Řešení radonové zátěže řízeným větráním – bytové domy Radotín
Skutečnost, že radon představuje po kouření nejvýznamnější příčinu rakoviny plic, uznala v roce 2009 Světová zdravotnická organizace WHO a doporučila všem státům, aby věnovaly problematice radonu patřičnou pozornost. Řešení radonové zátěže nicméně nemusí být příliš složité a to ani ve stávajících stavbách. Pomůže centrální rekuperace vzduchu.
© Fotolia.com
V České republice se obsah přírodních radionuklidů ve stavebních materiálech pravidelně kontroluje od roku 1991. Bohužel, zhruba od poloviny minulého století, byly některé stavební materiály vyrobeny ze surovin obsahujících produkty rozpadu uranu, thoria a ty jsou dodnes, vzhledem k velmi dlouhé době jejich rozpadu na neutrální látky, trvalým zdrojem radioktivního záření. Odhaduje se, že se tento problém týká až cca 30 000 domů určených k bydlení, zejména rodinných domů, ale i některých bytových domů či budov občanské vybavenosti1.
Negativní působení radioaktivních látek lze rozdělit na zevní ozáření celého těla částicemi emitovanými ze stavebních materiálů a pak na vnitřní ozáření dýchacích cest, které způsobuje záření alfa emitované produkty rozpadu plynného radonu. Radon sám je produktem rozpadu prvků radia a uranu. Tato složka expozice je charakterizována objemovou koncentrací radonu (Bq/m3) v pobytovém prostoru stavby. Pro ni je stanovena jednak referenční úroveň 300 Bq/m3 a jednak hodnota ročního průměru koncentrace radonu 3 000 Bq/m3, při jejímž překročení je vlastník budovy s obytnou nebo pobytovou místností povinen provést opatření, která snižují míru ozáření.
Příklad hmotnostní aktivity radioaktivního prvku rádia v některých stavebních materiálech používaných v ČR do roku 1991:
| materiál | Hmotnostní aktivita aRa [Bq/kg] | |
|---|---|---|
| průměrně | rozpětí | |
| škvárobeton | 252 | 17 až 4 452 |
| škvára | 140 | 9 až 4 993 |
| agloporit | 134 | 95 až 204 |
| pórobeton | 102 | 1 až 973 |
| keramzit | 102 | 61 až 195 |
Radon ze stavebních materiálů
Problematika historické zátěže ze stavebních materiálů a ochrany proti radonu, kde může pomoci řízené větrání, je aktuální především v oblasti Jáchymova a míst, kde se použily stavební materiály vyrobené na bázi odpadů z těžby uranu. V samotném Jáchymově jde řádově o stovky domů.
Dalším významným zdrojem radioaktivity jsou škvárobetonové bloky a panely z rynholecké škváry, která vznikala jako produkt spalování uhlí z dolu Anna (později důl ČLA). V 2. polovině 50. let se z této škváry vyráběly tvárnice používané k výstavbě rodinných domků v nejbližším okolí výrobny, ale i větší stěnové bloky, které byly použity při výstavbě sídlišť, např. Stochov, Letňany, Kbely, Petřiny, Strašnice, Radotín atd. V roce 1960 bylo používání rynholecké škváry pro stavební materiály na bytovou výstavbu zakázáno, ale již v roce 1965 byl tento zákaz porušen Prefou Hýskov, která začala ze škváry vyrábět stěnové panely o tl. 300 mm určené na celou konstrukční výšku podlaží a ze kterých byly stavěny nosné stěny cca 3000 montovaných rodinných domků typu Start v Praze, Středočeském, Královéhradeckém a Pardubickém kraji. Některé z nich mezitím péčí majitelů změnily svou podobu, a tak dnes při prodeji již nemusí být na první pohled rozpoznatelné.
Obr. Ilustrativní příklad tvárnic
| Koncentrace radonu (Bq/m3) | % bytů |
|---|---|
| < 200 | 49 |
| 200 až 400 | 41 |
| 401 až 600 | 6 |
| > 600 | 4 |
Tabulka: Koncentrace radonu v bytech bytových domů z rynholeckého škvárobetonu na základě integrálního celoročního měření stopovými detektory v roce 1995:
Pórobetonka v Poříčí u Trutnova produkovala mezi lety 1956 až 1982 plynosilikátové tvárnice s hmotnostní aktivitou izotopu radonu Ra-226 od 200 do 1 000 Bq/kg. K jejich výrobě se používal popílek z tamní elektrárny, která spalovala uhlí ze Svatoňovicko-Žacléřské pánve. V období let 1956 až 1982 se vyrobily tvárnice na cca 35 000 rodinných domků, které jsou většinou situovány na území bývalého Východočeského kraje (dnešní Liberecký, Královéhradecký a Pardubický kraj). Integrální celoroční měření stopovými detektory prováděné v letech 1987–1990 v cca 4 000 rodinných domcích postavených z poříčského plynosilikátu ukázalo, že hodnota 400 Bq/m3 byla v dané době, při tehdejším stavu oken, dveří a tedy i větrání a také způsobu užívání těchto domů (proti dnešnímu stavu levné zdroje energie k vytápění) překročena přibližně ve 2 % domů.
Teoreticky by významnějším zdrojem radonu mohly být i v minulosti individuálně vyráběné škvárobetonové nebo popílkové tvárnice. Někteří stavebníci ve snaze ušetřit nebo vůbec získat nedostatkový stavební materiál používali škváru nebo popílek a písek z různých zdrojů a není vyloučeno, že tyto suroviny obsahovaly zvýšené množství rádia.
V kamenných domech se může koncentrace radonu v závislosti na druhu kamene, jeho množství a hmotnostní aktivitě pohybovat kolem 300 Bq/m3 a při nízkých intenzitách větrání až kolem 900 Bq/m3. V řadě starších domů lze nalézt jednu či dvě místnosti, jejichž konstrukce se vyšším koncentracím blíží.
Obr. Bytové domy v Praze – Radotíně po tepelně technické sanaci včetně nové kotelny a vyřešení radonového rizika v některých nejvíce zatížených bytech.
Radon z podloží a spodní vody
Pro komplexnost informací je nutné doplnit, že základní radonové riziko obecně tvoří pronikání radonu do obytných místností z podloží domu nebo spodních vod. Toto riziko je poměrně vysoké na celém území České republiky, ale je zpravidla dobře stavebně řešitelné správně zhotovenou vodorovnou izolací a respektováním doporučených stavebních zásad, které má respektovat projektant. Česko se díky geologické stavbě řadí k zemím s vysokou průměrnou koncentrací radonu v bytech (118 Bq/m3) a koncentrace ve volném prostoru bývá kolem 10 Bq/m3 (Wikipedie). Tudíž vhodně navrženým větráním lze koncentraci radonu v bytech významně omezit.
Radon a intenzita větrání
Úzkou souvislost mezi různými intenzitami větrání, rychlostí plošné exhalace radonu E z povrchu stavebních konstrukcí a výslednou koncentrací radonu v místnosti Cm ukazuje pro některé případy stavebních materiálů tato tabulka:
| Popis konstrukce | E [Bq/(m2.h)] | Cm [Bq/m3] pro intenzitu větrání | |
|---|---|---|---|
| 0,1 h−1 | 0,3 h−1 | ||
| Zdivo z plných cihel s maltovými spárami o tl. 2 cm | Eos = 5,4 Evs = 3,7 Es = 1,2 | 42 | 14 |
| Kamenné zdivo (55 % kamene, aRa = 180 Bq/kg) | Eos = 91,0 Evs = 50,6 Es = 65,3 | 849 | 283 |
| Monolitický beton o průměrné aRa = 34 Bq/kg | Eos = 10,1 Evs = 10,1 Es = 7,5 | 82 | 27 |
| Monolitický beton o aRa na mezní hodnotě 150 Bq/kg | Eos = 44,3 Evs = 44,3 Es = 33,3 | 489 | 163 |
| Rynholecký škvárobeton o aRa = 4 000 Bq/kg bez uvažování vlivu spár | Eos = 149,7 Evs = 149,7 Es = 6,0 | 869 | 290 |
| Rynholecký škvárobeton o aRa = 1 000 Bq/kg bez uvažování vlivu spár | Eos = 37,4 Evs = 37,4 Es = 6,0 | 235 | 78 |
| Poříčský plynosilikát bez uvažování vlivu spár | Eos = 88,5 Evs = 43,8 Es = 0 | 534 | 178 |
Vliv výměny netěsných oken a dveří
Mezi majiteli a uživateli bytů, rodinných domů, byla až donedávna jako zásadní opatření ke snížení spotřeby tepla, prováděna pouhá výměna oken, dveří, za nové, těsné. Tento postup spojený se zásadním omezením větrání bytů se záhy velmi negativně projevil na zvýšení vnitřní vlhkosti v bytech, nadměrných koncentracích oxidu uhličitého jako produktu dýchání a očividném hromadném výskytu plísní na vnitřních stěnách bytů. Očima však nikdo neposoudí zvýšení koncentrace radonu, ke kterému v některých případech rovněž došlo. Řada dlouhodobých měření potvrdila, že v domech s dodatečně sníženou energetickou náročností bez řešení větrání vzrostla koncentrace radonu oproti stavu před rekonstrukcí i několikanásobně. Počty domů s překročenou hodnotou 400 Bq/m3 z průzkumů v devadesátých letech minulého století jsou tedy dnes již pravděpodobně vyšší, pokud nebyla udělána vhodná opatření.
Bytové domy v městské části Praha 16 – Radotín
Jak bylo výše uvedeno, tak část bytových domů postavených s využitím rynholeckých škvárobetonových bloků, se nachází v Praze, v městské části Praha 16 – Radotín. V archivu oddělení správy obecních nemovitostí Radotína, které má postižené bytové domy svěřeno do péče, je podrobně zachycen boj s nadměrnou koncentrací radonu.
Opatření v letech 1990 až 2000
V polovině devadesátých let v roce 1995 zde bylo 194 bytů osazeno detektory koncentrace radonu a podle vyhodnocení provedeného Státním ústavem radiační ochrany byla v 51 % zjištěna koncentrace nad 200 Bq/m3. Nejvyšší zjištěná koncentrace dosáhla 856 Bq/m3. A to ve stavu, kdy v bytech byla stará netěsná okna, mohla probíhat přirozená výměna vzduchu infiltrací. Intenzita větrání byla ověřena výpočtem a pohybovala se okolo celkem příznivé hodnoty 0,3 h-1, což bylo dáno i poměrně nízkými náklady na vytápění bytů. Na základě těchto zjištění byly ve 4 nejvíce zatížených bytech instalovány centrální větrací jednotky a v dalších desítkách bytů byly instalovány filtrační boxy Trion. Mnozí uživatelé bytů však filtrační boxy vzhledem k hlučnosti přes 40 dB, nutnosti každotýdenního mytí, časté výměny vložky s aktivním uhlím a energetické spotřebě přestali používat. V současnosti se již filtrace vzduchu jako opatření snižující ozáření uživatelů staveb nedoporučuje. Důvodů je více, ale hlavní asi je to, že filtry zachytávají zejména větší prachové částice a dceřiné produkty na ně vázané, zatímco samotné produkty přeměny, které mají malý průměr a jsou zdrojem radiace, zachytávány nejsou nebo jen v omezené míře.
Další zásadní jednání vedoucí k řešení radonu bylo v Radotíně vyvoláváno po výměně starých oken za nová, těsná. Vliv jejich výměny na objemovou aktivitu radonu kvalifikoval znalecký posudek v roce 2009. V posudku je uvedeno, že pokud by se intenzita výměny vzduchu v daných bytech snížila z cca 0,3 na hodnotu 0,1 h-1, koncentrace radonu nepřímo vzroste na trojnásobek, tedy na hodnoty od cca 450 Bq/m3 do cca 1 800 Bq/m3.
Příklad dopadu energetické sanace domu pro snížení roční normované spotřeby energie (EN) spojené s poklesem výměny vzduchu z cca 0,3 na 0,1 h-1 na zvýšení koncentrace radonu v domě a následné nápravy řízeným větráním na původní intenzitu větrání bez rekuperace tepla1, ukazuje následující graf. Při větrání s rekuperací tepla lze potřebu tepla na vytápění snížit.
Opatření v letech 2010 až 2019
Na základě předchozích zjištění a v rámci protiradonového programu České republiky 2009 až 2019 byly do velkého množství bytů, kde se předpokládal výskyt zvýšené koncentrace radonu, umístěny indikátory. Jejich instalace proběhla ve dvou vlnách v roce 2013. Byly zjištěny poměrně velké rozptyly koncentrací. Většina zjištění sice byla v pásmu cca 200 až 400 Bq/m3, vyskytl se však i extrém 1 547 Bq/m3. V první vlně na jaře roku hodnotu 400 Bq/m3 nesplnilo 35 % bytů a v druhé vlně, která probíhala v zimě během otopné sezóny, dokonce 67 % bytů.
Extrém pramenil především z neužívání bytu po delší dobu. Obecně se na zvýšení koncentrace radonu ve srovnání s výsledky měření koncentrace radonu z roku 1995, kdy v bytech byla netěsná okna, evidentně podílela snížená intenzita větrání.
Další měření proběhla po zateplení bytů, a to v první polovině 2014. Ve všech tehdy měřených 21 bytech byla překročena hodnota 400 Bq/m3 a mimo jiné se prokázal i negativní vliv difusní těsnosti vnějších stěn domů vlivem přidané polystyrénové tepelné izolace na vnější straně fasády.
Zásadní řešení – centrální větrací jednotky s rekuperací tepla
Po vyhodnocení měření z roku 2013 a 2014, během nichž byla zjištěna zvýšená nadlimitní koncentrace radonu ve 40 bytech, se v Radotíně rozhodli tyto byty vybavit řízeným větráním s rekuperací tepla. Bylo vyhlášeno výběrové řízení na zhotovitelskou firmu; bez požadavku konkrétního systému větrání. Do výběru se přihlásily dvě firmy, z nichž jen jedna splňovala požadavky městské části. Vzhledem k tomu, že šlo o opakovanou soutěž, vítězná firma byla oslovena s požadavkem zkušební instalace v jednom z bytů a zároveň byl o totéž požádán referenční dodavatel vzduchotechniky. Následně probíhalo měření v obou bytových jednotkách. Po vyhodnocení výsledků se Rada městské části Praha 16 rozhodla vyzvat vítěze výběrového řízení, společnost ThermWet s.r.o., dceřinou společnost KORADO a.s., aby se svými větracími jednotkami VENTBOX 300 a VENTBOX 400 předložila cenovou nabídku pro jejich instalaci pro větrání prvních 20 bytů. Instalace všech vzduchotechnických jednotek proběhla v roce 20016 na chodbách domů (fungují vždy pro dva až tři byty), aby veškeré servisní práce včetně výměn filtrů mohly probíhat bez nutnosti vstupovat do bytů. V ostatních bytech se budou rozvody instalovat až po jejich uvolnění nájemníky.
Pro investora bylo zásadní získat jistotu, že instalace větracích jednotek problém zásadně řeší. Proto bylo v roce 2017 provedeno proměření stavu v 15 bytech skutečně napojených bytech. Měření prokázala, že i v bytech s vysokou koncentrací radonu okolo 1 000 Bq/m3 ji větrací jednotky sníží na hodnoty řádově 100 a méně Bq/m3 při intenzitě větrání, ve většině případů, okolo 1,5 h-1 a méně. To znamená, že pro limitní hodnotu pod 300 Bq/m3 stačí komfortní intenzity větrání.
Obr. Podle dispozice bytů, vhodných míst v domech a potřeby větrat jeden až tři byty z jednoho místa byly v bytových domech ve společných prostorech instalovány větrací jednotky VENTBOX 400, případně VENTBOX 300, od výrobce ThermWet s.r.o.
Obr. Přívod čerstvého venkovního vzduchu a odvod spotřebovaného vzduchu odvádějícího nežádoucí radon nepůsobí na fasádě domu nijak rušivě.
Kolik vzduchu přivádět?
Konkrétní nastavení intenzity větrání jednotlivých bytů je nutné provést s ohledem na koncentraci radonu v nich. Následující obrázek ukazuje příklad ovlivňování koncentrace radonu ve vzduchu větráním místnosti o objemu 50 m3. Poměr Cmi/Cpoz tvoří podíl počáteční koncentrace vůči požadované a tomu odpovídá potřebný průtok venkovního vzduchu. Vyznačena je situace pro poměr rovný 7, tedy například při požadavku snížení koncentrace ze 1 400 Bq/m3 na 200 Bq/m3. Je vidět, že pokud vysoká koncentrace 1 400 Bq/m3 byla dosahována při intenzitě větrání 0,05 h-1, tak ke snížení na 200 Bq/m3 je nutné intenzitu větrání zvýšit jen na cca 28 m3/h, tj. vzhledem k objemu místnosti na 0,56 h-1. Pokud by však byla počáteční intenzita větrání 0,3 h-1, pak by bylo třeba přivádět cca 90 m3/h a tomu odpovídá intenzita větrání místnosti 1,84 h-1. Pro počáteční intenzitu větrání 0,1 h-1, která je přibližně obvyklá v málo větraných bytech, vychází nutné zvýšení intenzity větrání na stále komfortních cca 0,6 h-1.2
Závěr
Snižování energetické náročnosti stávajících objektů nesmí být prováděno na úkor kvality vnitřního prostředí. To v prvé řadě znamená bezpečné zajištění výměny spotřebovaného vzduchu za čerstvý, venkovní, a to s intenzitou, která odpovídá druhu užívání objektu a počtu přítomných osob. U obytných prostorů jde o hygienickou výměnu vzduchu s intenzitou větrání minimálně 0,3 h-1, ale spíše až doporučených 0,5 h-1. Jak se ukazuje i na bytových domech se zvýšenou radiační zátěží vyvolanou přítomností radonu ve stavební konstrukci z doby, kdy tento faktor nebyl přísně sledován, může kvalitně řešené větrání snižovat radiační zatížení na únosnou míru. Ku prospěchu uživatelů bytů a uchování jejich zdraví.
Realizace v Radotíně prokázala, že je to účinné řešení. Nebýt nutného obtěžování uživatelů bytů, bohužel i prachem, během instalace rozvodů, tak by dnes již bylo větrání instalováno ve všech radonem ve zvýšené míře zatížených bytech. Do současnosti (říjen 2019) byl úvodní počet 15 vyřešených bytů zvýšen na 17. Omezujícím faktorem je jen souhlas nájemníků.
Zdroje:
- Radonový program České republiky, Stavební kompendium profesionálů. Autoři doc. Ing. Martin Jiránek, CSc., Ing. Milena Honzíková (https://www.radonovyprogram.cz/stavebni-desatero-profesionalu/)
- Větrání bytového domu jako protiradonové opatření. Diplomová práce. 2017/2018, Helena Švecová
- Dokumenty Městské části Praha 16 – Radotín laskavě zapůjčená k nahlédnutí paní Hanou Špryňarovou, vedoucí oddělení správy obecních nemovitostí
- Technické podklady společnosti společnost ThermWet s.r.o., dceřiné společnosti KORADO a.s. poskytnuté panem Ing. Janem Kropáčkem, Projektovým ředitelem
| 1 | doc. Ing. Martin Jiránek, CSc., Ing. Milena Honzíková: Radon – Stavební souvislosti II. Sešit G, Stavební materiály jako zdroj radonu a gama záření, 2017 |
| 2 | doc. Ing. Martin Jiránek, CSc., Ing. Milena Honzíková: Radon – Stavební souvislosti II. Sešit V, Jednoduché větrací systémy, 2017 |
Společnost ThermWet s.r.o. zajišťuje kompletní řešení řízeného větrání s rekuperací do Vašeho domu. Vývoj, výroba, projekce, montáž a servis - vše pod jednou českou střechou! Vyrábíme a montujeme vlastní řadu rekuperačních jednotek Ventbox pro rodinné domy ...
