Ochrana staveb proti radonu z podloží

Koncentrace radonu v půdním vzduchu dosahuje na našem území vyšších hodnot (běžně se pohybuje v rozsahu 10 000 až 100 000 Bq/m³), a proto bývá podloží hlavním zdrojem radonu v domech. Radon do vnitřního prostředí proniká netěsnostmi ve spodní stavbě (trhlinami, netěsnými prostupy instalačních vedení, netěsnými šachtami a topnými kanály atd.), jimiž je aktivně nasáván v důsledku podtlaku v nejnižších podlažích vyvolaným komínovým efektem a účinkem větru. O výsledné koncentraci radonu v domě rozhoduje kromě koncentrace radonu v půdním vzduchu a plochy netěsností také intenzita větrání.

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 pobytových prostorách staveb tzv. směrnými hodnotami, které jsou 200 Bq/m³ pro novostavby a 400 Bq/m³ pro stávající stavby. Ochranu proti radonu ale navrhujeme a provádíme tak, aby v dokončeném domě při intenzitě větrání splňující hygienické podmínky byla koncentrace radonu nižší o cca 100 Bq/m³.

Podrobné zásady navrhování a provádění ochrany nových i stávajících staveb proti radonu z podloží včetně dimenzování jednotlivých opa-tření uvádí ČSN 73 0601 (2006) [1].

NOVÉ STAVBY

Principy ochrany
Projektant na základě znalosti radonového indexu pozemku a informací o stavbě (způsob založení, osazení domu v terénu atd.) stanoví v souladu s postupy uvedenými v ČSN 73 0601 (2006) tzv. radonový index stavby. Rozsah a typ ochrany závisí na radonovém indexu stavby, umístění pobytových místností v objektu, na způsobu jejich větrání a přítomnosti vysoce propustné drenážní vrstvy pod domem nebo podlahového topení v kontaktních konstrukcích.

Nízký radonový index stavby – dostatečnou ochranu proti radonu tvoří provedení všech kontaktních konstrukcí s celistvou povlakovou hydroizolací s vodotěsnými spoji a prostupy. Pokud je ale pod stavbou s pobytovými místnostmi v kontaktních podlažích vytvořena drenážní vrstva o vysoké propustnosti nebo je součástí kontaktní konstrukce podlahové vytápění, musí být provedena kombinace s větracím systémem podloží nebo s ventilační vrstvou v kontaktní konstrukci.

Střední nebo vysoký radonový index stavby – ochrana se řídí pravidly uvedenými v tabulce 1.

Tabulka 1:
Ochrana novostaveb na středním nebo vysokém radonovém indexu stavby

Objekty s přirozeně větranými pobytovými místnostmi v kontaktních podlažích
	Základní ochranou je celistvě a spojitě provedená protiradonová izolace (konstrukce 1. kategorie těsnosti). Pokud však nastane alespoň jedna z následujících skutečností: – pod stavbou je vytvořena drenážní vrstva o vysoké propustnosti; – součástí kontaktní konstrukce je podlahové vytápění; – koncentrace radonu v podloží rozhodná pro stanovení radonového indexu stavby přesahuje: – 200 kBq/m3 pro nízkopropustné podloží; – 140 kBq/m3 pro středněpropustné podloží; – 60 kBq/m3 pro vysokopropustné podloží; musí být protiradonová izolace kombinována s větracím systémem podloží nebo s ventilační vrstvou v kontaktní konstrukci.
Objekty bez pobytových místností v kontaktních podlažích
	Dostatečnou ochranu proti radonu tvoří kontaktní konstrukce v 2. kategorii těsnosti, tzn., že buď je kontaktní konstrukce chráněna celistvou povlakovou hydroizolací s vodotěsnými spoji a prostupy, anebo je kontaktní konstrukce provedena ve formě vodotěsné železobetonové konstrukce podle ČSN EN 206 – 1 o minimální tloušťce prvků 250 mm. Musí být ale 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.
Objekty s nucenou ventilací všech pobytových místností v kontaktních podlažích
	Dostatečnou ochranu proti radonu tvoří kontaktní konstrukce v 2. kategorii těsnosti, tzn., že buď je kontaktní konstrukce chráněna celistvou povlakovou hydroizolací s vodotěsnými spoji a prostupy, anebo je kontaktní konstrukce provedena ve formě vodotěsné železobetonové konstrukce podle ČSN EN 206 – 1 o minimální tloušťce prvků 250 mm. Pokud však nastane alespoň jedna z následujících skutečností: – pod stavbou je vytvořena drenážní vrstva o vysoké propustnosti; – součástí kontaktní konstrukce je podlahové vytápění; musí být provedena kombinace s větracím systémem podloží nebo s ventilační vrstvou v kontaktní konstrukci.

Protiradonová izolace
Materiály na protiradonové izolace musí podle ČSN 73 0601 (2006) splňovat následující požadavky:
a) mají stanoven součinitel difuze radonu vlastního izolačního materiálu (přehled např. v [3, 5]);
b) mají stanoven způsob provedení spoje s uvedeným součinitelem difuze radonu;
c) trvanlivost odpovídá předpokládané životnosti stavby;
d) 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.

Minimální tloušťka protiradonové izolace se v každém konkrétním případě stanoví výpočtem podle ČSN 73 0601 v závislosti na velikosti kontaktní plochy, intenzitě větrání, koncentraci radonu v podloží a součiniteli difuze radonu v protiradonové izolaci – vztah (1). Výpočet lze provést buď ručně, anebo pomocí softwaru Radon 2006 [7]. Příklady výpočtů protiradonové izolace jsou v [6].

[m] (1)

kde:
d … tloušťka izolace [m],
C_s … koncentrace radonu v podloží rozhodná pro zatřídění do kategorií radonového indexu stavby [Bq/m³],
α₁ … bezpečnostní bezrozměrný součinitel závisící na propustnosti podloží [–],
V_k … objem interiéru zvolené místnosti v kontaktním podlaží [m³],
n … intenzita větrání v místnosti [h^–1],
A_p … půdorysná plocha místnosti v kontaktu s podložím [m²],
A_s … plocha suterénních stěn místnosti v kontaktu s podložím [m²],
C_dif … 20 Bq/m³ pro novostavby nebo 40 Bq/m³ pro stávající stavby,
l = (D/λ)^1/2 … difuzní délka radonu v izolaci [m],
D … součinitel difuze radonu v izolaci [m²/h],
λ … je rozpadová konstanta radonu [0,00756 h^–1].

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. 1). Radonové mosty se mohou vyskytovat zejména u stěn z keramických tvarovek se svisle orientovanými dutinami kladenými na sraz bez promaltování svislých spár a s ložnými spárami, které vzduchové dutiny přerušují buď jen částečně, anebo vůbec ne. Setkat se s nimi ale můžeme i u lehkých sendvičových konstrukcí na bázi dřeva nebo oceli. Možné způsoby přerušení tohoto radonového mostu závisí na vzájemné poloze základu, obvodové stěny, tepelné izolace a protiradonové izolace v soklové partii domu. Příklad řešení pro protiradonovou izolaci z asfaltových pásů je rovněž na obr. 1.

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 (obr. 2). 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.

Kombinace protiradonové izolace s ventilační vrstvou
Podlahová ventilační vrstva, která může být pod i nad protiradonovou izolací (obr. 3), 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.

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.

STÁVAJÍCÍ STAVBY

Principy ochrany
Návrh opatření musí vždy vycházet ze změřené koncentrace radonu v jednotlivých místnostech a popřípadě i z výsledků podrobnějších diagnostických měření určujících zdroje radonu a cesty jeho šíření objektem. Dalším nezbytným podkladem je stavebnětechnický průzkum zaměřený zejména na kvalitu a složení kontaktních konstrukcí, způsob a intenzitu větrání, dispoziční řešení atd.

Při koncentracích radonu v pobytových místnostech pod 600 Bq/m³ se volí opatření zaměřená na:
a) utěsnění významných vstupních cest radonu z podloží do interiéru, zejména trhlin a prostupů v kontaktních konstrukcích, zakrytí revizních a vodoměrných šachet, apod.;
b) zvýšení přirozené výměny vzduchu tam, kde se prokázalo, že vyšší hodnota koncentrace radonu je způsobena intenzitou větrání nižší než 0,3 h^–1;
c) utěsnění stropní konstrukce nad kontaktním podlažím bez pobytového prostoru nebo nad izolačním podlažím, zvýšení intenzity větrání těchto podlaží a utěsnění komunikačních vstupů (dveří, shozů, poklopů apod.) vedoucích do těchto podlaží z ostatních částí stavby;
d) instalaci jednoduchých větracích systémů podloží realizovatelných bez výměny podlah;
e) instalaci nucené ventilace zvyšující intenzitu větrání pobytového prostoru pomocí malých lokálních jednotek s rekuperací tepla.

Překračuje-li koncentrace radonu v pobytových místnostech 600 Bq/m³, je nutno přistoupit k návrhu účinnějších opatření, jakými jsou aktivní odvětrání podloží instalované bez výměny podlah, nucená ventilace vnitřního vzduchu a celková rekonstrukce podlah zahrnující položení nové protiradonové izolace v kombinaci s aktivním odvětráním podloží nebo ventilační vrstvy.

Při výběru protiradonového opatření je třeba vycházet z jejich účinnosti. Tabulka 2 ukazuje, o kolik procent jsou jednotlivá opatření schopna snížit koncentraci radonu.

Tabulka 2: Účinnost opatření vyjádřená % poklesu koncentrace radonu

Opatření	Účinnost [%]
	Typický rozsah	Max
Nové podlahy s protiradonovou izolací	35–45	50
Nové podlahy s protiradonovou izolací + pasivní odvětrání podloží nebo pasivní odvětrání podlahové vzduchové mezery	45–55	60
Nové podlahy s protiradonovou izolací + aktivní odvětrání podloží nebo aktivní odvětrání podlahové vzduchové mezery	80–90	95
Aktivní odvětrání podloží bez výměny podlah	80–95	99
Těsnění vstupních cest v kontaktních konstrukcích (trhlin, prostupů atd.)	10–40	60
Zvýšení intenzity větrání pobytového prostoru přirozeným způsobem	20–40	50
Zvýšení intenzity větrání pobytového prostoru nuceným větráním	50–70	75
Zvýšení intenzity větrání ve sklepě	25–45	50

Odvětrání radonu z podloží instalované bez výměny podlah
Ve stávajících stavbách je odvětrání radonu z podloží považováno za vůbec nejúčinnější opatření, které lze použít i při velmi vysokých koncentracích radonu. Jeho průměrná účinnost se pohybuje až kolem 95 % (tab. 2). Princip je velmi jednoduchý – z odsávacích vrtů instalovaných do podloží pod domem se nuceně odvádí půdní vzduch s radonem. Důsledkem je vytvoření podtlaku pod domem, který brání případnému nasávání radonu do domu netěsnostmi v kontaktních konstrukcích, a snížení koncentrace radonu v podloží pod domem (odsávaný půdní vzduch je částečně nahrazován venkovním vzduchem o zanedbatelné koncentraci radonu).

Odsávací vrt je perforované potrubí, které se zavrtává do původní zeminy pod stávající podlahy, aniž by došlo k jejich porušení. Navrhuje se nejčastěji z tuhých plastových trub, ocelových trub s plastovou vložkou nebo nerezových trub. Zavrtávání je možné provádět ze sklepa (obr. 4), z montážní jámy v jedné z místností nebo z exteriéru (obr. 5 a 6). Počet, délka a rozmístění odsávacích vrtů se navrhuje v souladu s ČSN 73 0601 (2006) podle těsnosti podlah a poměru propustností vrchní vrstvy podloží nacházející se těsně pod podlahami a níže situovaného podloží. Obecně platí, že pod každou pobytovou místnost by měl být veden alespoň jeden vrt.

Půdní vzduch se z odsávacích vrtů odvádí pomocí ventilátoru, jehož výkon se navrhne v závislosti na tlakových ztrátách ve sběrném potrubí a v podloží. Ventilátor musí být schopen dopravovat vzduch o relativní vlhkosti 80 % až 100 % a přitom odolávat protékající zkondenzované vodě a zvýšené prašnosti dopravovaného vzduchu. Četnost spínání ventilátoru a jeho výkon se seřídí v závislosti na změřené rychlosti poklesu, resp. nárůstu koncentrace radonu v budově po zapnutí, resp. vypnutí ventilátoru. Alternativně může být k ovládání ventilátoru použito kontinuální čidlo koncentrace radonu.

Rekonstrukce podlah
K rekonstrukci podlah se přistupuje tehdy, když jsou stávající podlahy ve velmi špatném stavu (např. shnilé dřevěné podlahy nebo suché dlažby přímo na podloží) nebo když je třeba řešit i zvýšenou vlhkost konstrukcí. V nové podlaze musí být vždy kombinována protiradonová izolace s odvětráním podloží nebo s odvětranou ventilační vrstvou. Zabraňuje se tím transportu radonu i vlhkosti neizolovanými stěnami a spárou na styku nové podlahy a stávající stěny. Tloušťka protiradonové izolace se vždy vypočítá podle postupů uvedených například v [1, 5].

K odvětrání podloží se používá odsávací potrubí, které se pokládá do drenážní štěrkové vrstvy pod novými podlahami, a navrhuje se nejčastěji z perforovaných plastových trub či hadic o průměru od 60 do 100 mm. Odsávací potrubí se doporučuje osazovat po obvodě místností, aby byl největší podtlak dosažen pod místem napojení podlahy na stěnu (obr. 7), kde mohou vznikat netěsnosti. Ventilační vrstva může být vytvořena jak pod protiradonovou izolací (obr. 8), tak nad ní. Ve stávajících stavbách je odvětrání podloží nebo ventilační vrstvy vždy nucené, a proto nesmí být realizovány průduchy v obvodových stěnách či soklech sloužící k dodávce vnějšího vzduchu do podloží nebo ventilační vrstvy. Přispívají totiž k výraznému ochlazování stavebních konstrukcí a ke ztrátě podtlaku. Výkon a pracovní režim ventilátoru se navrhne obdobně jako při větrání podloží.

Další varianty a detaily odvětrání podloží a ventilačních vrstev včetně osazení ventilátorů jsou uvedeny v [5].

Zvýšení intenzity větrání
V energeticky sanovaných domech s utěsněným obvodovým pláštěm a novými těsnými okny bývá častou příčinou zvýšené koncentrace radonu nízká intenzita větrání, která v řadě případů nedosahuje ani hodnoty 0,1 h^–1. Zvýšení intenzity větrání bude za této situace jistě vhodné. Na druhé straně je však nutné počítat s tím, že přirozené větrací systémy dokážou snížit koncentraci radonu maximálně na polovinu a nucené na čtvrtinu (viz tab. 2). Bude-li tedy v domě koncentrace radonu vyšší než 800 Bq/m³, s pomocí samotných větracích systémů se nám ji pravděpodobně nepodaří snížit pod 200 Bq/m³, což je úroveň, která by neměla být překročena.

Podle potřebného množství větracího vzduchu lze intenzitu větrání zvýšit buď přirozeným způsobem (například pomocí okenních či stěnových větracích štěrbin), anebo nuceně. Ve druhém případě přichází v úvahu nucené podtlakové odvětrání kombinované s přívodem vzduchu větracími štěrbinami, lokální ventilační jednotky s rekuperací tepla nebo centrální rovnotlaká ventilace s rekuperací tepla. Nucené systémy mohou být spínány v závislosti na rychlosti přísunu radonu. Další podrobnosti o návrhu větracích systémů jakožto protiradonového opatření jsou uvedeny v [6].

MARTIN JIRÁNEK

Poděkování
Publikované poznatky byly částečně získány za podpory výzkumného projektu TB01SUJB072 financovaného Technologickou agenturou České republiky.

Literatura:
1) ČSN 73 0601 (2006) Ochrana staveb proti radonu z podloží. ČNI, Praha, 2006.
2) JIRÁNEK Martin. Dům bez radonu. Vydavatelství ERA, Brno, 2001
3) JIRÁNEK Martin. Přehled izolací proti radonu na českém trhu. Materiály pro stavbu, 2006, roč. 12, č. 6, s. 30–32.
4) JIRÁNEK Martin. Spolehlivost a optimalizace protiradonových opatření. Bezpečnost jaderné energie 15, roč. 53, 2007, č. 3/4, s.102–108, ISSN 1210-7085.
5) JIRÁNEK Martin, M. Honzíková. Radon – stavební souvislosti I. ČVUT v Praze, 2012.
6) JIRÁNEK Martin, M. Honzíková. Radon – stavební souvislosti II. ČVUT v Praze, 2013.
7) Software Radon 2006 pro Windows. Firma Svoboda, Kladno 2006.

Doc. Ing. Martin Jiránek, CSc., (*1964)
je absolventem Stavební fakulty ČVUT Praha, kde se v současnosti věnuje pedagogické a vědeckovýzkumné činnosti. Zabývá se navrhováním protiradonových opatření a aplikací numerických výpočtových metod v této oblasti. Je soudním znalcem a autorem norem na ochranu staveb proti radonu.