Противорадоновая защита жилых и общественных зданий
Покупка
Тематика:
Строительные конструкции
Издательство:
Директ-Медиа
Под ред.:
Шубин Игорь Любимович
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 232
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-4499-1619-8
Артикул: 795609.02.99
Доступ онлайн
302 ₽
В корзину
Монография посвящена относительно новому направлению в строительной физике — радоновой безопасности зданий. В ней изложены физические основы радиоактивности и дозиметрии, проанализировано текущее состояние радоновой проблемы в России и за рубежом, представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований факторов формирования радоновой обстановки в здании. На основании диффузионной модели переноса радона в грунте и подземных ограждающих конструкциях предложен простой и эффективный инженерный метод обеспечения требуемых радонозащитных характеристик зданий. Также в монографии представлен обширный обзор современных технологий снижения поступления радона в здания. Монография предназначена для специалистов в области радиационной безопасности строительства и радиоэкологии, при этом она будет интересна широкому кругу лиц, интересующихся аспектами воздействия на человека ионизирующих излучений. Представленный в ней материал может быть использован при проектировании противорадоновой защиты строящихся и реконструируемых зданий, а также при разработке мероприятий, направленных на нормализацию радоновой обстановки в эксплуатируемых и подлежащих капитальному ремонту зданиях.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Магистратура
- 08.04.01: Строительство
- ВО - Специалитет
- 08.05.01: Строительство уникальных зданий и сооружений
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ АРХИТЕКТУРЫ
И СТРОИТЕЛЬНЫХ НАУК (РААСН)
Научно-исследовательский институт Строительной физики РААСН
Л. А. Гулабянц
А. В. Калайдо
ПРОТИВОРАДОНОВАЯ ЗАЩИТА
ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Монография
Под редакцией
члена-корреспондента РААСН,
д.т.н. Шубина И. Л.
Москва
Берлин
2020
УДК 624.01
ББК 38.300.69
Г94
Рецензенты:
Иванов Николай Игоревич — д.т.н., профессор, заведующий кафедрой экологии
и производственной безопасности Балтийского государственного технического
университета «Военмех им. Д. Ф. Устинова» (г. Санкт-Петербург);
Король Елена Анатольевна — член-корреспондент РААСН, д.т.н., профессор,
заведующий кафедрой жилищно-коммунального комплекса
НИУ МГСУ (г. Москва);
Леденев Владимир Иванович — д.т.н., профессор, профессор кафедры городского
строительства и автомобильных дорог Тамбовского государственного
технического университета (г. Тамбов)
Гулабянц, Л. А.
Г94 Противорадоновая защита жилых и общественных зданий :
монография / Л. А. Гулабянц, А. В. Калайдо, под ред.
И. Л. Шубина. — Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2020. —
232 с. DOI: 10.23681/598776
ISBN 978-5-4499-1619-8
Монография посвящена относительно новому направлению в строитель-
ной физике — радоновой безопасности зданий. В ней изложены физические осно-
вы радиоактивности и дозиметрии, проанализировано текущее состояние радоно-
вой проблемы в России и за рубежом, представлены результаты теоретических
и экспериментальных исследований факторов формирования радоновой обстанов-
ки в здании. На основании диффузионной модели переноса радона в грунте
и подземных ограждающих конструкциях предложен простой и эффективный
инженерный метод обеспечения требуемых радонозащитных характеристик зда-
ний. Также в монографии представлен обширный обзор современных технологий
снижения поступления радона в здания.
Монография предназначена для специалистов в области радиационной без-
опасности строительства и радиоэкологии, при этом она будет интересна широкому
кругу лиц, интересующихся аспектами воздействия на человека ионизирующих
излучений. Представленный в ней материал может быть использован при проекти-
ровании противорадоновой защиты строящихся и реконструируемых зданий,
а также при разработке мероприятий, направленных на нормализацию радоновой
обстановки в эксплуатируемых и подлежащих капитальному ремонту зданиях.
УДК 624.01
ББК 38.300.69
© Гулабянц Л. А., Калайдо А. В., текст, 2020
ISBN 978-5-4499-1619-8 © Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2020
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................................... 7
ANNOTATION ............................................................................................... 12
INTRODUCTION ............................................................................................ 13
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ..................................................................... 18
ГЛАВА 1. Радиоактивность и основы дозиметрии .................................... 21
1.1. Явление радиоактивности и основные дозиметрические
характеристики ......................................................................................... 21
1.2. Классификация источников облучения населения ........................... 32
1.3. Основные изотопы радона и нормирование радонового
облучения .................................................................................................... 36
1.4. Биологические эффекты от облучения радоном
и его дочерними продуктами распада ..................................................... 43
1.5. Методы и средства измерения уровней радона в воздухе
помещений .................................................................................................. 47
ГЛАВА 2. Современное состояние радоновой проблемы
в Российской федерации и за рубежом ........................................................ 57
2.1. Радоновые исследования в зарубежных странах ............................ 57
2.2. Исследования уровней радона в зданиях на территории
Российской Федерации и постсоветских государств ............................ 77
ГЛАВА 3. Исследование закономерностей переноса радона
в пористой среде ............................................................................................. 94
3.1. Критерии и признаки радоноопасности ........................................... 94
3.2. Общие закономерности переноса радона в пористой среде .......... 96
3.3. Плотность потока радона как критерий радоноопасности
территорий застройки ........................................................................... 101
3.4. Экспериментальное определение параметров диффузионного
переноса в пористой среде ...................................................................... 122
3
3.5. Экспериментальное исследование закономерностей
поступления радона в здания равнинных территорий ......................... 128
ГЛАВА 4. Модельное исследование переноса радона
в системе сред «грунт — атмосфера — здание» ........................................ 141
4.1. Расчет радоновой нагрузки на заглубленные ограждающие
конструкции .............................................................................................. 141
4.2. Математическое описание диффузионного переноса радона
из грунта в здание .................................................................................... 150
ГЛАВА 5. Противорадоновая защита зданий и сооружений .................. 162
5.1. Цели радиационно-геологических изысканий .................................. 162
5.2. Расчет параметров противорадоновой защиты .......................... 163
5.3. Принципы противорадоновой защиты зданий ............................... 173
5.4. Технические решения защиты от радона ....................................... 176
5.4.1. Пассивные технологии защиты зданий от радона .................. 176
5.4.2. Активные технологии защиты зданий от радона .................... 185
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................. 191
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ .................................................................. 194
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ......................................................... 200
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ
ГУЛАБЯНЦА ЛОРЕНА АРАМОВИЧА ..................................................... 216
ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................ 220
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ ......................................................................... 229
Посвящается памяти
Гулабянца Лорена Арамовича,
доктора технических наук, профессора,
заслуженного строителя РФ, заведующего лабораторией
радиационной безопасности в строительстве НИИ
Строительной физики РААСН
Гулабянц Лорен Арамович (1939–2017)
ВВЕДЕНИЕ
Права человека на жизнь и здоровье гарантированы Консти-
туцией Российской Федерации, а их реализация является важней-
шей государственной задачей. Поэтому безопасность человека
должна обеспечиваться на протяжении всей его жизни по всем зна-
чимым факторам риска, число которых непрерывно увеличивается
по мере развития общества, техники и технологий.
Около половины причин диагностируемых в настоящее вре-
мя заболеваний обусловлены качеством окружающей среды,
а поскольку современный человек проводит порядка 80 % времени
в зданиях, то создание безопасной внутренней среды является ак-
туальной научно-прикладной задачей. На человека в здании может
одновременно воздействовать более десятка вредных и опасных
факторов физической и химической природы, но, безусловно,
наиболее интенсивным является радиационное облучение. Дей-
ствие ионизирующих излучений причиняет значительный социаль-
ный и экономический ущерб, приводя к ухудшению генофонда
населения Российской Федерации, поэтому обеспечение радиаци-
онной безопасности объектов строительства отвечает концепции
сохранения генофонда населения страны.
Опасность повышенного радиоактивного облучения
у большинства людей ассоциируется с авариями на предприятиях
ядерно-топливного цикла или нарушениями правил обращения
с радиоактивными веществами. На самом же деле, население Земли
большую часть индивидуальной годовой дозы облучения получает
в жилых и общественных зданиях: согласно данным Научного ко-
митета по действию атомной радиации ООН (НКДАР ООН) радо-
ном и его дочерними продуктами распада (ДПР) формируется по-
рядка 70 % дозы облучения населения в странах с умеренным
климатом.
В результате широкомасштабных исследований, проводив-
шихся в рамках специальных государственных программ в странах
Европы и Северной Америки, выяснилось, что практически
7
в каждой стране существуют группы населения, получающие
крайне высокие дозы облучения в бытовых условиях. В Российской
Федерации также существует ряд регионов с повышенными уров-
нями облучения населения естественными источниками ионизиру-
ющего излучения, давно известна аномальная радоноопасность
территорий Республики Алтай, Еврейского автономного округа
и района Кавказских Минеральных Вод.
Радон представляет собой природный источник радиоактив-
ного излучения, одноатомный радиоактивный газ, не имеющий
стабильных изотопов и образующийся в геологической среде при
распаде материнского радия. Радон присутствует во всех трех ра-
диоактивных семействах, но наибольший вред здоровью наносит
222Rn, имеющий период полураспада 3,8 суток,
его основной изотоп
и потому способный мигрировать от места образования на значи-
220 219
тельные расстояния. Два остальных изотопа Rn и Rn (торон
и актинон) имеют периоды полураспада менее одной минуты,
а потому не могут переноситься из грунта в здания.
Когда говорят об облучении радоном, то имеют в виду сов-
местное внутреннее облучение радоном и всеми его короткоживу-
218Po,
щими дочерними продуктами распада. Именно последние (
214Pb, 214Bi и 214Po) формируют практически всю дозу облучения
легких, на сам радон приходится не более 2 %. Распознать присут-
ствие радона и его продуктов распада по вкусу, цвету или запаху
невозможно.
Радон отнесен к канцерогенам первой группы, его повышен-
ная концентрация и присутствие неизбежно сопутствующих ему
дочерних продуктов распада в воздухе помещений ведет
к облучению внутренних органов, способному вызывать рак лег-
ких. Облучение радоном занимает второе место после курения сре-
ди причин смертности от рака легких, причем эти факторы оказы-
вают мультипликативное действие: ущерб от их совместного
действия многократно превосходит сумму ущербов от действия
каждого из факторов в отдельности. Вероятность возникновения
заболеваний главным образом зависит от продолжительности
и интенсивности облучения, а также от состояния здоровья облуча-
емого.
Среднее (фоновое) содержание радона в атмосферном возду-
хе невелико, в приземном слое оно редко превышает 10 Бк/м3,
а потому на открытой местности радон не несет вреда здоровью
8
человека. Но при определенных условиях он способен поступать
из грунта в здание и накапливаться в воздухе помещений. Можно
с полной уверенностью утверждать, что радон оказался одним
из природных факторов, воздействие которого на население много-
кратно усилилось в результате технического прогресса, вследствие
чего в радиационной экологии возникло понятие техногенно изме-
ненного (усиленного) радиационного фона.
Требования ограничения величины облучения населения при-
родными источниками радиации в зданиях нашли отражение
в Федеральных Законах № 3-ФЗ «О радиационной безопасности насе-
ления» и № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий
и сооружений». С целью их выполнения Нормами радиационной без-
опасности НРБ-99/09 и Основными санитарными правилами обеспе-
чения радиационной безопасности ОСПОРБ-99/2010 установлены
предельные допустимые уровни радона в воздухе помещений жилых
и общественных зданий. Однако данные уровни с позиций безопасно-
сти не являются оптимальными, они определены с учетом реальных
технических и экономических возможностей государства. Поэтому
следует стремиться к максимальному, социально и экономически
обоснованному снижению концентрации радона в зданиях, а
в перспективе — достижению состояния, при котором уровни внут-
реннего радона не будут существенно отличаться от его уровней
в атмосфере.
Технические мероприятия, направленные на обеспечение
в здании минимального обоснованного уровня радона, реализуются
исключительно строительными средствами. Их суть состоит
в проектировании и строительстве таких подземных ограждающих
конструкций, которые, выполняя заложенные в них несущие функ-
ции, еще и эффективно препятствуют поступлению радона из грун-
та в здание. На радоноопасных территориях качестве дополнитель-
ной меры защиты в зданиях могут устанавливаться системы
вентиляции, создающие избыточное давление в жилой зоне или
удаляющие воздух с высоким содержанием радона. Однако
на равнинных территориях со средним содержанием радия в грунте
(до 50 Бк/кг) приемлемые уровни радона в воздухе помещений мо-
гут и должны быть достигаться исключительно пассивными техно-
логиями.
Проблема обеспечения радонобезопасности объектов строи-
тельства стала актуальной менее 50 лет назад. Выявление
9
в Скандинавии зданий с ураганными активностями радона (поряд-
3
ка 200 000 Бк/м ) дало толчок радоновым исследованиям по всему
миру. Вскоре было установлено, что величина дозы облучения ра-
доном в помещениях является управляемой компонентой радиаци-
онного риска и может быть существенно снижена строительными
технологиями. Необходимость разработки средств и методов сни-
жения дозы бытового облучения привела к появлению нового
направления строительной физики — радиационной безопасности
зданий и сооружений.
В Российской Федерации исследованием радоновой проблемы
занимаются организации различной ведомственной принадлежно-
сти: более 25 лет изучение закономерностей поступления
и накопления радона в зданиях и сооружениях ведется в НИИ Стро-
ительной физики РААСН Минстроя России, радиацион-
но-экологические аспекты облучения радоном с начала 1990-х явля-
ются главным направлением работы Института промышленной
экологии УрО РАН (г. Екатеринбург), изучению закономерностей
переноса радона в пористых средах посвящены труды геофизиков
Института геоэкологии им. Е. М. Сергеева РАН и Института физики
Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, медико-биологические эффекты об-
лучения продуктами распада радона системно исследуются в НТЦ
радиационной и химической безопасности ФМБА России и
НИИ радиационной гигиены им. профессора П. В. Рамзаева
(г. Санкт-Петербург), ряде других исследовательских институтов.
Большой объем работ по изучению уровней радона в зданиях опре-
деленных территорий (по большей части — потенциально радоно-
опасных) выполнен преподавателями учреждений высшего образо-
вания, существенный вклад в совершенствование методов и средств
измерения активности радона внесли работы сотрудников НТЦ Ам-
плитуда (г. Зеленоград).
Несмотря на разнообразие исследовательских подходов, ра-
доновая тематика все еще относительно нова для многих специали-
стов строительной отрасли, а целый ряд аспектов данной проблемы
находится в стадии решения. Этим частично объясняется ограни-
ченное число отечественных литературных источников, сочетаю-
щих теоретические и практические аспекты реализации противора-
доновой защиты зданий. В 2013 г. Л. А. Гулабянцем было издано
«Пособие по проектированию противорадоновой защиты жилых
и общественных зданий», в котором кратко изложены основные
10
подходы к обеспечению радонобезопасности зданий. Также следует
отметить монографию ученых ИПЭ УрО РАН «Радоновая безопас-
ность зданий» (М. В. Жуковский, А. В. Кружалов, В. Б. Гурвич,
И. В. Ярмошенко), в которой проведен анализ факторов, влияющих
на уровень объемной активности радона в помещениях, и вышедший
не так давно фундаментальный труд коллектива НИИ радиационной
гигиены им. профессора П. В. Рамзаева «Природные источники
ионизирующего излучения: дозы облучения, радиационные риски,
профилактические мероприятия», в котором представлена информа-
ция о радоновой ситуации во всех без исключения регионах России.
С июня 2018 введен в действие Свод правил «Здания жилые и обще-
ственные. Правила проектирования противорадоновой защиты»,
разработанный в НИИ Строительной физики коллективом лаборато-
рии радиационной безопасности в строительстве под руководством
Л. А. Гулабянца.
В данной монографии рассматривается более широкий круг
вопросов, имеющих непосредственное отношение к радоновой те-
матике. Приведены краткие сведения об истории возникновения
радоновой проблемы, изложены современные представления
об основных явлениях и процессах, обуславливающих необходи-
мость и определяющих способы осуществления защиты от радона
при строительстве современных зданий. Значительное внимание
уделено изложению основ знаний о явлении радиоактивности, до-
зах облучения, механизмах и последствиях облучения радоном,
теории переноса радона и ряда других вопросов, ознакомление
с которыми необходимо для понимания смысла практически реша-
емых задач противорадоновой защиты.
Монография, в первую очередь, адресована специалистам
строительной отрасли для использования при проектировании про-
тиворадоновой защиты новых зданий, а также существующих зда-
ний, подлежащих реконструкции, восстановлению или реставра-
ции. Она также может быть использована при разработке
мероприятий по нормализации радоновой обстановки в эксплуати-
руемых и подлежащих капитальному ремонту зданиях. В то же
время, представленный материал может быть полезен и более ши-
рокому кругу читателей, интересующихся проблемами экологиче-
ской безопасности современного строительства.
ANNOTATION
The monograph is devoted to a relatively new direction in build-
ing physics — radon safety of constructions. It outlines the physical
foundations of radioactivity and dosimetry, analyzes the current state of
the radon problem in Russia and abroad, presents the results of theoreti-
cal and experimental studies of the factors forming the radon environ-
ment in a building. Based on the diffusion model of radon transport in
the soil and underground walling, a simple and effective engineering
method is proposed to ensure the required radon-protective characteris-
tics of buildings. The monograph also provides an extensive overview
of modern technologies for reducing the supply of radon to buildings.
The monograph is intended for specialists in radiation safety of
construction and radioecology, while it will be of interest to a wide
range of people interested in aspects of human exposure to ionizing ra-
diation. The material of monograph can be used in the design of radon
protection for buildings under construction and reconstruction, as well
as in the development of measures aimed at normalizing the radon situa-
tion in operated buildings and constructions to be renovated.
Доступ онлайн
302 ₽
В корзину