Změny v navrhování protiradonových opatření podle revidované ČSN 73 0601
Článek popisuje všechny podstatné změny v oblasti navrhování a provádění protiradonových opatření, které zavedlo revidované znění ČSN 73 0601 platné od 1.10.2019. Představen je nový způsob volby protiradonového opatření podle typu stavby a nová koncepce navrhování podle návrhových hodnot vstupních parametrů. Detailně je popsána nová metodika navrhování protiradonových izolací, podle které lze na ochranu stavby použít jen takovou izolaci, jejíž radonový odpor je větší než předepsaný minimální radonový odpor.
© Fotolia.com
Podstatné změny, které revize ČSN 73 0601 přinesla, se týkají následujících třech oblastí:
- volba protiradonového opatření;
- navrhování opatření podle návrhových hodnot pro koncentraci radonu ve stavbě a intenzitu větrání stavby;
- dimenzování protiradonové izolace;
- nucené větrání pobytového prostoru.
Podrobnější popis těchto změn je uveden v následujícím textu.
Volba protiradonového opatření u nových staveb
Podle dříve platného znění se nové stavby chránily proti radonu podle toho, jestli byl radonový index stavby nízký, střední nebo vysoký. Nová legislativa ale vyžaduje ochranu proti radonu ve všech kategoriích radonového indexu stavby, a proto nové znění normy tento přístup opouští a místo něj zavádí volbu opatření podle typu stavby. Přehled všech 5 typů staveb a odpovídajících protiradonových opatření poskytuje Tab. 1. Kombinace s odvětráním podloží nebo s ventilační vrstvou je vyžadována jen u staveb s pobytovými prostory v kontaktních podlažích. Kombinovaná opatření jsou u těchto staveb nutná v případech, kdy je pod stavbou propustný podsyp, součástí podlahy na terénu je podlahové topení, radonový index stavby je vysoký, nebo návrhová koncentrace radonu v půdním vzduchu přesahuje určité hodnoty v závislosti na plynopropustnosti podloží. U halových staveb s pobytovým prostorem vyšším než 5 m se připouští i kombinace s nuceným větráním pobytového prostoru.
Revize normy tedy výrazně omezila používání kombinovaných opatření v případech, kdy je pod stavbou propustný podsyp, nebo kdy je součástí podlahy na terénu podlahové topení. Nyní jsou kombinovaná opatření vyžadována jen u staveb, v jejichž kontaktních podlažích se nachází pobytové prostory. Dříve byla vyžadována u všech typů staveb a ve všech kategoriích radonového indexu.
Z Tab. 1 také vyplývá, že nově se již nerozlišuje, zda je stavba větrána nuceně, nebo přirozeně. Rozhoduje jen velikost intenzity větrání.
| Typ opatření / typ stavby | Kategorie těsnosti kontaktní konstrukce | Kombinace s odvětráním podloží nebo s ventilační vrstvou | Kombinace s nuceným větráním interiéru |
|---|---|---|---|
| Nové stavby s pobytovým prostorem v kontaktních podlažích větraným s intenzitou větrání nepřevyšující 0,6 h−1 | 1 |
| – |
| Nové stavby s pobytovým prostorem v kontaktních podlažích větraným s intenzitou větrání vyšší než 0,6 h−1 | 2 |
| – |
| Nové halové stavby s pobytovým prostorem vyšším než 5 m určeným pro výrobu a skladování | 2 | Cs > 200/140/60 kBq/m3 pro nízko/středně/vysoce propustné podloží | |
| Nové stavby, v jejichž kontaktních podlažích se nenachází pobytové prostory | 2 nebo vodotěsná ŽB kce | – | – |
| Nové stavby s izolačním podlažím | 2 nebo 3 | – | – |
| Poznámka: Cs – návrhová hodnota koncentrace radonu v půdním vzduchu [Bq/m3]; kategorie těsnosti kontaktních konstrukcí: 1 – protiradonová izolace, 2 – hydroizolace, 3 – vodotěsná železobetonová konstrukce podle ČSN EN 206+A1 (73 2403) o minimální tloušťce prvků 250 mm, podlaha izolačního podlaží z monolitického betonu a všechny stropní konstrukce vyjma stropů na bázi dřeva | |||
Volba protiradonového opatření u stávajících staveb
Protiradonová opatření se u stávajících staveb volí podle účinnosti konkrétního opatření a míry překročení referenční úrovně 300 Bq/m3. Zcela nově byly zavedeny požadavky na ochranu pobytových prostor staveb při jejich změně. Při každé stavební úpravě nebo změně stávající stavby, které mohou ovlivnit koncentraci radonu ve stavbě (například úpravy, které zasahují do kontaktních konstrukcí, mění vzduchotěsnost obálky budovy nebo způsob proudění vzduchu uvnitř budovy, při nichž dochází ke změně systému vytápění nebo větrání a při nichž se mění způsob užívání stavby nebo její části), musí být provedena taková opatření, která zamezí vzrůstu koncentrace radonu v pobytovém prostoru stavby.
Navrhování opatření podle návrhových hodnot
Návrhová hodnota koncentrace radonu ve stavbě Cnh
Do konce roku 2016 se při návrhu protiradonových opatření vycházelo z tzv. směrných hodnot pro koncentraci radonu v interiéru staveb, které byly 200 Bq/m3 pro novostavby a 400 Bq/m3 pro stávající stavby. Při překročení směrných hodnot se zvažovala odpovídající opatření. Podle nové legislativy platné od 1. 1. 2017 byly obě směrné hodnoty nahrazeny jednou referenční úrovní 300 Bq/m3, kterou je nežádoucí překročit. Hodnota 300 Bq/m3 ale ještě neznamená, že radiační ochrana je optimalizovaná. Novou úlohou pro projektanta tak je nalézt spolu s investorem tzv. optimalizovanou úroveň koncentrace radonu, která bude nižší než 300 Bq/m3 a na kterou se navrhne protiradonové opatření. Tato optimalizovaná (podle normy návrhová) hodnota koncentrace radonu by měla představovat určitý kompromis mezi náklady na opatření a přínosem opatření v podobě ušetřené dávky. Každopádně se jedná o hodnotu individuální závislou na typu stavby, přání uživatele atd.
Při volbě návrhové hodnoty koncentrace radonu ve stavbě můžeme vzít v potaz stanovisko WHO [3], která již v roce 2009 doporučila referenční úroveň 100 Bq/m3. S přihlédnutím k situaci v ČR lze doporučit volbu návrhové hodnoty koncentrace radonu Cnh v intervalu 100–200 Bq/m3 s tím, že nižší hodnota je vhodná pro novostavby a vyšší hodnota pro stávající stavby.
Návrhová hodnota intenzity větrání nnh
Koncentrace radonu ve stavbě je nepřímo úměrná intenzitě větrání. Aby se předešlo případným sporům ohledně splnění požadavku na nepřekročení návrhové hodnoty koncentrace radonu ve stavbě Cnh, byla nově zavedena tzv. návrhová hodnota intenzity větrání nnh. Je to taková intenzita větrání, při které je ve stavbě dosaženo návrhové hodnoty koncentrace radonu Cnh. Návrhová intenzita větrání nnh se podle revidovaného znění ČSN 73 0601 uvažuje u přirozeně větraných staveb hodnotou 0,2 h−1. U staveb s nuceným větráním pobytového prostoru se tato hodnota určí podle provozního režimu nuceného větrání jako průměrná intenzita větrání v době užívání pobytového prostoru.
Dimenzování protiradonové izolace
Protiradonová izolace je základním protiradonovým opatřením u staveb s pobytovým prostorem v kontaktních podlažích větraným s intenzitou větrání nepřevyšující 0,6 h−1. Její návrh doznal podstatných změn. Nově se již nepočítá minimální tloušťka izolace, ale její radonový odpor RRn podle vztahu (1).
(1)
[s/m]
kde d je tloušťka izolačního výrobku [m], l je difuzní délka radonu ve výrobku [m] a λ je přeměnová konstanta radonu [2,1.10−6 s−1].
Radonový odpor vyjadřuje schopnost daného izolačního výrobku charakterizovaného tloušťkou a difuzní délkou omezovat difuzi radonu. Jedná se tedy o charakteristiku výrobku. Je-li daný výrobek k dispozici ve více tloušťkách, musí být radonový odpor stanoven pro každou výrobní tloušťku samostatně. Předpokládá se, že hodnoty radonového odporu budou výrobci izolací postupně uvádět u každého výrobku v příslušném technickém listu. Do té doby je třeba radonový odpor počítat podle vztahu (1).
Pro výpočet radonových odporů pro jednotlivé tloušťky izolačního výrobku platí následující zásady:
- u výrobku, který je homogenní, jednovrstvý a nevyztužený, se radonový odpor každé jeho tloušťky vypočítá s použitím součinitele difuze radonu stanoveného pro libovolnou tloušťku výrobku (součinitel difuze radonu je pro všechny tloušťky stejný);
- u ostatních výrobků se radonový odpor jednotlivých tlouštěk vypočítá na základě součinitele difuze radonu stanoveného pro každou dílčí tloušťku samostatně (součinitel difuze radonu je u každé tloušťky jiný);
- tloušťka izolačního výrobku se vždy uvažuje reálnou hodnotou, nikoliv tabulkovým číslem.
Přehled hodnot radonového odporu pro různé materiálové složení izolačních výrobků poskytuje graf na obr. 1, který vznikl výpočtem z hodnot součinitele difuze radonu změřených v 650 izolacích [5]. Z grafu vyplývá, že běžné hydroizolace mají radonový odpor v řádu desítek až stovek Ms/m.
Legenda: BEPA – bentonit mezi kartóny, BETX – bentonit mezi textiliemi, EP – epoxidový nátěr, EVOH – polymerní fólie obsahující vrstvu z ethylenvinylalkoholu, HDPE – polyethylen o vysoké hustotě, LDPE – polyethylen o nízké hustotě, MBC – stěrka z modifikovaného bitumenu, MB-PE – SBS modifikovaný bitumen na PE fólii, MBM – SBS modifikovaný asfaltový pás, MBM-Al – MBM s Al nosnou vložkou, BM – asfaltový pás z oxidovaného asfaltu, BM-Al – BM s Al nosnou vložkou, PE – polyethylenová fólie o neznámé hustotě nebo fólie o více vrstvách PE, PE-Al – PE s Al nosnou vložkou, PO – fólie z nespecifikovaných polyolefinů, PP – fólie z polypropylenu, PU – polyuretanový nátěr nebo stěrka, PURE – stěrka polyurea, PVC – fólie z polyvinylchloridu, PCC – polymercementová stěrka, CC – cementová stěrka, RBM – pryžová fólie
Obr. 1 – Minimální, průměrný a maximální radonový odpor hydroizolačních materiálů v závislosti na jejich chemickém složení. Zpracováno z hodnot součinitele difuze radonu změřených v 650 izolacích na Stavební fakultě ČVUT v Praze.
Podle revidovaného znění ČSN 73 0601 lze na ochranu dané stavby použít jen takovou protiradonovou izolaci, jejíž radonový odpor RRn je větší než nebo roven minimálnímu radonovému odporu RRn,min, neboli musí platit podmínka (2).
(2)
Minimální radonový odpor RRn,min se vypočítá v závislosti na parametrech domu a návrhové hodnotě koncentrace radonu v půdním vzduchu podle vztahu (3).
(3)
[s/m]
kde Cs je návrhová koncentrace radonu v půdním vzduchu [Bq/m3], α1 je bezpečnostní bezrozměrný součinitel [–], jehož hodnot se revize normy nedotkla a Emez je maximálně přípustná rychlost plošné emise radonu do objektu [Bq/(m2h)].
Návrhová koncentrace radonu v půdním vzduchu Cs se vypočítá v závislosti na třetím kvartilu koncentrace radonu v půdním vzduchu Q3 stanoveném při radonovém průzkumu pozemku, počtu podzemních podlaží, vertikálním profilu plynopropustnosti zemin a velikosti zastavěné plochy P podle Tab. 2.
| Počet podzemních podlaží | P ≤ 200 m2 | P > 200 m2 | |
|---|---|---|---|
| 0 | Cs = Q3 | Cs = 1,25 × Q3 | |
| 1 | Plynopropustnost se směrem dolů nemění nebo klesá | Cs = 1,25 × Q3 | Cs = 1,5 × Q3 |
| Jiný profil plynopropustnosti než výše | Cs = 1,5 × Q3 | ||
| 2 a více | Stanoví se individuálně, ale musí platit Cs ≥ 1,5 × Q3 | ||
Bezpečnostní součinitel α1 se stanovuje na základě návrhové plynopropustnosti zemin, což je plynopropustnost na úrovni základové spáry (pod podlahou nejnižšího podlaží). Uvažuje se podle skutečnosti s tím, že je-li pod podlahou nejnižšího podlaží zřízen jakýkoliv plynopropustný podsyp o tloušťce větší než 50 mm, je návrhová plynopropustnost zeminy vždy vysoká, naopak pod hladinou podzemní vody je vždy nízká.
Výpočet maximální rychlosti plošné emise radonu do interiéru Emez zůstal nezměněn, tzn. platí vztah:
(4)
[Bq/(m2‧h)]
kde Vk je objem výpočtové místnosti v kontaktním podlaží [m3], nnh je návrhová hodnota intenzity větrání [h−1], Ap je půdorysná plocha výpočtové místnosti v kontaktu s podložím [m2], As je plocha suterénních stěn výpočtové místnosti v kontaktu s podložím [m2] a Cdif je 10 % návrhové hodnoty koncentrace radonu ve stavbě Cnh [Bq/m3].
Aby se návrh protiradonové izolace usnadnil a zpřístupnil co největšímu počtu účastníků stavebního procesu (projektant, dodavatel, investor, výrobce izolace), umožňuje nové znění normy stanovit hodnotu minimálního radonového odporu RRn,min také odečtem z Tab. 3. Tento postup je možný pouze u staveb bez podzemního podlaží, jejichž pobytové prostory mají světlou výšku v rozmezí 2,5–2,8 m. Současně musí platit, že návrhová hodnota koncentrace radonu v půdním vzduchu Cs nepřesahuje 200 kBq/m3 pro nízkoplynopropustné podloží, 140 kBq/m3 pro středněplynopropustné podloží a 60 kBq/m3 pro vysokoplynopropustné podloží.
Další výhodou tabulky předepisující hodnoty minimálního radonového odporu je to, že umožňuje výrobcům izolací jasně definovat oblast použitelnosti svých jednotlivých výrobků.
Hodnoty minimálního radonového odporu jsou v Tab. 3 stanoveny vždy pro maximální hodnotu koncentrace radonu v půdním vzduchu odpovídající příslušné kategorii radonového indexu stavby, a jsou proto vždy na straně bezpečnosti (jsou vyšší než hodnoty stanovené přesným výpočtem podle vztahu (3)). To znamená, že nepodaří-li se pro nějaký izolační výrobek splnit podmínku (2) a RRn,min byl stanoven z tabulky 3, může se stát, že tato podmínka bude splněna poté, co se RRn,min určí přesným výpočtem podle vztahu (3). Přesný výpočet je v tomto případě rozhodující.
| Typ stavby | Návrhová intenzita větrání nnh [h−1] | Minimální radonový odpor RRn,min [Ms/m] pro radonový index stavby | ||
|---|---|---|---|---|
| nízký | střední | vysoký | ||
| Stavba bez podzemního podlaží s pobytovým prostorem v kontaktním podlaží | 0,2 | 44 / 29 / 22 | 150 / 100 / 75 | 300 / 200 / 150 |
| 0,4 | 22 / 15 / 11 | 75 / 50 / 38 | 150 / 100 / 75 | |
| 0,6 | 14 / 9 / 7 | 50 / 33 / 25 | 100 / 67 / 50 | |
| Stavba na řádku 1 s přirozeným odvětráním podloží nebo s přirozeným odvětráním ventilační vrstvy | 0,2 | 28 / 19 / 14 | 100 / 67 / 50 | 200 / 133 / 100 |
| 0,4 | 14 /9 / 7 | 50 / 33 / 25 | 100 / 67 / 50 | |
| 0,6 | 10 / 7 / 5 | 34 / 23 / 17 | 68 / 45 / 34 | |
| Stavba na řádku 1 s nuceným odvětráním podloží nebo s nuceným odvětráním ventilační vrstvy | 0,2 | 14 / 9 / 7 | 50 / 33 / 25 | 100 / 67 / 50 |
| 0,4 | 8 / 5 / 4 | 26 / 17 / 13 | 50 / 33 / 25 | |
| 0,6 | 4 / 3 / 2 | 16 / 11 / 8 | 34 / 23 / 17 | |
| Poznámka: Pro mezilehlé hodnoty intenzity větrání se minimální radonový odpor určí lineární interpolací. | ||||
Nejvyšší hodnota minimálního radonového odporu požadovaná tabulkou 3 je RRn,min = 300 Ms/m. I pro tak vysokou hodnotu je na trhu dostatek hydroizolačních výrobků, jak vyplývá z obr. 2.
Obr. 2 – Radonové odpory 650 hydroizolačních výrobků v závislosti na poměru d/l (tloušťka/difuzní délka). Každý bod reprezentuje jeden změřený výrobek. Radonový odpor větší než 300 Ms/m má 39 % výrobků a odpor větší než 50 Ms/m vykazuje 79 % výrobků.
Z Tab. 3 je zřejmé, že i při nízkém radonovém indexu stavby se ochrana staveb s pobytovým prostorem v kontaktním podlaží větraným s intenzitou větrání nepřevyšující 0,6 h−1 řeší prostřednictvím kontaktní konstrukce v 1. kategorii těsnosti, jejíž nedílnou součástí je celistvá protiradonová izolace (viz také Tab. 1).
Při kombinaci s odvětráním podloží nebo s ventilační vrstvou v kontaktní konstrukci se protiradonová izolace navrhne tak, že do vztahu (3) se dosazují snížené hodnoty součinitele α1 v závislosti na tom, zda je ventilační vrstva větrána nuceně nebo přirozeně, a za Cs se dosazuje návrhová hodnota koncentrace radonu v půdním vzduchu. Došlo tak k výraznému zjednodušení návrhu protiradonové izolace v případě kombinace s ventilační vrstvou.
Stavby s nuceným větráním pobytového prostoru
V kapitole 6.7 revidovaného znění byly nově formulovány požadavky na systémy nucené ventilace vnitřního vzduchu, mají-li plnit funkci ochrany proti radonu. Norma zde mimo jiné upozorňuje, že účinnost nuceného rovnotlakého větrání může být negativně ovlivněna množstvím oběhového vzduchu, se kterým se radon vrací zpět do větraného prostoru, použitím entalpických výměníků pro zpětné získávání tepla, které propouštějí radon z odváděného vzduchu do přiváděného vzduchu, a kontaminací přiváděného vzduchu radonem v zemním výměníku. Dále norma zdůrazňuje, že není obvykle vhodné, aby z důvodu snížení koncentrace radonu intenzita větrání výrazněji překročila hodnotu zajišťující splnění hygienických požadavků. V takovýchto případech je zpravidla vždy ekonomicky i energeticky výhodnější chránit stavbu proti radonu i jinými opatřeními zvyšujícími těsnost kontaktních konstrukcí, nebo odvádějících radon z podloží nebo z ventilačních vrstev v kontaktních konstrukcích.
Literatura
- Zákon č. 263/2016 Sb., atomový zákon, ve znění pozdějších předpisů
- Vyhláška č. 422/2016 Sb., o radiační ochraně a zabezpečení radionuklidového zdroje
- WHO handbook on indoor radon, a public health perspective, WHO 2009
- ČSN 73 0601 Ochrana staveb proti radonu z podloží. ČAS, 2019
- Jiránek M., Kačmaříková V.: Radon diffusion coefficients and radon resistances of waterproofing materials available on the building market. Journal of Environmental Radioactivity 208–209 (2019), doi.org./10.1016/j.jenvrad.2019.106019
The article describes all significant changes in the field of designing and implementing radon protective and remedial measures introduced by the revised version of ČSN 73 0601, which came into force on 1.10.2019. A new way of selecting measures according to the building type and new concept of designing according to the design values of input parameters are introduced. A new methodology for designing radon-proof insulations is described in detail. According to this methodology, only insulation with a radon resistance greater than the prescribed minimum radon resistance can be used for building protection.
