Оценка вкладов диффузионного и конвективного поступления радона в здания

Присутствие радона в жилых и служебных помещениях представляет серьезную проблему, так как существенный ущерб коллективному здоровью населения достигается крайне малыми концентрациями этого радиоактивного газа. Содержание радона в воздухе помещений ограничивается на законодательном уровне. Рекомендациями международных организаций (МАГАТЭ, ВОЗ, Международная комиссия по радиологической защите) устанавливаются приемлемые дозы облучения радоном, на основании которых каждое государство утверждает собственные национальные контрольные уровни. Обеспечение непревышения законодательно закрепленных уровней радона в воздухе помещений возможно только за счет ограничения его поступления из основного источника. В подавляющем большинстве случаев таким источником выступает грунт под зданием. Уровни радона в помещениях нижнего этажа на 90% формируются за счет его поступления из грунта в основании здания. Почвенный газ, содержащий радон в опасных концентрациях, поступает в помещения через неплотности в подземной оболочке здания за счет конвекции и сквозь подземные ограждающие конструкции посредством диффузии. Величина объемной активности радона в воздухе помещения определяется плотностью потока радона с поверхности пола, которая, в свою очередь, зависит от механизма переноса радона из грунта в здания. В статье рассмотрены закономерности формирования радоновой обстановки в помещениях нижнего этажа во всем диапазоне проницаемостей грунтов – основного фактора, определяющего механизм переноса радона в здание, а также установлены границы доминирования каждого из механизмов переноса.

А.В. КАЛАЙДО¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.И. РИМШИН^1,2, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
М.Н. СЕМЕНОВА¹, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
² Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

1. Reducing Radon in New Construction of 1 and 2 Family Dwellings and Townhouses (CCAH-2020). AARST Consortium on national radon standards. 33 p.
2. Darby S., Hill D., Doll R. Radon: A likely carcinogen at all exposures // Annals of Oncology. 2001. № 12, рр. 1341–1351.
3. Рогалис В.С. Вклад радона и среды обитания человека в формирование радиоэкологической обстановки в г. Москве // Геофизический вестник. 2008. № 6. С. 14–16.
4. Польский О.Г., Варшавский Ю.В., Вербов В.В. Система обеспечения радиационной безопасности населения московского мегаполиса // Медицина труда и промышленная экология. 2006. № 2. С. 4–11.
5. Radiation Protection and Safety of Radiation Sources: International Basic Safety Standards. IAEA Safety Standards for protecting people and the environment. Vienna, 2014. 471 p.
6. World Health Organization, WHO Handbook on Indoor Radon: A Public Health Perspective, WHO. Geneva, 2009. 94 р.
7. Darby S., Deo H., Doll R. A parallel analysis of individual and ecological data on residential radon and lung cancer in south-west England // Journal of the Royal Statistical Society: Series A (Statistics in Society). 2001. Vol. 164. Iss. 1, pp. 205–207. https://doi.org/10.1111/1467-985X.00196
8. Beck T.R. Risks and radiation doses due to residential radon in Germany // Radiation Protection Dosimetry. 2017. Vol. 175 (4), pp. 466–472. DOI: 10.1093/rpd/ncw374
9. Radolich V., Miklavchich I., Stanich D. Identification and mapping of radon-prone areas in Croatia – preliminary results for Lika-Senj and the southern part of Karlovac counties // Radiation Protection Dosimetry. 2014. Vol. 162 (1–2), pp. 29–33. DOI: 10.1093/rpd/ncu212
10. ICRP: Protection against radon-222 at home and work. International Commission on Radiological Protection Publication 65. Pergamon, 1994. 89 р.
11. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): (Ионизирующее излучение, радиационная безопасность СП 2.6.1.2523–09): зарегистрирован 14 августа 2009 г. Регистрационный № 14534. М.: Минюст России, 2009. 225 с.
12. Ярмошенко И.В., Онищенко А.Д., Жуковский М.В. Проблемы оптимизации защиты от радона и введения референтного уровня в Российской Федерации // Радиационная гигиена. 2014. Т. 7. № 4. С. 67–71.
13. Wang F., Ward I.C. The development of a radon entry model for a house with a cellar // Building and Environment. 2000. Vol. 35, рр. 615–631. https://doi.org/10.1016/S0360-1323(99)00052-9
14. Vasilyev A.V., Yarmoshenko I.V., Zhukovsky M.V. Low air exchange rate causes high indoor radon concentration in energy-efficient buildings // Radiation Protection Dosimetry. 2015. Vol. 164–4, рр. 601–605. DOI: 10.1093/rpd/ncv319
15. Bakaeva N.V., Kalaydo A.V. Analytical model for calculation the radon-protective characteristics of underground walling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. № 456, 012102. doi:10.1088/1757-899X/456/1/012102.
16. Diallo T., Collignan B., Allard F. 2D Semi-empirical models for predicting the entry of soil gas pollutants into buildings // Building and Environment. 2015. № 85, pp. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.11.013
17. Гулабянц Л.А. Пособие по проектированию противорадоновой защиты жилых и общественных зданий. М.: НО «ФЭН-НАУКА», 2013. 52 с.
18. Kojima H., Nagano K. Dependence of barometric pressure, wind velocity and temperature on the variation of radon exhalation // Proceedings of the 2000 International Radon Symposium. 2000. NJ III, рр. 6.1–6.11.
19. Andersen S.E. Numerical modeling of radon-222 penetration into homes: a brief description of methods and results. The Science of the Total Environment. 2001. Vol. 272, pp. 33–42. DOI: 10.1016/S0048-9697(01)00662-3
20. Jiranek M., Svoboda Z. Numerical modelling as a tool for optimisation of sub-slab system design // Building and Environment. 2007. No. 42, pp. 1994–2003.
21. Kuzina E., Cherkas A., Rimshin V. Technical aspects of using composite materials for strengthening constructions // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 365 (3). 032053 DOI: 10.1088/1757-899X/365/3/032053
22. Ларионов Е.А., Римшин В.И., Василькова Н.Т. Энергетический метод оценки устойчивости сжатых железобетонных элементов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2012. № 2. С. 77–81.
23. Римшин В.И., Галубка А.И., Синютин А.В. Инженерный метод расчета усиления железобетонных плит покрытия композитной арматурой // Научно-технический вестник Поволжья. 2014. № 3. С. 218–220.
24. Мосаков Б.С., Курбатов В.Л., Римшин В.И. Основы технологической механики тяжелых бетонов. Минеральные Воды: Белгородский гос. технологический ун-т им. В.Г. Шухова, Северо-Кавказский фил., 2017. 209 с.
25. Varlamov A.A., Rimshin V.I., Tverskoi S.Y. The general theory of degradation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. Iss. 2. 022028.
26. Varlamov A.A., Rimshin V.I., Tverskoi S.Y. The modulus of elasticity in the theory of degradation // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. Iss. 2.022029.
27. Karpenko N.I., Eryshev V.A., Rimshin V.I. The limiting values of moments and deformations ratio in strength calculations using specified material diagrams // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 463. Iss. 3. 032024.