определение плотности потока радона на участках застройки" ВМУ Р1-97, утвержденным 02. 06. 97 ЦГСЭН в г. Москве и Москомархитектурой.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. 1. Источники радона
Радон (Rn-222) и торон (Rn-220) - это радиоактивные газы, не имеющие вкуса, цвета и запаха. Радон является одним из продуктов распада урана (U-238) и непосредственно образуется из радия (Ra-226). Торон - является одним из продуктов распада тория (Th-232). Радон и торон - единственные газообразные элементы в рядах распада урана и тория. При их распаде последовательно образуются цепочки дочерних продуктов, которые завершаются стабильными элементами - изотопами свинца (Pb-206 и Pb-208).
Каждый акт распада радона, торона и их дочерних продуктов сопровождается выделением гамма-кванта, альфа или бета-частицы. Присутствие этих газов (далее по тексту - "радона") в воздухе помещения однозначно свидетельствует о присутствии здесь же их дочерних продуктов.
При решении задач противорадоновой защиты зданий источниками радона считаются объекты, из которых радон непосредственно поступает в помещения независимо от природы его появления в этих объектах.
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;
- наружного воздуха;
- воды из системы водоснабжения здания;
- сжигаемого в здании топлива.
1.2. Механизмы и пути поступления
радона в здание
Средние мировые значения объемной активности (концентрации) радона в наружном воздухе на высоте 1м от поверхности земли составляют от 7 до 12 (фоновое значение). На территориях с насыщенными радоном грунтами эта величина может достигать 50 . Известны территории, где активность радона в наружном воздухе достигает 150 и более . Объемную активность радона в наружном воздухе на данной территории следует рассматривать как его наиболее низкую возможную активность во внутреннем воздухе расположенного на этой территории здания.
Объемная активность радона в почвенном воздухе может составлять от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч . На открытой территории выделяемый из почвы радон быстро рассредоточивается в практически неограниченном объеме наружного воздуха. Поэтому его активность в атмосфере становится на несколько порядков ниже, чем в почве. Например, при активности радона в почве от 5000 до 110 000 и скорости его выделения (плотности потока) из почвы от 4 до 20 активность радона в наружном воздухе падает до 5-20 .
При возведении здания выделяющий радон участок территории изолируется от окружающего пространства. Поэтому радон, выделяющийся из залегающих под зданием грунтов, не может свободно рассредоточиваться в атмосфере, проникает в здание, и его концентрация в воздухе помещений становится выше, чем в наружном воздухе.
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 ограждающие конструкции.
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.
Количество радона, поступающего в помещения из ограждающих конструкций, зависит от концентрации радия в материалах ограждающих конструкций и их газопроницаемости. В большинстве случаев вклад выделяющегося из ограждающих конструкций радона в суммарные поступления не превышает 10%.
Радон хорошо растворяется в воде. Поэтому высокое содержание радона может быть в воде, подаваемой в здания непосредственно из скважин глубокого заложения. Выделения радона из поверхностных водных источников, а также из сжигаемых в печах нефти или природного газа, обычно пренебрежимо малы. Основные пути поступления радона в здание показаны на рис. 1.
Рис. 1. Основные пути поступления радона в здание
1 - выделения из материалов ограждающих конструкций,
2 - швы и стыки между элементами ограждающих конструкций,
3 - трещины и пустоты в ограждающих конструкциях,
4 - проемы для прокладки инженерных коммуникаций в подземной части здания и подвальном перекрытии.
Основная часть радона поступает в помещения из залегающих под зданием грунтов. Перенос радона из грунта в помещения происходит за счет его диффузии через ограждающие конструкции и, главным образом, за счет конвективного воздухообмена через трещины, щели, полости и проемы в ограждающих конструкциях.
Естественный процесс снижения концентрации поступившего в помещения радона происходит за счет его распада и инфильтрации наружного воздуха.
1.3. Состояние проблемы противорадоновой
защиты зданий
Современное состояние проблемы противорадоновой защиты зданий характеризуется опережающим развитием ее технических аспектов, по сравнению с развитием требуемой научной основы. Несмотря на широкий спектр применяемых технических решений защиты, все еще не установлены нормированные параметры, позволяющие производить количественное сравнение эффективности различных решений. Отсутствуют представительные расчетные модели, позволяющие с требуемой точностью прогнозировать содержание радона в помещениях в случае применения тех или иных средств защиты. Дело осложняется чрезвычайной критичностью многих решений к такому количественно неопределяемому фактору как "качество строительных работ". Поэтому все предписания по способам противорадоновой защиты имеют рекомендательный характер, ни одно из них не основано на точном расчете и не нормировано. Тем не менее, имеющийся опыт приводит к выводу, что задача противорадоновой защиты в абсолютном большинстве случаев практически разрешима. Цель не достигается обычно лишь в случае грубых ошибок. Цена достижения цели и эффективность результата существенно зависят от соблюдения ряда установленных опытом принципов.
1.4. Основные принципы противорадоновой
защиты
1.4.1. 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.
1.4.2. При строительстве на радоноопасных участках основной принцип противорадоновой защиты здания заключается в предотвращении поступлений радона в помещения. Необходимость удаления радона из помещений свидетельствует о низком качестве противорадоновой защиты.
1.4.3. Конструкции, предназначенные для снижения поступлений радона в здание, следует располагать как можно ближе к источнику радона. Чем ближе к источнику и дальше от защищаемых помещений устраивается защита, тем выше ее эффективность. Основными являются защитные мероприятия, препятствующие поступлениям радона из грунта в подполье (или в подвальное помещение).
1.4.4. Мероприятия по противорадоновой защите здания, осуществляемые на стадиях его проектирования и строительства, более эффективны и требуют меньших затрат, чем мероприятия по снижению содержания радона в уже построенном здании.
1.4.5. Противорадоновая защита здания должна осуществляться как система логически связанных технических решений, реализуемых в рамках принятой концепции проекта при разработке его всех основных частей (объемно-планировочном решении, проектировании ограждающих конструкций, систем отопления, вентиляции, канализации, электро- и водоснабжения и т. п.). Неудачное решение одного из элементов такой системы защиты может существенно снизить эффективность системы в целом.
1. 5. Организация работ
1.5.1. Проектное решение противорадоновой защиты здания, возводимого на радоноопасном участке, подлежит согласованию в органах Госсанэпиднадзора. Перед представлением проекта на согласование рекомендуется проведение его экспертной оценки в специализированной организации.
1.5.2. Все скрытые строительные работы по устройству противорадоновой защиты должны производиться под авторским надзором проектной организации и поэтапно оформляться актами скрытых работ. Руководитель строительных работ по устройству противорадоновой защиты должен быть ознакомлен с данным Пособием.
2. СПОСОБЫ ПРОТИВОРАДОНОВОЙ ЗАЩИТЫ
2. 1. Пассивная и активная системы защиты
Системы противорадоновой защиты зданий подразделяются на два основных вида - пассивные и активные.
Действие пассивной системы основано на повышении сопротивления узлов и элементов ограждающих конструкций здания диффузионному и конвективному переносу радона от источника в помещения. Преимущество пассивных систем в том, что они в процессе эксплуатации не требуют обслуживания и энергообеспечения.
Действие активной системы основано на снижении радоновой нагрузки на здание путем принудительного отвода радона от источника в атмосферу. Активная система защиты всегда включает в себя систему принудительной вентиляции и поэтому нуждается в источнике энергии и обслуживании. Преимущество активных систем заключается в том, что они являются управляемыми и более эффективными по своим защитным свойствам, чем пассивные. Активная система защиты всегда включает в себя элементы пассивной системы.
При проектировании систем противорадоновой защиты рекомендуется использовать определяемые в зависимости от конкретных условий сочетания технических решений, основные типы которых определены в разделе 2. 2.
Согласно современным оценкам территория московского региона относится к умеренно радоноопасным. В таких условиях в большинстве практических случаев для обеспечения требуемой защиты зданий достаточно применения пассивных систем защиты.
2.2. Классификация типов технических решений
2.2.1. Вентилирование помещений - замещение внутреннего воздуха с высоким содержанием радона наружным воздухом.
2.2.2. Пропитка - состав, внедряемый в жидком состоянии в поры и пустоты слоя пористого или сыпучего материала путем инъектирования состава в материал или просачивания после нанесения на поверхность материала.
2.2.1. Покрытие - состав, наносимый в жидком состоянии тонким слоем на твердую поверхность элемента ограждающей конструкции. Покрытие может одновременно выполнять функцию паро- или гидроизоляционного слоя.
2.2.4. Мембрана - слой пленочного, рулонного или листового газонепроницаемого материала, опирающегося на несущий элемент подвальной стены, пола или перекрытия. Мембрана может выполнять те же функции, что и покрытие.
2.2.5. Барьер - несущая или самонесущая сплошная, практически газонепроницаемая ограждающая конструкция (или элемент конструкции). Как правило, барьер выполняется из монолитного трещиностойкого железобетона в виде подвальной стены, пола или перекрытия.
2.2.6. Коллектор радона - система свободно проводящих газ конструктивных элементов в основании здания, служащая для сбора и отвода в атмосферу выделяющегося из грунта радона, минуя помещения здания.
