CC BY
15
УДК 699.887.3
ПУТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО КАЧЕСТВА В ПРОЦЕССЕ РЕКОНСТРУКЦИИ
ПЯТИЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
А. С. Беликов, д. т. н., дроф., А. В. Пилипенко, к. т. н., до ц., О. С. Гупало, инж.
Актуальность. Радиационное качество жилых зданий является одним из доминирующих по степени опасности для человека среди других антропогенных источников окружающей среды. В современной концепции радиационной защиты человека определены основные положения нормативно-правовой базы по обеспечению радиационной безопасности жилья.
В полной мере эту задачу при наименьших затратах выполнить только на стадии проектирования новых зданий и реконструкции зданий, находящихся в эксплуатации, невозможно.
Анализ состояния эксплуатируемого жилищного фонда четырех последовательных периодов индустриального домостроения показал необходимость уделить особое внимание жилым массивам застройки 60-х годов прошлого столетия - первого периода индустриального домостроения.
В Украине пятиэтажные панельные здания составляют 22,4°/о жилищного фонда страны. Основой их является применение строительных конструкций серий 438, 464, 480 и др.
На сегодняшний день жилые здания первого периода домостроения устарели морально, т. к. проектировались по строительным нормам и правилам 1950-1960 годов (маленькая кухня, проходные комнаты, совмещенные санузлы, отсутствие мусоропровода, лифта и др.). Физический износ конструкций показал, что срок эксплуатации этих жилых зданий реализован только на 30°/о (за исключением сетей). Несмотря на приведенные данные о состоянии жилых зданий 1960-х годов домостроения, ни одно из государств (Россия, Германия, Белоруссия и Украина) не пошло по пути полного их сноса. Это связано, в первую очередь, с большими финансовыми затратами, так как требует расселения жителей из сносимых домов, вывоза, утилизации и захоронения строительного мусора с нанесением вреда экосистеме и др.
В ряде стран уже накоплен опыт реконструкции жилых зданий первого периода индустриального домостроения, выполненной по различным вариантам.
Цель работы состоит в рассмотрении возможностей обеспечения радиационного качества при реконструкции пятиэтажных панельных жилых зданий первого периода индустриального домостроения в соответствии с требованиями социально-экономических принципов НРБУ-97.
Основное содержание. Наиболее привлекательными вариантами реконструкции пятиэтажных жилых зданий, по опыту других стран, являются надстройка мансардного этажа (в одном или двух уровнях) и многоэтажная надстройка (с расширением корпуса существующего здания).
Особое внимание необходимо уделить реконструкции жилых массивов застройки 1960-х годов, относящихся к первому периоду индустриального домостроения. Жилой фонд домов первых массовых серий составляет 71,4 млн, м2 общей площади (табл. 1), это 22,46°/о от городского многоквартирного жилого фонда Украины [1]. Всего в Украине насчитывается 25573 пятиэтажных здания первых массовых серий индустриального производства [2].
Таблица 1
Площадь жилого пятиэтажного фонда первых массовых серий индустриального домостроения в некоторых областях Украины
Область Б, Область Б,
(млН. М2) (млН. М2)
Донецкая 15,7 Винницкая 4,8
Луганская 10,06 Черниговская 3,5
Киевская 6,6 Львовская 3
Одесская 6,22 АР Крым 2,53
Днепропетровская 6,14 Николаевская 2,5
Харьковская 5,18 Остальные 5,17
ВСЕГО по УКРАИНЕ 71,4 млн.м2
В ряде областей Украины (Волынской, Ривненской и др.) проблема пятиэтажек не стоит так остро, как, например, в Донецкой, Луганской, Днепропетровской.
Проанализировав статистические данные Госстроя Украины [2], можно сделать вывод, что решение проблем, связанных с пятиэтажными жилыми зданиями, наиболее актуально для шести областей (Донецкой, Луганской, Днепропетровской, Киевской, Одесской, Харьковской), менее актуальны для Винницкой, Черниговской, Львовской, Николаевской и др., а также для Автономной Республики Крым (рис. 1). Актуальность рассматриваемой проблемы для целого ряда регионов Украины не оставляет никаких сомнений.
Одесская; 8 70%
Донецкая; 22/о АР Крым;3,50/о
Х а Р
к
Л
у
г
7
Винницкая ; 6,70%
Днепропетровская
; 8т60/о Ник°лаевская; Черниговская; Львовская;
Остальные; 7,20°/о 3,507о 4,90°/о 4,20°/о
Рис. 1. Процентное соотношение количества жилых домов первых массовых серий по областям Украины
Таблица 2
Состав домов по типовым сериям в некоторых областях и г. Киев [2]
Регион Жилые здания первых массовых серий
Серия 438 Серия 464 Серия 480 Другие Дома Б * сщй всех %
Б * % Б * % Б * % Б * %
АР Крым 1281,0 50,6 692,0 27,4 - - 556,7 22,1 1111 2529,7
Днепропетровская обл. 2162,3 35,2 1690,1 27,5 525,3 8,6 1763,5 28,7 1726 6141,0
Донецкая обл. 3139,7 20,0 4396,1 28,0 6123,4 39,0 2040,8 13,0 4690 15700,0
Луганская обл. 3870,0 38,5 2260,0 22,5 1840,0 18,3 2087,0 20,8 6771 10057,0
Одесская обл. 3933,1 63,3 345,5 5,5 - - 1939,6 31,2 1375 6217,7
Харьковская обл. 1761,7 34,0 1738,8 33,5 578,2 11,2 1106,4 21,3 1655 5185,2
Чернигов-ская обл. 1300,0 63,0 765,0 37,0 - - - - 727 2065,0
г. Киев 1693,6 25,7 627,9 9,5 2739,3 41,5 1537,3 23,3 1959 6598,1
Метод надстройки мансардного этажа (Россия, г. Санкт-Петербург).
Надстраиваемый мансардный этаж имеет 9 квартир общей площадью 524 м2.
Работы по реконструкции включали: утепление стен, ремонт окон и дверей; частичную замену внутренней сантехники; устройство регулирующей системы инженерных систем, контрольно-измерительных приборов; ремонт дренажа дома. Метод многоэтажной надстройки с применением железобетонного каркаса (Россия, г. Москва).
Первое здание, по Химкинскому бульвару, реконструированное по этому методу, сдано в эксплуатацию весной 2004 года. Здание получило привлекательный вид, прекрасно вписалось в существующую застройку, квартиры в существующей пятиэтажке перепланированы, в здании появились лифты и мусоропроводы, в надстраиваемой части квартиры имеют улучшенную планировку, на 8-9-м этажах - двухуровневые квартиры. Полностью заменены внутренние сети и коммуникации.
Следует отметить социальную привлекательность подобного подхода к реконструкции для жителей существующих пятиэтажек, получающих свои же реконструированные квартиры с лифтами, мусоропроводами, электроплитами и централизованным горячим водоснабжением.
В Украине решение проблем реконструкции жилых домов раннего периода индустриального домостроения впервые было определено постановлением Кабинета Министров Украины от 14.05.1999 г. М 8020 "О мероприятиях по реконструкции жилых домов первых массовых серий" [1]. Для решения этой проблемы разработаны и реализуются областными и городскими госадминистрациями Региональные программы реконструкции жилых домов первых массовых серий.
Надстройка мансардного этажа (Украина, г. Харьков). Здание реконструировалось без отселения жильцов (2000 г.), что
доставило целый ряд неудобств, как для жильцов, так и для строителей. Перепланировка квартир не производилась: утеплили фасады, произвели замену оконных блоков. Здание приобрело привлекательный вид, хотя многие проблемы так и не были решены.
Метод многоэтажной налстройки с применением железобетонного каркаса (Украина, г. Одесса).
После реконструкции получилось девятиэтажное жилое здание с великолепными квартирами. В здании появились лифты и мусоропроводы. Корпус пятиэтажки расширен, квартиры перепланированы. Найдено решение всех
конструктивных вопросов. Сейчас в Одессе начата разработка программы по реконструкции жилой застройки.
Опыт Одессы доказывает, что при правильном подходе к реконструкции можно решить все проблемы пятиэтажек. Безусловно, проводить такую полномасштабную реконструкцию без отселения жильцов не представляется возможным. Здание в Одессе не было заселено до реконструкции. Это облегчило продвижение работ от проекта до его реализации. Реконструированное здание сдано в эксплуатацию в 2004 году.
Примеры реконструкции в Москве, Санкт-Петербурге, Одессе позволяют сделать вывод, что основная часть пятиэтажек может быть преобразована в добротное жилище.
В Днепропетровской области на сегодняшний день насчитывается 1726 зданий площадью 6141,0 тыс. м2 (табл. 3).
Таблица 3
Жилые здания первых массовых серий индустриального домостроения в Днепропетровской области (площадь, тыс. м2) [2]
Серия 438 464 480 87 437 Другие серии
S (тыс. м2) 2162,1 1690,1 525,3 64 1453,8 245,7
Для г. Днепропетровска одним из приемлемых методов реконструкции может стать метод многоэтажной надстройки, в основу которого положена концепция модернизации и реконструкции зданий, предложенная доктором технических наук, профессором М. М. Жербиным и доктором технических наук, профессором В. И. Большаковым. Концепция предполагает проведение работ по капитальному ремонту и перепланировке помещений в существующем здании, надстраиваемом до 10-15-20 этажей. Такое решение позволяет получить значительное количество дополнительной жилой площади с квартирами, отвечающими всем потребительским требованиям, и придать зданию специфическую архитектурную выразительность. Метод предусматривает опирание надстройки на отдельные, специально возведенные фундаменты. Таким образом, существующие пятиэтажные здания не воспринимают дополнительных нагрузок. Все несущие элементы выполняются из легких стальных конструкций из эффективных высокопрочных сталей.
Ограждающие конструкции и перекрытия выполняются из легких эффективных стеновых материалов. Дополнительные квартиры, полученные в надстраиваемой части здания, отвечают всем современным требованиям, предъявляемым к жилью. Количество квартир после реконструкции в здании не уменьшается, а увеличивается, что говорит об окупаемости и возможности получения дополнительной прибыли и делает предлагаемый метод реконструкции привлекательным для инвесторов и конкурентоспособным. По окончании всех объемов реконструкционных работ в районе жилой застройки (квартала) такой дом может быть использован в качестве гостиницы или жилья для студентов, молодых и малоимущих семей. В нашем городе есть все предпосылки для создания собственного производства стальных каркасов, так как Днепропетровск является крупнейшим металлургическим центром Украины.
Необходимо также отметить, что многоэтажная надстройка может применяться для реконструкции пятиэтажных зданий, расположенных в центральных (и прилегающим к ним) районах крупных городов, где это продиктовано существующей градостроительной ситуацией. В других случаях достаточно обходиться мансардным строительством. Выбор метода реконструкции зависит от следующих оснований:
1. Градостроительные требования, определяемые расположением объекта реконструкции в существующей композиции сложившейся застройки.
2. Архитектурно-планировочные решения, определяющие необходимость приведения жилых зданий к существующим санитарным и планировочным нормам, - это устройство лифтов мусоропроводов, увеличение площадей кухонь, решение проблем проходных комнат и др.
3. Конструктивные решения, определяемые состоянием объекта реконструкции после тщательного обследования специалистов (состояние фундаментов, ограждающин конструкций, грунтов и т. д.).
4. Экономические возможности, зависящие от источников финансирования (бюджетные средства, привлечение средств жильцов или инвесторов) реконструкции и особенностей данного региона для обеспечения строительными материалами, а также немалое значение имеет окупаемость выбранного метода и др.
Решение о выборе метода реконструкции может быть принято только на основании тщательного анализа всех вышеперечисленных и многих других факторов, которые составляют исходные данные для задания на проектирование.
Днепропетровская область самая исследованная относительно вышеизложенных параметров. Определим уровень радиационного качества пятиэтажных жилых домов в нашей области с помощью блок-схемы (рис. 2).
Рис. 2. Блок-схема определения дозы облучения человека в помещениях здания
Источниками ионизирующих излучений строительного производства, определяющими радиационное качество здания, являются строительные материалы несущих и ограждающих конструкций и подстилающий грунт под зданием. Радиоактивность источников определяется содержанием в них радия-226, калия-40 и радона-222, распад которых сопровождается сочетанием ионизирующих б, в, г-излучений (326 {«,У), 2з2Тн(а, ), ао у), 222РЛ(а)), что обуславливает опасность внешнего ('-излучения) и внутреннего (а-, Я-излучений) облучения организма человека.
Регламентируемыми радиационными параметрами ионизирующих источников строительного производства являются:
А3ф.см - суммарная эффективная активность радионуклидов в материале источника, Бк/кг, где Бк - единица измерения активности распада радионуклида (1 беккерель = 1 расп/с);
gэкс.кп.гp(о,0 - скорость эксхаляции (поступления радона - радиоактивного газа, продукта распада радия-226, в воздух
помещений здания, Бк/м2хс).
Величины параметров ионизирующих источников определяют создаваемый ими радиационный фон в помещениях здания, оцениваемый:
- мощностью поглощенной дозы '-излучения
МПДпом, мкГо/ч =1(Аэф.ок), которая характеризует и определяет внешнюю составляющую эффективной дозы облучения
ВЩЛ
Н 3Ф , мЭв/год = ^МПДпом, нпреб);
-эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе помещения (3)
ЭРОАкп.пом, Бк/м3 =^(уэксх.гр., дэксх.ок), которая характеризует и определяет внутреннюю составляющую эффективной дозы облучения
внутр
Н 3Ф , мЭв/год = ЦЭРОАрп.тм , нпреб) (4
Показателем уровня радиационного качества жилого здания служит величина радиационного риска
Азд= У х Нэфу,
(5
где г - коэффициент риска, равный 7,3'10-2 3в 1;
внутр
вшн
Нэфу , м3в/год = Н вФ + Н вФ - суммарная эффективная доза облучения. НРБУ-97 установлен допустимый уровень
дон
радиационного риска R нво = 510-5. Если 1'? 5' 10-5, то здание считается радиационно безопасным, а при повышении 1' > 5'10-5 требуется обязательное выполнение защитных мероприятий по уменьшению внешней и внутренней составляющих дозы облучения [3].
В таблице 4 приведены результаты изменений и расчета регламентируемых радиационных параметров строительного производства для рассматриваемых пятиэтажных жилых зданий Днепропетровска.
Таблица 4
Результаты оценки радиационного качества пятиэтажных жилых зданий города на первых этажах
Регламентируемые радиациоиные параметры строительного производства Измеренная (расчетная) величина Допустимый уровень
Аэф.ок, Бк/кг 84-179 370
дэксх.ок, М Б К/ М 2 ХС 2,4-6,7 8
дэксх.гр, мБк/м2хс 18-72 25
МПДпоМ, мкГр/ч 0,15-0,29 0,26
ЭРОАпом, Бк/МЗ 46-107 50
внешн Н вФ , м3в/год 017-0 '23 -
внутр Н 'Ф , м3в/год 0, 9-1, 65
Нэфу , МЗв/год 1,07ч 1,88 -
АЗД г х Нэфу 7,8'10-5 - 13,7'10"5 510"5
Заключение. Радиационное качество первых этажей пятиэтажных жилых зданий города не в полной мере отвечает современным нормативным требованиям из-за повышенного уровня радонопоступления из грунтов на территории области, расположенной на цокольной части Украинского кристаллического щита, и изготовления строительных материалов из отходов промышленности, обладающих повышенной радиоактивностью по сравнению с минеральными видами сырья и др.
Из рассмотренных вариантов реконструкции пятиэтажных жилых зданий наибольшие возможности для обеспечения необходимого уровня радиационного качества, отвечающего современным социально-экономическим принципам НРБУ-97, предоставляет метод многоэтажной надстройки, опирающийся на отдельные специально возведенные фундаменты, когда в полной мере можно использовать комплекс защитных мероприятий.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Постановление Кабинета Министров Украины от 14.05.1999. М2 820 "О мероприятиях по реконструкции жилых домов первых массовых серий".
2. Разумова О. В. Основные направления реконструкции жилья (Анализ основных направлений реконструкции жилых домов первых массовых серий)// Строительство, материаловедение, машиностроение. Сб. научи. тр. Вып. 15. - Д.: ПГАСА, 2002. - С. 82-88.
3. Нормы радиационной безопасности Украины: НРБУ-97. - К.: Отдел полиграфии Украинского центра Госсанэпиднадзора Министерства здравоохранения Украины, 1998. - С. 134.
УДК 699.887.3
Пути обеспечения радиационного качества в процессе реконструкции пятиэтажных жилых зданий /А. С. Беликов, А. В. Пилипенко, О. С. Гупало /Вгсник Приднгпровськог державное академгг будгвництва та архгтектури. -Днгпропетровськ: ПДАБА, 2008. - Х 9. - С. 12-17. - рис. 2. - табл. 4. - Бгблгогр.: (3 назв.).
Приведен анализ методов, применяемых при реконструкции пятиэтажных жилых зданий первой массовой серии. Также приведена методика оценки их радиационного качества, которую можна взять за основу при расчете радиационной безопасности для разных вариантов реконструкции зданий.
