Úvod do navrhování a provádění protiradonových opatření
Navrhování a provádění protiradonových opatření je spojeno s celou řadou stavebních souvislostí, které je třeba respektovat. Cílem protiradonového opatření podle ČSN 73 0601 je zajistit, aby koncentrace radonu v každé místnosti pobytového prostoru stanovená průzkumným měřením při ventilačních podmínkách splňující požadavky stavební fyziky a hygieny byla menší než směrné hodnoty pro koncentraci radonu ve vzduchu stanovené vyhláškou SÚJB.
1 Podloží – nejčastější zdroj radonu
Naměří-li se v novostavbě vyšší koncentrace radonu, je to téměř vždy způsobeno pronikáním radonu z podloží. Radon totiž vzniká radioaktivní přeměnou uranu obsaženého v zemské kůře. Typické koncentrace radonu v půdním vzduchu se na území ČR pohybují v rozsahu 10 000–100 000 Bq/m3. Z povrchu země se radon uvolňuje do venkovní atmosféry, kde jeho koncentrace naředěním klesá na pouhé jednotky až desítky Bq/m3. Vyskytují-li se ve spodní stavbě netěsnosti (trhliny, netěsné prostupy instalačních vedení, netěsné šachty a topné kanály atd.), proniká radon i do domů. Netěsnostmi je aktivně nasáván v důsledku podtlaku v nejnižších podlažích, který je zde vyvolán komínovým efektem a účinkem větru. Koncentrace radonu uvnitř se v závislosti na koncentraci radonu v podloží, těsnosti kontaktní konstrukce a na násobnosti výměny vzduchu mezi interiérem a exteriérem může pohybovat od desítek po tisíce Bq/m3.2 Jaká je přijatelná koncentrace radonu v novostavbě?
Radon se samovolně přeměňuje na radioaktivní atomy pevných prvků – 218Po, 214Pb, 214Bi a 214Po, které se po vdechnutí usazují v průduškách a plicích a způsobují jejich ozáření. Toto ozáření je podle Světové zdravotnické organizace (WHO) považováno hned po kouření za druhou nejvýznamnější příčinu vzniku rakoviny plic. Odhaduje se, že způsobuje 10–15 % ze všech rakovin plic. Aby se riziko tohoto onemocnění snížilo na přijatelnou míru, omezuje atomový zákon č. 18/1997 Sb. a vyhláška č. 307/2002 Sb. koncentraci radonu v obytných místnostech novostaveb tzv. směrnou hodnotou 200 Bq/m3. Stavby ale navrhujeme a provádíme tak, aby v dokončeném domě při intenzitě větrání splňující hygienické podmínky nebyla koncentrace radonu vyšší než 100 Bq/m3. To je hodnota, která je běžně dosažitelná. Vyšší koncentrace ukazuje na nějakou poruchu v preventivních opatřeních, jako například na netěsnosti izolace atd.
3 Podklady pro návrh preventivních opatření
Radonový index pozemku musí být k dispozici nejpozději v době zpracování projektové dokumentace. Na základě změřené koncentrace radonu v podloží v hloubce 0,8 m pod povrchem zpravidla původního, neupraveného terénu a stanovené propustnosti podloží se základové půdy zatřiďují do tří kategorií radonového indexu pozemku podle Tab. 1. Čím vyšší je koncentrace radonu v podloží a čím jsou půdní vrstvy propustnější, tím vyšší je radonový index pozemku.
| Radonový index | Koncentrace radonu v podloží Cs [kBq/m3] | ||
|---|---|---|---|
| vysoký | Cs ≥ 100 | Cs ≥ 70 | Cs ≥ 30 |
| střední | 30 ≤ Cs < 100 | 20 ≤ Cs < 70 | 10 ≤ Cs < 30 |
| nízký | Cs < 30 | Cs < 20 | Cs < 10 |
| Plynopropustnost zemin | nízká | střední | vysoká |
Rozhodující pro návrh protiradonové ochrany je ale tzv. radonový index stavby, který stanoví projektant na základě znalosti radonového indexu pozemku, výškové polohy základové spáry, úprav podloží majících vliv na plynopropustnost (např. hutnění, stabilizace, zřizování propustných štěrkopískových vrstev) a přítomnosti podzemní vody. Radonový index stavby rovněž nabývá hodnot nízký, střední a vysoký. Při zatřiďování se používá stejné tabulky jako u radonového indexu pozemku, tj. Tab. 1. Radonový index stavby se v tabulce vyhledá podle koncentrace radonu a propustnosti zemin ve skutečné hloubce založení s přihlédnutím k úpravám podloží majícím vliv na propustnost. Platí zde následující pravidla:
- u staveb osazovaných v úrovni terénu bez úprav podloží majících vliv na plynopropustnost se radonový index stavby rovná radonovému indexu pozemku;
- je-li pod stavbou navržena vrstva o vysoké plynopropustnosti, mění se propustnost podloží vždy na vysokou;
- při zakládání pod hladinou podzemní vody se mění propustnost vždy na nízkou;
- u staveb s podzemními podlažími se zvyšuje koncentrace radonu oproti hodnotě třetího kvartilu stanovené při radonovém průzkumu pozemku takto:
- při jednom podzemním podlaží se místo třetího kvartilu použije hodnota maximální koncentrace radonu zjištěné při průzkumu pozemku;
- u více podzemních podlaží lze maximální hodnotu koncentrace radonu zvýšit i 2 až 3krát, zejména je-li v úrovni základové spáry vyšší propustnost než byla zjištěna na povrchu pozemku při radonovém průzkumu.
- obecně se pro stanovení koncentrace radonu v půdním vzduchu a plynopropustnosti zemin na úrovni základové spáry doporučuje využít zejména přímá měření in situ, výsledky inženýrskogeologického průzkumu, metody odborného posouzení atd. Zvýšení plynopropustnosti zemin je třeba zohlednit i tehdy, dojde-li k němu až později např. v důsledku odvodnění pozemku, trvalého snížení hladiny podzemní vody atd. Snížení plynopropustnosti zemin v důsledku stabilizace, hutnění atd. lze uplatnit jen na základě průkazných zkoušek.
4 Principy ochrany novostaveb
Ochrana domu se navrhuje podle ČSN 73 0601 (2006) [2]. Rozsah a typ ochrany závisí na radonovém indexu stavby, umístění pobytových místností v objektu a na způsobu jejich větrání.
Nízký radonový index stavby – dostatečnou ochranu proti radonu tvoří provedení všech kontaktních konstrukcí s celistvou povlakovou hydroizolací s vodotěsnými spoji a prostupy.
Střední radonový index stavby – základní ochranou je celistvě a spojitě provedená protiradonová izolace.
Vysoký radonový index stavby – celistvě a spojitě provedená protiradonová izolace postačí, pokud koncentrace radonu v podloží rozhodná pro stanovení radonového indexu stavby nepřesáhne:
- 200 kBq/m3 pro nízkopropustné podloží;
- 140 kBq/m3 pro středněpropustné podloží;
- 60 kBq/m3 pro vysokopropustné podloží.
Jestliže jsou výše uvedené hodnoty překročeny, musí být protiradonová izolace kombinována s větracím systémem podloží nebo s ventilační vrstvou v kontaktní konstrukci.
Protiradonová izolace může být v případě středního a vysokého indexu nahrazena hydroizolací, pokud:
- všechny pobytové prostory v kontaktních podlažích jsou nuceně větrány;
- se v kontaktních podlažích nenachází pobytové prostory a jsou současně splněny tyto podmínky:
- ve všech místech kontaktního podlaží je zajištěna spolehlivá výměna vzduchu;
- stropní konstrukce nad kontaktním podlažím omezuje proudění vzduchu a prostupy touto konstrukcí jsou těsné;
- vstupy do kontaktních podlaží z ostatních podlaží jsou opatřeny těsnými dveřmi s automatickým zavíráním.
Pozor! Pokud je pod stavbou vytvořena drenážní vrstva o vysoké propustnosti, nebo je součástí kontaktní konstrukce podlahové vytápění, musí být ve všech kategoriích radonového indexu stavby provedena kombinace s větracím systémem podloží nebo s ventilační vrstvou v kontaktní konstrukci.
5 Popis jednotlivých opatření
5.1 Protiradonová izolace
Materiály na protiradonové izolace musí podle ČSN 73 0601 (2006) splňovat následující požadavky:
- mají stanoven součinitel difuze radonu vlastního izolačního materiálu (přehled např. v [3, 4]);
- mají stanoven způsob provedení spoje s uvedeným součinitelem difuze radonu;
- trvanlivost odpovídá předpokládané životnosti stavby;
- odolávají veškerému v úvahu přicházejícímu koroznímu namáhání.
Protiradonová izolace může být tvořena asfaltovými pásy, syntetickými fóliemi, stěrkami různého chemického složení atd. Výjimkou jsou asfaltové pásy s kovovými výztužnými vložkami, které nesmí být použity jako jediný materiál protiradonové izolace, protože kovová fólie je vysoce náchylná k poškození. Z důvodu obecně velmi špatné těsnosti spojů nesmí být na protiradonovou izolaci použity ani plastové profilované (nopované) fólie. Funkci protiradonové izolace nemůže plnit ani vodotěsná železobetonová konstrukce (bílá vana), i kdyby obsahovala krystalizační nebo jakékoliv jiné přísady a i kdyby použitý beton měl změřený součinitel difuze radonu.
Vlastní postup návrhu protiradonové izolace lze shrnout do čtyř bodů:
Obr. 1 – Průměrné hodnoty a směrodatné odchylky součinitele difuze radonu v závislosti na materiálu izolace. Sestaveno z výsledků měření na ČVUT fakultě stavební (Legenda: PU – polyuretan, PE – polyethylen, HDPE – vysokohustotní polyethylen, LDPE – nízkohustotní polyethylen, PVC-P – měkčené PVC, ECB – ethylen kopolymer bitumenu, PP – polypropylen, PO – polyolefin, EPDM – pryžová fólie (ethylen propylen dien monomer)
1. Ze skupiny pro danou stavbu vhodných hydroizolačních materiálů se vybere ten, který má stanoven součinitel difuze radonu D, z něhož je možno vypočítat difúzní délku radonu v izolaci l.
kde D je součinitel difuze radonu [m2/h] a λ je rozpadová konstanta radonu [0,00756 h−1]. Přehled hodnot součinitelů difuze radonu podle materiálového složení izolace je patrný z Obr. 1. Konkrétní hodnoty uvádí výrobce.
2. Z charakteristik navrhované stavby se stanoví maximálně přípustná rychlost plošné exhalace radonu do objektu Emez. Výpočet stačí provést pro takové místnosti v kontaktním podlaží, v kterých má Emez nejnižší hodnotu. Obvykle to jsou místnosti, kde je buď nejmenší poměr Vk / (Ap + As) nebo nejmenší intenzita výměny vzduchu.
(2)
[Bq/(m2h)]
kde Vk je objem interiéru zvolené místnosti v kontaktním podlaží [m3], n je intenzita výměny vzduchu v místnosti [h−1], Ap je půdorysná plocha místnosti v kontaktu s podložím [m2], As je plocha suterénních stěn místnosti v kontaktu s podložím [m2] a Cdif je 10% podíl difuze na požadované hodnotě koncentrace radonu v interiéru, která musí být vždy menší nebo maximálně rovna příslušné směrné hodnotě. Uvažujeme-li směrnou hodnotu 200 Bq/m3, bude Cdif maximálně 20 Bq/m3 (budeme-li ale izolaci dimenzovat pro koncentraci radonu v interiéru 100 Bq/m3, bude Cdif = 10 Bq/m3).
Při volbě intenzity výměny vzduchu ve vztahu (2) se doporučuje dosazovat z bezpečnostních důvodů hodnoty nepatrně nižší, než odpovídá ventilačním podmínkám splňujícím požadavky stavební fyziky a hygieny (zpravidla se uvažují hodnoty v intervalu 0,2 až 0,3 h−1).
3. Z konkrétních podmínek na staveništi se určí skutečná rychlost plošné exhalace radonu do daného objektu E.
(3)
[Bq/(m2h)]
kde Cs je koncentrace radonu v podloží rozhodná pro zatřídění do kategorií radonového indexu stavby [Bq/m3], d je tloušťka izolace [m] a α1 je bezpečnostní bezrozměrný součinitel, závisící na propustnosti podloží podle Tab. 2.
| Plynopropustnost zeminy | Samotná protiradonová izolace | Protiradonová izolace v kombinaci s větracím systémem podloží nebo s ventilační vrstvou při způsobu větrání | |
|---|---|---|---|
| aktivním | pasivním | ||
| nízká | 2,1 | 1,0 | 1,5 |
| střední | 3,0 | 1,0 | 2,0 |
| vysoká | 7,0 | 1,0 | 4,0 |
4. Tloušťka protiradonové izolace d se stanoví z podmínky E ≤ Emez . Za předpokladu, že bude materiál izolace v celé tloušťce homogenní, zjistíme minimální tloušťku izolační vrstvy ze vztahu (3), do kterého dosadíme Emez:
(4)
[m]
Překračuje-li rychlost plošné exhalace radonu stanovená podle (3) hodnotu podle (2), nebo vyjde-li tloušťka izolace podle vztahu (4) větší než je její výrobní tloušťka, postupuje se takto:
- zvýší se počet izolačních vrstev, přičemž každá vrstva může být z jiného izolačního materiálu; výsledná rychlost plošné emise radonu z vícevrstvé izolace se pro souvrství z izolací o přibližně stejných hodnotách součinitele difuze radonu vypočte tak, že při výpočtu E se uvažuje průměrná hodnota součinitele difuze radonu a za tloušťku izolace se dosazuje součet tlouštěk všech vrstev; u souvrství z izolací s navzájem výrazně odlišnými hodnotami součinitele difuze radonu se výsledná rychlost plošné emise radonu získá řešením diferenciální rovnice transportu radonu ve stacionárním stavu;
- kontaktní konstrukce se doplní o větrací systém podloží nebo o ventilační vrstvu.
Příklady výpočtu protiradonové izolace jsou uvedeny v [5]. K usnadnění výpočtu lze použít dostupný software, například software Radon 2006 [6].
U obvodových stěn se vzduchovými dutinami spočívajících na základech opatřených z vnější strany tuhými tepelněizolačními deskami je třeba se vyvarovat tzv. „radonových mostů“, kdy radon proniká z podloží spárou mezi základem a tepelným izolantem do vzduchových dutin ve stěně a odtud do interiéru (Obr. 2).
![Obr. 2a – Ukázka radonového mostu a příklad jeho eliminace (další varianty řešení v [4])](/docu/clanky/0120/012090o6.png)
![Obr. 2b – Ukázka radonového mostu a příklad jeho eliminace (další varianty řešení v [4])](/docu/clanky/0120/012090o8.png)
Obr. 2 – Ukázka radonového mostu a příklad jeho eliminace (další varianty řešení v [4])5.2 Kombinace protiradonové izolace s odvětráním podloží
U nových staveb jsou větrací systémy podloží nejčastěji tvořeny soustavou perforovaných drenážních trub, které se ukládají do souvislé drenážní vrstvy o nejmenší tloušťce 150 mm vytvořené z vhodného kameniva zpravidla frakce 16/32 mm (Obr. 3). Proti penetraci betonu při betonáži podkladní betonové desky musí být drenážní vrstva na povrchu chráněna (geotextilií, lepenkou atd.). Vzájemná vzdálenost rovnoběžně umístěných drenážních trub by neměla být menší než 2,0 m a větší než 4,0 m. Průměry koncových trub se volí v rozmezí 60 až 100 mm, sběrné potrubí se navrhuje s průměrem 100 až 150 mm. Vzdálenost perforovaných trub od obvodových stěn je limitována možností promrzání základové půdy, což je třeba vždy v konkrétním případě posoudit.
U nových staveb se půdní vzduch z drenážního potrubí odvádí nejčastěji pasivně prostřednictvím stoupacího potrubí o průměru 125 až 200 mm ústícího do vnějšího prostředí nad střechou domu. Odvětrání jen do obvodových stěn je nepřípustné. Účinnost pasivního odvětrání lze v případě potřeby zvýšit osazením ventilační turbíny nebo ventilátoru na konec stoupacího potrubí.
![Obr. 3a – Skladba podlahy s odvětráním podloží a příklad geometrie větracího systému (další v [6])](/docu/clanky/0120/012090o10.png)
![Obr. 3b – Skladba podlahy s odvětráním podloží a příklad geometrie větracího systému (další v [6])](/docu/clanky/0120/012090o12.png)
Obr. 3 – Skladba podlahy s odvětráním podloží a příklad geometrie větracího systému (další v [6])5.3 Kombinace protiradonové izolace s ventilační vrstvou
Podlahová ventilační vrstva, která může být pod i nad protiradonovou izolací (Obr. 4), bývá tvořena plastovými nopovanými fóliemi, plastovými tvarovkami, vlnitými cementovými deskami atd. Vzduch se z mezery odvádí pasivně nebo aktivně, nejlépe opět nad střechu objektu. I zde platí, že odvětrání jen do obvodových stěn je nepřípustné.
![Obr. 4a – Podrobnosti podlahy s ventilační vrstvou nad protiradonovou izolací (další varianty v [6])](/docu/clanky/0120/012090o14.png)
![Obr. 4b – Podrobnosti podlahy s ventilační vrstvou nad protiradonovou izolací (další varianty v [6])](/docu/clanky/0120/012090o16.png)
Obr. 4 – Podrobnosti podlahy s ventilační vrstvou nad protiradonovou izolací (další varianty v [6])5.4 Objekty s nuceným větráním vnitřního prostoru
Současné moderní nízkoenergetické a pasivní domy bývají vybaveny nuceným větráním s rekuperací tepla. Vzduchotechnické systémy jsou v těchto případech primárně dimenzovány a řízeny podle vývinu vlhkosti, popřípadě oxidu uhličitého CO2. Lze je však také použít pro snížení koncentrace radonu v domě. S tím počítá i ČSN 73 0601, která jak již bylo výše uvedeno, umožňuje v domech, kde jsou všechny pobytové prostory v kontaktním podlaží nuceně větrány, nahradit protiradonovou izolaci běžnou hydroizolací bez posouzení její minimální tloušťky zabraňující pronikání radonu.
Zkušenosti z řady realizovaných staveb však ukazují, že není dobré ponechat vyřešení radonu jen na vzduchotechnických systémech. Nepodaří-li se totiž provést kontaktní konstrukci v dostatečné těsnosti, může být přísun radonu do domu tak veliký, že pro snížení koncentrace radonu pod směrnou hodnotu by bylo nutné provozovat větrací systém s takovými intenzitami větrání, které nejsou vůbec energeticky efektivní. Pojistka, například v podobě odvětrání podloží, bývá proto na místě zejména v případě vysokého radonového indexu.
Poděkování
Publikované poznatky byly částečně získány za podpory výzkumného projektu TB01SUJB072 financovaného Technologickou agenturou České republiky.
Literatura
- [1] Neznal M, Neznal M, Matolín M, Barnet I, Mikšová J.: Nová metodika stanovení radonového indexu pozemku. Práce České geologické služby č. 16, Praha 2004
- [2] ČSN 73 0601 (2006) Ochrana staveb proti radonu z podloží. ČNI, Praha, 2006
- [3] Jiránek M.: Přehled izolací proti radonu na českém trhu. In.: Materiály pro stavbu 6/2006, pp. 30–32
- [4] Jiránek M., Honzíková M.: Radon – stavební souvislosti I. ČVUT v Praze, 2012
- [5] Jiránek M., Honzíková M.: Radon – stavební souvislosti II. ČVUT v Praze, 2013
- [6] Software Radon 2006 pro Windows. Firma Svoboda, Kladno 2006
Principles of designing and realization of radon preventive measures according to the Czech technical standard ČSN 73 0601 (2006) are described. Dimensioning of radon-proof membranes is explained and requirements for soil ventilation systems and air gaps ventilation are presented.