СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДОНА ИЗ ВОЗДУХА ПОМЕЩЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК F24F7/07 F24F3/16 

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.

На выбранном объекте концентрация радона в воздухе отдельных помещений достигала 1000 и более Бк/м³.

Пример.

Предлагаемая технология была реализована в помещении, площадью 20 м², высотой 3 м, в котором были зафиксированы превышения радона в воздухе до 700 Бк/м³.

Проведенная принудительная вентиляция с забором наружного воздуха двумя вентиляторами с суммарной производительностью 300 л/мин позволила снизить содержание радона до 180 Бк/м³, 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;

- измерение среднего потока радона, поступающего в помещение за единицу времени, оказавшегося равным 0,25 Бк/м²·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.

Способ предназначен для удаления радона из воздуха помещений и создания комфортных условий внутри зданий и сооружений. Удаление радона осуществляется посредством принудительной вентиляции. При этом рециркуляцию воздуха производят только внутри помещения через фильтр из активированного угля, сорбирующего радон, без поступления наружного воздуха. Интенсивность прокачки воздуха, количество и размещение вентиляторов выбирают, соблюдая баланс, при котором в помещении всегда поддерживается превышение количества поглощенного радона над поступающим в единицу времени. Технический результат - снижение концентрации радона в помещении.

Способ удаления радона из воздуха помещений, включающий принудительную вентиляцию, отличающийся тем, что 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.