СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДОНА ИЗ ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЙ
METHOD FOR REMOVING RADON FROM ROOM AIR

Изобретение относится к области экологии, а именно к осуществлению радонозащитных мероприятий в различных зданиях и сооружениях.
В настоящее время разработан ряд способов противорадоновой защиты в жилых зданиях и сооружениях, расположенных на территориях с повышенными выделениями радона из почв или в которых радон выделяется из строительных материалов стен и перекрытий.
В общем случае снижение радона в воздухе помещений может быть достигнуто за счет следующих технических решений:
- подбор участка для строительства на территории с минимальным выходом природного радона из почвы;
- применение различных конструктивных решений, препятствующих проникновению радона из почвы в здание;
- вентиляция (принудительная или естественная) с целью удаления радона из воздуха помещений.
Первый и второй способы реализуются на стадии проектирования и строительства сооружений на территориях с повышенными выделениями радона из почв.
В случае, когда первые два способа не решили поставленной задачи в полном объеме, применяют дополнительную вентиляцию помещений. Проветривание помещений приводит к замещению воздуха с высоким содержанием радона на более чистый воздух (Гулабянц Л.А. Пособие к МГСН 2.02.-97. Проектирование противорадоновой защиты жилых и общественных зданий, M., 1998, стр.6). Чистота воздуха помещений достигается за счет значительного воздухообмена, и необходимый приток может быть рассчитан.
Обеспечение естественного сквозного проветривания закрытых подполий и неотапливаемых подвалов осуществляется обустройством вентиляционных проемов в цоколе на всех фасадах здания. При этом суммарная площадь вентиляционных проемов помещений должна составлять не менее 1-1,5% от площади проветриваемых площадей.
Естественная вентиляция остужает помещение и ведет к увеличению затрат на отопление всего здания и ограничена величиной кратности воздухообмена, т.к. при возрастании объема отводимого воздуха отмечается и рост поступления радона из почвы.
Наиболее приемлемой и регулируемой является система принудительной вентиляции, но при этом давление в помещении должно быть выше, чем в подвальных перекрытиях. Это влечет за собой увеличение влажности в помещениях и усиление поступления радона из почвы в подвалы и далее - в вентилируемое помещение (там же, стр.6).
Этот способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу, наиболее эффективным и практически единственным при условии, что работы по созданию радонозащитных конструкций не могут быть выполнены или не дали должного эффекта, а снижение концентрации радона в воздухе помещений необходимо.
Однако интенсивная вентиляция наружного воздуха в помещениях также создает проблемы в осенне-зимний период (там же, стр.6).
Ставится задача разработать способ удаления радона из воздуха помещений, не создающий ухудшения климатических условий внутри них и увеличения интенсивности поступления радона в помещения.
Задача решается тем, что в способе удаления радона из воздуха помещений, включающем принудительную вентиляцию, вентилируют воздух только внутри помещения, без поступления наружного воздуха, причем пропускают его через поглотительные фильтры из активированного угля, сорбирующие радон, с интенсивностью прокачки и размещением вентиляторов в помещении, обеспечивающих превышение поглощенного радона над поступающим в единицу времени.
В новой технологии использована высокая сорбционная способность активированного угля. Известно, что адсорбция радона на угле подчиняется закону Генри, в соответствии с которым содержание радона в угле С и его концентрация с в воздухе связаны зависимостью С=ас, где коэффициент адсорбции радона а зависит только от температуры среды и природы адсорбента, не зависит ни от природы и давления несущего газа, ни от количества адсорбирующего вещества, ни от величины внешнего объема газовой фазы и парциального давления радона и для ряда углей достигает 2000 и более. Учитывая незначительный диапазон изменений температур в жилых помещениях, основной задачей является подбор марки активированного угля с максимальной адсорбцией по радону. Следует отметить, что зависимость С=ас справедлива для статического поглощения, при котором сорбент находится в атмосферном воздухе. В условиях, когда сорбция радона осуществляется из естественного потока грунтового воздуха, существенным является оценка сорбции радона углем в динамическом режиме, а также исследование сорбционной способности углей (возможность насыщения). Для измерения объемной активности радона использовались приборы радиометр радона РРА-01 М и радиометр аэрозолей РАА-10, имеющие действующую государственную поверку.
Для осуществления предлагаемого способа проводят следующие операции:
1. Измеряют количество поступающего в помещение радона в единицу времени.
2. Выбирают установку, обеспечивающую необходимую производительность для осуществления рециркуляции воздуха в должном объеме через фильтр-поглотитель из активированного угля.
3. Корректируют параметры установки (установок) и их размещение с учетом распределения потоков внутри помещения (для исключения «мертвых зон»).
4. Осуществляют контрольные измерения содержания радона в воздухе помещения, сдаваемого в эксплуатацию после радоноподавления.
Аккредитованной лабораторией радиационного контроля ФГУ НПП «Геологоразведка» были проведены исследования по изучению эффективности заявляемой технологии на одном из объектов (Санкт-Петербург).
Эти оценки были выполнены на объекте с повышенной радоноопасностью, причем в качестве полигона для исследований были выбран подвал здания с максимальными значениями концентраций радона в воздухе.
Сопоставление предлагаемого способа и способа-прототипа, предусматривающего принудительную вентиляцию помещения наружным воздухом, проведено на одном из объектов, где вентиляция по способу-прототипу была уже проведена ранее.
3
На выбранном объекте концентрация радона в воздухе отдельных помещений достигала 1000 и более Бк/м.
Пример.
2
3
Предлагаемая технология была реализована в помещении, площадью 20 м, высотой 3 м, в котором были зафиксированы превышения радона в воздухе до 700 Бк/м.
3
Проведенная принудительная вентиляция с забором наружного воздуха двумя вентиляторами с суммарной производительностью 300 л/мин позволила снизить содержание радона до 180 Бк/м, однако при этом температура в помещении в зимнее время уменьшилась на 5-7 градусов.
Предлагаемый способ был осуществлен в полном соответствии с его описанием и включал:
- выключение принудительной вентиляции по способу-прототипу;
2
- измерение среднего потока радона, поступающего в помещение за единицу времени, оказавшегося равным 0,25 Бк/м·сек;
- выбор 4-х вентиляционных установок с фильтром из активированного угля производительностью по 250 л/мин каждая с равномерным размещением их в помещении;
- включение установок и замеры изменения концентраций радона в воздухе помещения.
Контрольные измерения показали, что через 60 минут содержания радона в воздухе уменьшились до величин 30÷46 Бк/л и стабилизировались в этом интервале при действующей вентиляции. При ее выключении содержание радона возрастало до величин 500 Бк/м и более за 45 минут.
Таким образом, пример реализации предлагаемого способа полностью подтвердил его работоспособность.
Проведенные эксперименты однозначно показали:
- наиболее эффективной технологией снижения концентрации радона в воздухе является использование активированного угля, который при толщине сорбирующего слоя в несколько сантиметров практически полностью поглощает радон;
- проведенные испытания сорбционной способности фильтров из активированного угля при плотностях потоков радона, в тысячи раз превышающих естественные потоки из грунтов, показали возможность их эксплуатации в таких условиях;
- предложенный способ принудительной вентиляции помещений позволяет понизить практически любую концентрацию радона в помещениях до существующих норм, способ универсален, экономически выгоден, пригоден для помещений различного назначения.