Свод правил по проектированию и строительству «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» [пункт 4.18 СП 50-101-2004] предусматривает необходимость мер по изоляции соприкасающихся с грунтом конструкций от проникновения в дом радиоактивных почвенных газов. Также предусматривается комплекс мер, способствующих снижению концентрации радиоактивных почвенных газов (радона, торина) газов в соответствии с требованиями санитарных норм. Наиболее опасный для здоровья человека радиоактивный газ радон-222 является продуктом распада радия-226 (период полраспада 1620 лет), который образуется из урана-238, содержащегося в осадочных породах. Уран-238 содержится практически во всех видах пород, и равномерно распределен в земной коре. Поэтому радон выделяется из грунтов практически повсеместно. Поскольку период полураспада радия-226 очень большой, то концентрация радона практически не уменьшается со временем. Есть места с большими концентрациями урана в грунтах. Такие места особенно радоноопасны. По классификации Всемирной организации здравоохранения радон относится к известным канцерогенам с статистически доказанной способностью вызывать рак легких у человека. Детальный отчет о воздействии радона на организм человека можно прочитать в официальной публикации Committee on Health Risks of Exposure to Radon (BEIR VI) . В приложениях отчет содержит большое количество ссылок на проведенные научные исследования. Газ радон опасен для здоровья человека только когда он находится в легких. Газ радон постоянно распадается на другие изотопы (период полураспада 3,8 суток), и во время этого распада выделятся небольшое количество ионизирующего излучения (альфа излучение). Пробег альфа частиц в воздухе составляет от 2-х до 10 см. В тканях человека пробег частиц всего 30-130 микрон. Легкие (нижние доли) страдают больше всего, так как в них накапливается при дыхании наибольшая концентрация радона. Альфа частицы повреждают ДНК клетки, вызывая мутации и рост атипичных клеток. В норме иммунная система убивает такие атипичные клетки, но при различных нарушениях иммунной системы возможен их неконтролируемый рост. Рак легких возникает при длительном воздействии радона в течение 10-25 лет. Хотя в 1994 году постановлением Правительства РФ № 809 от 06.07.94 г. была принята Федеральная целевая программа «Снижение уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников», в отечественной строительной литературе опасности, связанные с постоянным проникновением радона в жилое помещение, чаще всего обходятся молчанием. Между тем, по данным департамента здравоохранения США, радон является причиной смерти до 19-20000 человек ежегодно. Облучение радиоактивным радоном является второй по величине причиной возникновения рака легких (12,5% от всех причин) после курения. Облучение радоном уносит больше жизней в США, чем пожары, наводнения и авиакатастрофы вместе взятые.
Схема №8. Пути проникновения радона в жилой дом.
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. Второй по значению источник радона в частном доме – вода из колодцев и артезианских скважин. Хотя обычно концентрация радона в воде очень невелика, он «капля за каплей» выделятся из воды в доме из струй воды из-под кранов, при принятии душа, при стирке белья в стиральной машине и накапливается в помещении. 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, который используется при производстве шлакобетона многим самостройщиками. Как правило, концентрация радона в индивидуальных домах выше, чем в многоквартирных многоэтажных зданиях с лучшей вентиляцией. Исследования [Gunby, 1993] показали, что концентрация радона в жилых домах мало зависит от материала стен и особенностей архитектурного решения. То есть в доме из кирпича, газобетона или самого экологически чистого сибирского или архангельского бревна концентрация радона будет отличаться не более чем на 5%. Примерно 20 % общественных преимущественно малоэтажных зданий в США (школы) характеризуются повышенной концентрацией радона. Меньшая концентрация радона наблюдается в атмосфере зданий, подпол у которых либо хорошо проветривается (столбчатый фундамент), либо в зданиях, изолированных от грунтов плитным фундаментом. Максимальная концентрация радона наблюдается в подвалах, подполах и на первых этажах зданий. Концентрация радона выше всего в зданиях на замкнутых ленточных фундаментах со свободным подпольным пространством, не имеющих изоляции от грунта пространства под домом, и не имеющих вентиляции подпольного пространства. Люки в подвалы и подполы, щели в полах являются отличными входными воротами для проникновения радона в дом. Норма радоновой радиоактивности в атмосфере вновь построенных домов составляет 200 Бк/м3. В старых домах критическим уровнем считается 400 Бк/м3. Если концентрацию не удается снизить до этого уровня – жильцы подлежат переселению в безопасные строения. Меньшая концентрация радона наблюдается в атмосфере зданий, подпол у которых либо хорошо проветривается (столбчатый фундамент), либо в зданиях, изолированных от грунтов плитным фундаментом. Если вы думаете, что радоновая опасность вам не грозит, просто разыщите в МЧС или в администрации карты радоноопасных районов. Для примера, ниже представлена карта-схема радоноопасных районов Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Радоноопасные территории отмечены на карте бежевым цветом. Практически весь юго-запад Ленинградской области и многие волости Выборгского и Приозерского районов (с известными радоновыми озерами) являются радоноопасными.
Карта № 2. Радоноопасные территории Ленинградской области.
Конструкционные способы защиты от радона Для дома на ленточном фундаменте можно предложить два варианта защиты жилого пространства от проникновения радона. 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 полиэтиленовой пленкой в несколько слоев и засыпается песком, который утрамбовывается. Поверх песка укладывается еще один слой гидроизоляции — пароизоляции и отливается армированная плита. Устройство перекрытий и полов по грунту детально будет рассмотрено в отдельной главе в конце книги. Гидроизоляция под стеновыми материалами также способна предотвратить диффузию почвенных газов в пористые стеновые материалы (в том числе и обыкновенный тяжелый бетон). Для домов с ленточными фундаментами (как самыми небезопасными с точки зрения накопления радона в подполе) можно предложить два варианта защиты жилого пространства от проникновения радона. 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 мелкозаглубленного ленточного фундамента укрывается ПВХ пленкой в несколько слоев и засыпается песком, который утрамбовывается. Поверх песка укладывается еще один слой гидроизоляции — пароизоляции (толстая ПВХ, а не полиэтиленовая пленка) и отливается армированная плита. В главе 5 свода правил СП 31-105-2002 «Фундаменты, стены подвалов, полы по грунту» предусматривается следующий комплекс мер по защите задний от почвенных газов:
Изоляционные слои для предотвращения проникновения грунтовых газов, функции которых могут выполнять влагоизоляционные и гидроизоляционные слои, либо отдельный пароизоляционный слой из ПВХ пленки толщиной 0,15 мм. Стыковые соединения пароизоляционного материала должны выполняться внахлестку с шириной перекрытия не менее 30 см. В случае устройства покрытия пола по бетонной плите изоляционный слой укладывается поверх бетонной плиты.Стыки пароизоляционного материала должны быть герметизированы.
Стыки между плитой пола по грунту и стенами подвалов, а также все зазоры в плитах по грунту в местах пропуска труб и других конструктивных элементов должны быть герметизированы с применением нетвердеющих герметиков.
Отверстия для стока воды в плитах полов по грунту должны иметь гидравлические затворы для предотвращения проникновения грунтовых газов.
Схема №9. Конструкционные способы защиты от избыточной концентрации радона в жилом помещении.
Если вы хотите устроить висячие деревянные перекрытия на мелкозаглубленном ленточном фундаменте, то вам придется предусмотреть несколько мер конструктивной защиты от радона: изоляцию грунта под домом и вентиляцию подпольного пространства.
Изоляция грунта может выполняться застилкой поверхности слоем ПВХ пленки с нахлестом листов не менее 30 см и проклейкой или слоем EPDM пленки для гидроизоляции прудов. Пленка заводится на внутренние стенки ленточного фундамента, приклеивается, и засыпается слоем песка 15-20 см. Второй вариант – устройство тонкой армированной бетонной стяжки по гидроизоляции на всем подпольном пространстве по грунту.
Источник
ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА: спецоперация «Радон»
Комфорт и безопасность любого здания начинается не с красивого крыльца и бесшумного лифта. Природа полна «сюрпризов»: невидимых и безжалостных, не зависящих от жизнедеятельности человека, без запаха и цвета. Например, радиационный фон территории может превысить допустимые значения в местах, где этого ожидаешь меньше всего.
В России внимание на радоновый фактор обратили еще в 90-е годы прошлого века
Одной из основных задач современного строительного комплекса является обеспечение безопасности жизнедеятельности человека, и в частности радиационной безопасности. Согласно Федеральному закону от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения», Статьи 15 «Обеспечение радиационной безопасности при воздействии природных радионуклидов»:
«Облучение населения и работников, обусловленное радоном, продуктами его распада, а также другими долгоживущими природными радионуклидами, в жилых и производственных помещениях не должно превышать установленные нормативы».
Подавляющее большинство людей считают, что основными причинами радиационного излучения являются техногенные источники (радиационные аварии, испытания ядерного оружия и т.д.), хотя, по данным различных организаций, процент такого рода излучения от среднегодовой дозы облучения человека не превышает 1%.
В тоже время, до 70% среднегодовой дозы облучения формируется за счет действия природных источников: грунта основания ограждающих конструкций и строительных материалов (см. рисунок 1).
Среди природных источников излучения основная роль принадлежит радиоактивному газу радону
Радон – радиоактивный элемент периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, он представляет собой благородный, одноатомный, не образующий химических соединений газ. В природе наиболее распространен Rn-222.
Период его полураспада относительно велик – 3,82 суток. Поэтому, прежде чем распасться, он успевает распространиться в окружающей среде на значительное расстояние. Присутствие радона в воздухе по вкусу, цвету или запаху распознать невозможно.
Распределение радонообразующих элементов в грунтах зависит от многих факторов. В частности, от характера развития пород в определенных геологических периодах, геоморфологии, прошлой и текущей тектонической деятельности и др. Наиболее достоверную информацию об их содержании на конкретной территории получают на основе результатов радиационно-геологических исследований.
Радонопроницаемость тех или иных грунтов зависит от их пористости и влажностного состояния
Сооружение, а также окружающие его воздушное и подземное пространство представляют собой единую природно-техногенную систему. Все элементы этой системы активно влияют на процесс переноса радона. Опирающаяся на грунт часть ограждающей конструкции представляет собой препятствие для свободного перехода грунтового радона в атмосферу.
Вертикальные ограждающие конструкции заглубленных сооружений расположены параллельно основному направлению перемещения радона в грунте и мало препятствуют его разгрузке в атмосферу. Хотя значительные поступления радона возможны также через неуплотненные надлежащим образом узлы прохода в здание инженерных коммуникаций.
Проникновения радона по горизонтальной, опирающейся на грунт конструкции фундаментной плиты, могут варьировать в широких пределах в зависимости от ее радонопроницаемости и концентрации радона в местном грунте.
Такие проникновения чаще всего составляют большую часть суммарных поступлений радона внутрь помещения (см. рисунок 2). Диффузия радона может наблюдаться даже в степных зонах Сибири и Европейской России.
Уровень концентрации радона в помещении зависит от:
• величины суммарных поступлений радона в помещение от грунта и других источников;
Основные механизмы переноса радона от источника в помещение:
• диффузия, обусловленная разностью концентраций радона в грунте (либо другом источнике) и в помещении;
• конвекция, обусловленная разностью плотностей смеси газов в грунте (либо другом источнике) и в помещении.
Подавление диффузионного переноса достигается путем применения в конструкции материалов с низкими значениями коэффициента диффузии радона.
Подавление конвективного переноса достигается правильным проектированием и устройством ограждающей конструкции: грамотным устройством технологических швов (см. рисунок 3), применением трещиностойких узлов и конструкций, уплотнением (герметизацией) стыков и швов между элементами конструкций.
Радонопроницаемость ограждающих конструкций в решающей степени зависит от качества строительных работ и применяемых материалов. Использование некачественных материалов и нарушения технологии их применения могут свести к нулю эффективность защиты.
Радонозащитные мероприятия, которые реализуются в процессе строительства сооружения, всегда требуют меньших затрат, чем мероприятия, которые реализуются после завершения строительства.
Возводимые сооружения должны удовлетворять целому комплексу требований по обеспечению их устойчивости к различным нагрузкам, пожарной безопасности, сейсмостойкости, долговечности и т.п. Радонобезопасность сооружения не должна обеспечиваться в ущерб другим требованиям.
Противорадоновая защита
В целом, противорадоновая защита – это система технических мероприятий, реализуемых при проектировании его ограждающих конструкций и узлов их сопряжения, системы отопления, вентиляции, канализации, электро- и водоснабжения и т.д. Неудачное решение одного из элементов такой системы может существенно снизить ее эффективность в целом.
Противорадоновая защита сооружения может быть пассивного или активного вида. Пассивная защита заключается в повышении сопротивления переносу радона от источника внутрь помещения отдельных узлов и элементов ограждающих конструкций. Пассивная защита не требуют обслуживания и эксплуатационных затрат. Основной недостаток пассивной защиты – это ее неремонтопригодность.
Активная защита заключается в снижении радоновой нагрузки на подземную часть здания или дезактивации насыщенного радоном воздуха в помещении посредством специального оборудования. Активная защита управляема и ремонтопригодна, однако, она требует затрат на обслуживание и потребляемую электроэнергию.
При высоком уровне концентрации радона в районе строительства, применяется, как правило, комбинированный метод защиты, включающий пассивную и активную защиту одновременно.
Один из вариантов пассивной защиты – устройство сплошной мембраны с уплотнением швов, стыков, элементов трубных проходок и т.д. Мембрана – сплошной слой малопроницаемого для радона материала. Мембрана располагается внутри или снаружи несущего элемента ограждающей конструкции, повышает ее общее сопротивление радонопроницанию и служит защитой от проникновения грунтового радона в здание через поры, трещины и стыки в элементах конструкции.
При устройстве радонозащитной мембраны необходимо:
• обеспечить ее сплошность/неразрывность в пределах площади защищаемого сооружения;
• исключить возможность ее механического повреждения в процессе строительства;
• предусмотреть возможность ее упругопластической деформации без разрушения при подвижках несущей конструкции.
Уплотнение – герметизация швов и стыков в конструкции с использованием упругих или пластичных материалов (герметиков). Защитный эффект практически непроницаемых для радона подземных ограждающих конструкций может быть сведен к нулю при наличии неуплотненных (незагерметизированных) швов в конструкции или в узлах прохода инженерных коммуникаций через конструкции.
Уплотнение должно выполняться с учетом возможности раскрытия швов в процессе эксплуатации сооружения. Герметик должен компенсировать эти изменения без потери своих защитных свойств.
Разработка Научного центра
Специалисты Научного центра Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ, ведущего международного производителя надежных и эффективных строительных материалов и систем, разработали инновационную битумно-полимерную мембрану ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА.
Она целенаправленно рассчитана на эффективное ограждение фундаментных и иных конструкций от диффузии радона. Основа из полиэстера, совмещенная с газоизоляционным алюминиевым экраном, позволяет эффективно препятствовать проникновению радона внутрь помещения.
Согласно испытаниям НИИСФ РААСН коэффициент диффузии радона D в слое данного материала составляет (0,91±0,11)х10-10 м2/с. А, например, армированный бетон марки B20 толщиной 200 мм имеет коэффициент диффузии радона 5,3х10-8 м2/с, т.е. в 500 раз больше.
Битумно-полимерные рулонные материалы являются одним из самых распространенных видов материалов для создания кровельной и гидроизоляционной мембраны. Это связанно с известностью технологии монтажа/укладки и качеством получаемого покрытия.
Процесс монтажа ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА не отличается от монтажа других наплавляемых материалов серии ТЕХНОЭЛАСТ, поэтому с его укладкой способен справиться любой подрядчик, обладающий навыками работы с битумно-полимерными рулонными материалами.
При устройстве радонозащитной мембраны создание воздушных полостей между материалом и конструкцией не допускается. Битумно-полимерный рулонный материал должен быть полностью наплавлен на поверхность, укладка материала свободно со сваркой нахлестов не допускается.
Полотна смежных рулонов должны перекрываться краевым и торцевым нахлестами не менее чем на 150 мм. Во избежание разрывов и проколов мембрана должна наноситься на выровненную поверхность и покрываться защитным слоем.
Перед нанесением мембраны необходимо устранить все острые выступы, углы и т.д., чтобы избежать излома материала или статического продавливания мембраны (например, при засыпке котлована грунтом и в процессе эксплуатации сооружения), для чего необходимо устраивать переходные галтели или выкружки.
Выравнивающий и защитный слои, выкружки и галтели устраивают толщиной не менее 50 мм из цементно-песчаного раствора марки не ниже 100.
Защиту мембраны на вертикальных поверхностях рекомендуется выполнять с применением профилированной мембраны PLANTER standard.
ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА применяется в многослойной (обычно двухслойной) системе изоляции фундаментов и всегда выступает в качестве внешнего слоя, т.е. слоя обращенного к грунту (см. рисунок 4). В качестве внутреннего слоя применяют материал ТЕХНОЭЛАСТ ЭПП.
При устройстве радонозащитной мембраны особое внимание следует обращать на выполнение сложных узлов: внутренних и внешних углов, сложных сопряжений, вводов коммуникаций и т.п. Все данные узлы должны быть усилены специальными отрезками, выполненными из материала основного гидроизоляционного покрытия.
Как видим, технология монтажа радонозащитной мембраны из битумно-полимерных рулонных материалов ничем не отличается от работы с такими материалами при создании кровельных и гидроизоляционных мембран. Поэтому, ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА активно применяется при создании радонозащитной мембраны на строительных объектах.
Новый жилой район «Южный берег» и Административно-гостиничный комплекс по ул. Маерчака в Красноярске; Жилой комплекс «Александровский» в Челябинске; Учебно-тренировочный центр Фристайла в Белоруссии; Спортивный комплекс по ул. Модельная в Казани и многие другие построены с применением данного материала.
Проблема радиационной защиты жилых и общественных зданий постепенно осознается российскими застройщиками и государственными заказчиками строительства объектов. Востребованность ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА непрерывно растет в самых разных регионах России и странах СНГ.
Так, с применением радонозащиты ТЕХНОЭЛАСТ АЛЬФА построен жилой район «Южный берег» и административно-гостиничный комплекс по ул. Маерчака в Красноярске, жилой комплекс «Александровский» в Челябинске, спортивный комплекс по ул. Модельная в Казани, Учебно-тренировочный центр фристайла в Белоруссии и многие другие.
Среди природных источников излучения основная роль принадлежит радиоактивному газу радону
Уровень концентрации радона в помещении зависит от:
Радонопроницаемость ограждающих конструкций в решающей степени зависит от качества строительных работ и применяемых материалов. Использование некачественных материалов и нарушения технологии их применения могут свести к нулю эффективность защиты.
Она целенаправленно рассчитана на эффективное ограждение фундаментных и иных конструкций от диффузии радона. Основа из полиэстера, совмещенная с газоизоляционным алюминиевым экраном, позволяет эффективно препятствовать проникновению радона внутрь помещения.
При устройстве радонозащитной мембраны особое внимание следует обращать на выполнение сложных узлов: внутренних и внешних углов, сложных сопряжений, вводов коммуникаций и т.п. Все данные узлы должны быть усилены специальными отрезками, выполненными из материала основного гидроизоляционного покрытия.