автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Пути достижения радиационной безопасности объектов строительства на стадии проектирования

ПРИДНІПРОВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

ПИЛИПЕНКО ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 699.874.3;546.296

ШЛЯХИ ДОСЯГНЕННЯ РАДІАЦІЙНОЇ БЕЗПЕКИ ОБ'ЄКТІВ БУДІВНИЦТВА НА СТАДІЇ ПРОЕКТУВАННЯ

Спеціальність 05.26.01 - Охорона праці

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття тукового ступеня кандидата технічних наук

Дніпропетровськ - 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Придніпровській державній академії будівництва та архітектури (ПДАБтаА) Міністерства освіти і науки України, м. Дніпропетровськ.

Науковий керівник - кандидат технічних наук, професор Сафонов Володимир Васильович, Інститут безперервної фахової освіти Придніпровської державної академії будівництва та архітектури, заступник директора з наукової роботи

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Азарян Альберт Арамаісович, Криворізький технічний університет, професор кафедри моделювання та програмного забезпечення;

кандидат технічних наук, доцент Штангрет Богдан Степанович, Львівський інститут пожежної безпеки, доцент оперативно-технічної кафедри.

Провідна установа:

Харківська національна академія міського господарства, кафедра безпеки життєдіяльності, Міністерство освіти і науки України (м. Харків).

Захист відбудеться " 9 11 ЧЕРЬНЯ 2004р. о 13.00 на засіданні спеціалізованої вченої ради К 08.085.03 при Придніпровській державній академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Чернишевського,24-а.

*

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Придніпровської державної академії будівництва та архітектури за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ,

вул. Чернишевського,24-а.

Автореферат розісланий " ^ " щра&ня 2004р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Умови життєдіяльності людини в побуті та на виробництві багато в чому залежать від досягнутого рівня радіаційної безпеки. З багатьох іонізуючих джерел випромінювань, ¿до впливають на організм людини, найбільший внесок у величину ефективної дози опромінення вносять іонізуючі джерела будівельного виробництва. Вважаючи, що їх вплив випробовують усі люди Землі, суспільство питанню забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва приділяє особливу увагу. Знизити вплив іонізуючих джерел будівельного виробництва можна тільки за допомогою захисних заходів, реалізацію яких доцільно починати на стадії проектування будівель та споруд. Підвищення радіаційної якості продукції будівельного виробництва дозволяє зменшити дозу опромінення населення, що визначає актуальність задачі, що вирішується.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Робота виконувалася відповідно до закону України "Про захист людини від іонізуючих випромінювань"(м. Київ, № 15/98-ВР), регіональною цільовою програмою "Забезпечення радіаційної безпеки техногенно-підвищених джерел природного походження регіону" (рішення голови Дніг’ропетровської облдержадміністрації № 143 від 20.11.2000р.) і НДР д/б №1 "Розробка теоретичних положень і практичних методик зниження факторів ризику для забезпечення будівельних проектів ресурсами." (державний реєстраційний номер 0100Ш003684).

Мета та задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії проектування шляхом реалізації захисних заходів, щодо зменшують вплив іонізуючих джерел будівельного виробництва.

Поставлена мета вимагає вирішення наступних науково-практичних задач:

- оцінити діючу систему радіаційного контролю будівельного виробництва на Україні, як механізму керування рівнем радіаційної безпеки, на відповідність міжнародним вимогам системи якості 180-9000;

- розробити структурну модель керованої системи радіаційного контролю будівельного виробництва, для реалізації я^ої необхідно встановити функціональну залежність регламентованих радіаційних параметрів у приміщеннях будинку від параметрів іонізуючих джерел і визначити їх контрольні рівні при реалізації захисних заходів;

- апробувати розроблену структурну модель керування рівнем радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії проектування на прикладі м. Дніпропетровська, оцінивши отриманий соціальний та економічний ефект для суспільства;

- виконати виміри регламентованих радіаційних параметрів іонізуючих джерел будівельного виробництва і в приміщеннях будинків м. Дніпропетровська для оцінки вірогідності результатів, отриманих на основі прогностичних моделей на стадії проектування будівель та споруд;

- розробити методику забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії проектування, що відповідає вимогам принципів НРБУ-97.

Об'єкт дослідження - іонізуючі джерела, будівельне виробництво та комплекс протирадіаційних захисних заходів щодо зменшення радіаційного фону в приміщеннях будинків.

Предмет дослідження - процес встановлення та оцінка можливості керування вихідними радіаційними параметрами в приміщеннях будинків при реалізації захисних заходів по зменшенню впливу іонізуючих джерел будівельного виробництва. „

Методи дослідження: аналітична формалізація відомих науково-технічних даних про радіаційні параметри іонізуючих джерел, об'єктів будівництва і захисних заходів; розрахунково-експериментальні моделі визначення параметрів будівельного виробництва на стадії проектування будинків; обробка отриманих результатів вимірів параметрів методами математичної статистики.

Наукова новизна отриманих результатів включає наступне:

- обґрунтування і розробку моделі керованої системи радіаційного контролю, яка відповідає вимогам міжнародної системи якості продукції 180-9000, що дозволяє прогнозувати радіаційну якість будівельного виробництва на стадії проектування (отримано вперше);

- встановлення нових закономірностей розподілу регламентуючих радіаційних параметрів потужності поглиненої дози і еквівалентної врівноваженої об’ємної активності в приміщеннях будівель від первинних параметрів іонізуючих джерел будівельного виробництва - швидкості ексхаляції та ефективної активності, що дозволяє обґрунтувати розробку методики на стадії проектування (одержало подальший розвиток);

- встановлення функціональної залежності показника ефективності захисних заходів А Неф від параметрів іонізуючих джерел виробництва (швидкості ексхаляції та ефективної активності) і коефіцієнту послаблення КІІ0СЛ (одержало подальший розвиток);

- розробку методичного підходу до вибору необхідного захисного заходу на стадії проектування будівлі з урахуванням його ефективності і вартості, що дозволяє виявити доцільність використання кожної групи захисних заходів і тим самим поліпшити умови охорони праці і безпеки життєдіяльності людини як у побуті, так і на виробництві (отримано вперше).

Практичне значення отриманих результатів полягає в:

- розробці прогностичних моделей визначення радіаційних параметрів на кожному етапі циклу будівельного виробництва по забезпеченню радіаційної безпеки об’єктів будівництва на стадії проектування;

- розробці методики забезпечення радіаційної безпеки об’єктів будівництва на стадії проектування, що задовольняє нормативно-правовим документам України;

- розробці керованої системи радіаційного контролю будівельного виробництва на стадії проектування та впровадження ефективних захисних заходів, що дозволяє отримати соціальний і економічний ефекти для суспільства;

з

- розробці і впровадженні методичних рекомендацій „Забезпечення радіаційної безпеки населення в приміщеннях будівель на основі реалізації противо-радіаційних захисних заходів” в ряді проектних організацій і підприємств будівельного виробництва м. Дніпропетровська (ДГО „Придніпровський Промбудп-роект”, Державний Дніпровський проектний інститут, ВАТ Ш „Дніпропроект-стальконструкція”, ВАТ фірма „Дніпрокапрембуд”, БК „ОКС”, МЖКП „Південне”).

Особистий внесок здобувана полягає в: розробці структурної моделі керованої системи радіаційного контролю будівельного виробництва, яка дозволяє перевести рішення задачі радіаційної безпь'ки з оціночного рівня на реалізацію захисних заходів, відповідно до принципу оптимізації НРБУ-97; установленні функціональної залежності показника ефективності захисних заходів від радіаційних параметрів іонізуючих джерел виробництва та коефіцієнта послаблення; одержанні частотних розподілів радіаційних параметрів іонізуючих джерел будівельного виробництва і у приміщеннях будинків м. Дніпропетровська та визначення на цій основі закономірних зв'язків між ними; вимірах радіаційних параметрів іонізуючих джерел і в приміщеннях будинків м. Дніпропетровська, необхідних для оцінки достовірності результатів визначення розрахунків параметрів за допомогою прогностичних моделей; розробці прийнятих до виконання в м. Дніпропетровську методичних рекомендацій "Забезпечення радіаційної безпеки населення в приміщеннях будинків на стадії проектування шляхом реалізації протирадіаційних захисних заходів".

Апробація результатів дисертації. Сановні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на 2-й та 3-й регіональних науково-практичних конференціях "Питання екології будівельного виробництва і шляхи їх вирішень" (м. Дніпропетровськ, 2002р., 2003р.); науково-технічному симпозіумі - семінарі "Технологічні рішення задач екології" (м. Севастополь, 2002р.); на III міжнародному симпозіумі "Безпека життєдіяльності в XXI столітті" (Хургада, Єгипет, 2003р.); міжнародній науковій конференції "Проблеми сучасного матеріалознавства" (м. Дніпропетровськ, 2003р.); щорічних конференціях ПДАБтаА (2002,2003 рр.).

Публікації. Результати досліджень дисертаційної роботи опубліковані в збірниках наукових праць [1-7], в учбовому посібнику [8], покладені в основу прийнятих до виконання методичних рекомендацій [9].

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, 5 розділів, загальних висновків, списку використаних літературних джерел і додатків. Загальний обсяг дисертації 151 сторінка. Крім основного тексту, викладеного на 131 сторінці, дисертація містить 23 рисунка, 35 таблиць, список використаних джерел із 135 найменувань на 12 сторінках і 2 додатків на 8 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність вибору теми дисертації та визначено основні науково-практичні задачі, показані наукова і практична новизна отрима-

них результатів досліджень та області їх використання.

Перший розділ присвячений аналізу стану досліджуваної проблеми - радіаційної безпеки об'єктів будівництва, іонізуючі джерела яких домінують серед інших по внеску у величину ефективної дози опромінення.

Аналіз діючої системи радіаційного контролю будівельного виробництва (СРКБВ) на відповідність міжнародним вимогам системи якості 180-9000 показав, що вона в неповній мірі відповідає їй як по розглянутим функціям, так і по ресурсу радіаційної якості, що закладається у продукцію. Без усунення виявлених невідповідностей, практично, не можна реалізувати принципи НРБУ-97 по забезпеченню радіаційної безпеки об'єктів будівництва заданого рівня ризику. При цьому основний ресурс радіаційної якості повинно закладатися на стадії проектування будинку, що і передбачено обов’язковим виконанням у проекті розділу "Заходи для зниження рівня іонізуючих випромінювань природних радіонуклідів", але невизначені шляхи та методика рішення.

На основі аналізу результатів досліджень провідних організацій України, рекомендацій Міжнародної комісії з радіаційного захисту (МКРЗ), літературних джерел з розглянутого питання і попередніх дослідженнь, сформульовані робоча гіпотеза, мета дисертаційної роботи та задачі досліджень.

Другий розділ присвячений вибору методу і способів рішення поставлених задач досліджень. Зменшити інтенсивність впливу іонізуючих джерел будівельного виробництва можна тільки реалізацією комплексу протирадіаційних захисних заходів (КПЗЗ), який сформовано за результатами аналізу виконаних досліджень в Україні. Для радіаційних параметрів виробництва встановлюються, поряд із припустимими рівнями Х“°", ще і їх контрольні рівні Х“р, що відбивають можливості захисних заходів щодо їхнього ■зменшення:

Встановлення контрольного рівня Хі <Х'р відбиває умову достатності по мінімізації впливу іонізуючих джерел.

Дотримання умови достатності забезпечує виконання СРКБВ функції керування радіаційною якістю продукції і дозволяє реалізувати принцип оптимізації по зниженню дози опромінення в приміщеннях будинку (рис.1).

Вихідні регламентовані радіаційні параметри в приміщеннях будинку - потужність поглиненої дози ППДприм, мкГр/год і еквівалентна рівноважна об’ємна активність радону-222 ЕРОАПрИм. Бк/м3, характеризуючи зовнішню і внутрішню складові ефективної дози опромінення, можуть бути представлені у виді функцій:

(1)

(2) (3)

Функції системи формування радіаційної якості продукції будівельного виробництва

Забезпечення (X, < X реалізується

принцип не перевищення, шо виключає детерміновані ефекти

Етапи циклу будівельного виробництва і вимоги до рівня їх радіаційних параметрів, необхідних для виконання СРКБВ міжнародним вимогам до якості продукції

Іонізуючі джерела виробництва

Нормативно-правова база по реалізації радіаційно-гігієнічні вимоги - радіаційної безпеки

; А*

1. Видобуток -і 1

будівельної І А;

сировини

(матеріалів)

xmin + xmrs

Itе йе

—О-

За Підстила-

ЮЧ1 ґрунти

під споруда-

ми х~ * ХГР'

2 Виготовлення будіве-; * льних виробів! X™ -*■ Х~" І

q=.

-Q-

“І

І5^?вед<

ї

Зб.5ведення будівель (споруд) X"'" + X"-

I «=

-6-

“Г

-О

JL

Оцінка рівня радіаційної безпеки об’єктів будів ництва Ядгі

Ясб

т

Керування і підвищення (Х1<ХГ,Х^<ХГ)-реалізується принцип оп-тимізації рівня радіаційної безпеки

Визначення радіаційних параметрів іонізуючих джерел виробництва

Встановлення контрольних рівнів радіаційних параметрів етапів циклу будівельного виробництва

Оцінка комплексу протирадіаційних захисних заходів

t І

R«6 - R -

Нормативно-правова база по реалізації принципу оптимізації радіаційної безпеки

Рис. 1. Структурна схема керованої системи радіаційного контролю будівельного виробництва (СРКБВ).

де АЄфСС, - ефективна питома активність і-ї сировини; тсс, - маса і-ї сировини;

Чексх.гр - швидкість ексхаляції із ґрунтів;

Чексх.ок- швидкість ексхаляції із огороджуючих конструкцій;

Х<пов - кратність повітрообміну.

Понизити дозу опромінення в приміщеннях будинку (форм. 2, 3) можна тільки зменшенням параметрів іонізуючих джерел будівельного виробництва шляхом застосування захисних заходів, установлюючи контрольні рівні радіаційних параметрів будівельної сировини на регіональному рівні (РР) А^рсс,А^ас„. Знаючи діапазон варіювання контрольованих радіаційних параметрів основних різновидів будівельної сировини, їх виробничі МОЖЛИВОСТІ Мвироб.сс , т/рік, і потреби підприємств будматеріалів і будівельної індустрії регіону в них Мпотрсс, т/рік, можна встановити ЇХ регіональні контрольні рІВНІ Аеф™р,АудЩ£ .

Регіональний контрольний рівень (РКР) ефективної питомої активності природних радіонуклідів (ПРН) будівельних виробів, що виготовляються А"св, Бк/кг, установлюється на основі знання параметрів Аеф.ссі і маси шссі використовуваних компонентів будівельної сировини:

І

Щра=—„------------• (4)

Месі

1=1

Контрольний рівень потужності поглиненої дози в приміщеннях будинку 1ШД-, мкГр/год, що характеризує зовнішню складову ефективної дози опромінення визначається за формулою:

І А'е’фф хт„кі

ППД^, =1,56-10-3 --------х(1 -Кпосп]), (5)

Е я* у=і

де КІЮслі - коефіцієнт послаблення захисним екраном гамма-випромінювань ЕРН

з.¡-их огороджуючих конструкцій.

Величиною зовнішньої складової ефективної дози опромінення в приміщеннях будинку на стадії проектування можна керувати шляхом вибору різновидів будівельної сировини для виготовлення огороджуючих конструкцій, використанням технологічних захисних заходів щодо зменшення АСфба У процесі виготовлення будівельних виробів (конструкцій) і з застосуванням гама-послаблюючих захисних екранів.

Контрольні рівні швидкості ексхаляції радону яСКСХ 0К(ф), Бк/м2хс, з будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій і підстилаючого грунту характеризують джерела створення внутрішньої складової ефективної дози та визначаються за формулою:

РКР РКР ґ£1\

Чексх.бм(ок) ~ №удКабм(гр) хг>бм(гр) х?бм(гр) х^оЯп * * диф)*^~ ^послЦ^ ’ V -)

Де КП0СЛі, Кпослі~ коефіцієнти послаблення захисними заходами і,} - типів радоно-надходження з будівельних матеріалів і підстилаючих ґрунтів у повітря приміщень будинку.

Внутрішня складова ефективної дози опромінення в приміщеннях будинку визначається за величиною регламентованого радіаційного параметра - еквівалентної рівноважної об’ємної активності радону-222 у повітрі приміщень будинку ЕРОЛКпприм, Бк/м3. Контрольний рівень ЕРОАІЦ*. = Г (ч я™',,,, Кед, Бк/м3 установлюється на основі залежності його від рівнів радонопостачання з

ІОНІЗУЮЧИХ Джерел ) І КраТНОСТІ Обміну ПОВІТрЯ В Приміщенні ХпдаС1.

Зменшити зовнішню і внутрішню складові ефективної дози опромінення в приміщеннях будинку можна, використовуючи комплекс захисних заходів, реалізацію якого доцільно почати на стадії проектування об'єктів будівництва. Необхідні вхідні проектні параметри для кожного етапу циклу будівельного виробництва і встановлення їх контрольних рівнів на основі реалізації попереднього комплексу захисних заходів приведені в табл. 1.

Таблиця 1

Радіаційні параметри, необхідні для забезпечення радіаційної безпеки об'єктів

будівництва на стадії проектування

Вхідні проектні параметри’ Розрахункові відношення для варіантів рішень Вихідні проектні параметри Ефективність захисних заходів ЛНзах, еф мЗв/рік Вартість проведення захисних заходів АХ™х, грн

Іонізуючі джерела будівельного виробництва

Чексх.ф (бв) Т|, р, р, Рднф)> Чеих гр(в<) “ Ч«« грб») Я ексхф Яексх.гр* хП-Кпосл (вдиф, ААу, АР}] Я «гксї ок ~ Яексх окх х[ 1 *Кгтосп(Впн(ь)1 о” <арку ; Ч ека гр т ечех.гр » о” <цгкр Ч єна ау ч екг оку Дн^, Дн£«. АХ*“, •’Я АХ*« Ок‘

Аеф.СВ- А^Аеф с сі, Ш^і), А5. + А7. ^ гфо^ ~ ЯАсф св, тсві) А **г < А Ю Л еф оч Л сч ДН 5 ЛХ Лв

Вихідні радіаційні параметри в приміщенні будинків

ҐІПДпрнм ДАеф ок, п\,к) ппд^+ппд^ ППДпрВ1ц ППДнр^ х (1 “ Кпослу) ппд^<ппд™ Дн;? ДX3“ прим

1

ЕРОАяппрвм ^ІЯексх грі Яексхок» ^пов)» ЕРОАЙ*^ ЕРОА п?прим РРПА зах - сги/' Rnnpu.il _ « . зах зах 1 х ІЯ ексх.гр» Я ексх.ок ^■пов) ЕРОА ЕРОА ДН у ДХ3“ прим

Рівень радіаційної безпеки будівель

ЕРОАцлприи), к-л - к«; я„Т ~ Нобх кпосярсз д ДХГ

Даний обсяг вхідної інформації про параметри виробництва дозволяє, на основі розроблених прогностичних моделей, визначити вихідні радіаційні параметри на кожнім етапі виробництва та установити їх контрольні рівні при реалізації регіональних захисних заходів. При цьому знання показника ефективності захисних заходів ЛН™ і вартості їх виконання Ах*» дозволяє вибрати найбільш

доцільний їх варіант реалізації на стадії проектування. Тим самим на стадії проектування будинків та споруд у заплановану до виготовлення і використання будівельну продукцію закладається мінімальну можливий рівень змісту ПРН у них і мінімізується створюваний ними радіаційний фон в приміщеннях майбутнього будинку.

Третій розділ містить результати досліджень і оцінки керованості радіаційних параметрів будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій будинків, що визначають величину зовнішньої складової ефективної дози опромінення (на прикладі м. Дніпропетровська), яка залежить від вмісту гама-випромінюючих радіонуклідів у будівельних матеріалах огороджуючих конструкцій і оцінюється величиною їх сумарної ефективної активності АЄф, Бк/кг. Ефективна питома активність ПРН у мінеральних видах будівельної сировини області та використовуваних відходах промисловості в області змінюється в широкому діапазоні від 39 до ІЗООБк/кг.

Частотний розподіл ефективної питомої активності ПРН у мінеральних видах будівельної сировини (матеріалах) обляг-ті і використовуваних відходів промисловості (рис. 2) побудовано за даними вимірів більш ніж 330 проб матеріалів, виконаних за допомогою гама-спектрометрів (похибка 10%).

Пі/щ ЗО л

25 -20 15 • 10 -5 -

-Р

60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 д^Бк/

Рис. 2. Частотний розподіл АЄф, Бк/кг, у мінеральній будівельній сировині (1) і в сировині відходів промислового виробництва (2) Дніпропетровської області.

Для більш ніж 80% родовищ мінеральної сировини регіону діапазон А,

еф

2

1

&

складає від 60 до 420 Бк/кг, а для сировини на основі відходів промисловості — від 120 до 780 Бк/кг.

Знаючи діапазон варіювання контрольованих радіаційних параметрів основних різновидів будівельної сировини, виробничі можливості кар'єрів Mbhpo6.cc і потреби підприємств будматеріалів і будівельної індустрії області в них, МП0Тр.сс, можна визначити їх регіональні контрольні рівні (РКР) Аеф™е. Встановлення

Аеф™1' для будівельних різновидів сировини і матеріалів дозволяють зменшити

їх верхні значення в порівнянні з потенційним рівнем для щебеню на 23%, глини

- 30%, піску - 25%, вапняку -16%, відходів промисловості - 7%.

Для будівельних матеріалів і виробів, що виготовляються, використання технологічних захисних заходів дозволяє зменшити діапазон їх ефективної питомої активності з 47-264 Бк/кг до 41-235 Бк/кг.

Дослідження створюваного ПРН будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій гама-фону в приміщеннях житлових будинків міста (рис. 3) показали, ЩО потужність поглиненої ДОЗИ (ППДприм) змінюється в широкому діапазоні від 0,02 до 0,49 мкГр/год (2-56 мкР/год). Виміри ППД проводилися дозиметрами ДРГ-01Т1 і СРП-88-01. Похибка розрахункових значень ППД від результатів вимірів не перевищує 12%.

Рис. 3. Розподіл значень ППДприч, мкГр/год у житлових будинках м. Дніпропетровська: 1 - силікатна цегла; 2 - панельні; 3 - керамічна цегла; 4 - бетон; 5 -шлакобетон; 6 - дерево.

Знання потужності поглиненої дози опромінення у середині приміщень на відкритому повітрі ППДПРИМ(П0В), мкГр/год і середнього часу перебування людини в приміщеннях - 80%, на відкритому повітрі - 20% дозволяє визначити зовнішню складову ефективної дози опромінення Нсф.зовн, мЗв/рік:

*

Неф.ЗОВН

1,3 х (0, вхППДприм. + 0,2хППДпов). (7)

Широкий діапазон варіювання величини ефективної дози зовнішнього опромінення в приміщеннях житлових будинків м. Дніпропетровська (0,15 -1,26 мЗв/рік) обумовлений підвищеним вмістом ПРН у ряді використовуваних будівельних матеріалах. Установлення контрольних рівнів радіаційних параметрів будівельного виробництва А ™с,, ПІ1Ддозволяє зменшити зовнішню складову дози в приміщеннях будинків за рахунок застосування захисних заходів, ефективність якихАН3“ , мЗв/рік складає для будинків із силікатної цегли

еф.зовн

на 0,09, легкого бетону - 0,27, керамічної цегли - 0,25, важкого бетону - 0,26, шлакобетону -0,15.

У четвертому розділі досліджені джерела радононадходження будівельного виробництва в повітря приміщень будинків (підстеляючи грунти та будівельні матеріали огороджуючих конструкцій) і захисні заходи щодо зменшення внутрішньої складової ефективної дози опромінення (на прикладі м. Дніпропетровська). Оцінку радонопосточання з ґрунтів на території м. Дніпропетровська з урахуванням рівня апріорної інформації проводили на основі сполучення геологічного методу, доповненого прогностичною моделлю визначення швидкості ек-схаляції радону і результатів вимірів.

Швидкість ексхаляції радону з підстилаючих ґрунтів на території м. Дніпропетровська змінюється в діапазоні від 7,2 до 78,3 мБк/м2хс. Отримані результати вимірів швидкості ексхаляції радону з підстилаючих ґрунтів показали, що вони від розрахункових даних відрізняються не більше ніж на 18%. Виміри проводилися за допомогою радіометрів газів і накопичувальних камер з активізованим вугіллям. Розподіл швидкості ексхаляції радону з підстилаючих ґрунтів і площі представлені в табл. 2. .

Таблиця 2

Відносні площі підстилаючих ґрунтів на території м. Дніпропетровська з зада-

ним інтервалом швидкості ексхаляції радону, %

Величини Швидкість ексхаляції радону з ґрунту Яексх.п» мБк/м хс

0-16 16-24 24-32 32-40 40-48 48-56 56-64 64-72 72-80

Номера типових ділянок 50 9-14, 20,21 1,2 3-6, 17-19 15,16, 22-26 7,8, 27-34 41-43, 47,48 44-46, 49 35-40

Відносна площа, 8і/8ї 0,5 4,1 17,8 23,4 18,6 15,6 11,5 6,1 2,4

Аналіз результатів досліджень радонових властивостей підстилаючих ґрунтів на території м. Дніпропетровська підтвердив необхідність проведення захисних заходів, оскільки на більш ніж 90% території міста швидкість ексхаляції радону з них перевищує 25 мБк/м2хс. Другим джерелом радонопостачання в повітря приміщень будинків є будівельні матеріали огороджуючих конструкцій, швидкість ексхаляції радону з яких складає від 1,8 до 12,4 мБк/м2хс.

Зменшити радонопостачання з іонізуючих джерел у повітря приміщень будинку можна тільки за допомогою технічних захисних заходів. Захисні власти-

вості проти радонового захисного екрана оцінюються величиною коефіцієнта послаблення КПЗ[-: „

_ зах

К,_ Чексх.длсср Чексх ҐО\

пзе “------------------> (.о;

Яскіх длсер

де Ч“-._ швидкість ексхаляцІЇ радону на виході ПЗЕ, мБк/м2хс.

За результатами досліджень визначені коефіцієнти послаблення радононад-ХОДЖЄННЯ 3 огороджуючих конструкцій приміщень КпзЕок ДЛЯ основних груп

використаних матеріалів як захисний екран (табл. 3).

Таблиця З

_____________________Значення Кпзеок для ряду захисних матеріалів_________________

1 Захисний матеріал КіІЗЕ

Олійна фарба 0,7

Емаль 0,85

Водоемульсійна фарба 0,6

Шпалери паперові * 0,35

Шпалери плівкові 0,92

Величина коефіцієнтів послаблення захисних заходів щодо зменшення ра-донопостачання з ґрунтів, рекомендованих до застосування нормативно-правовими документами та аналізу виконаних досліджень, змінюється в широкому діапазоні в залежності від їх призначення і способів (0,3 ■*- 0,9).

Регламентованим радіаційним параметром, що характеризує внутрішню складову дози опромінення, є еквівалентна рівноважна об'ємна активність радону-222 і його ДПР у повітрі приміщень ЕРОА , Бк/м3.

Результати розрахунку ЕРОА Бк/м3, потенційних значень радонопоста-чання з підстилаючих ґрунтів на території міста і будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій житлових будинків міста показують (13-91 Бк/м3), що на частині території міста ЕРОА^”г.,„ більше .припустимого рівня 50 Бк/м3. Це визначає необхідність проведення протирадонових захисних заходів, після реалізації яких ЕРОАскладає для одноповерхових будинків 13-68 Бк/м3, для перших поверхів багатоповерхових будинків - 11-54 Бк/м3, верхніх поверхів багатоповерхових будинків - 10-23 Бк/м3.

Порівняння розрахункових значень ЕРОА з результатами вимірів показало, що погрішність розрахункових моделей не перевищує ±27%. Виміри ЕРОА Бк/м3 виконувалися за допомогою пасивних трекових радонометрів (ПТР), активного інтегруючого радонометра "АІрЬаОиАІШ", радіометрів типу РГА в сполученні з накопичувальними камерами (активоване вугілля сорбційно-го типу). Це показує доцільність використання прогностичних моделей визначення ЕРОА на стадії проектування будинку.

Величина внутрішньої складової ефективної дози опромінення визначається ?а формулою:

Я _____

■^еф.внутр ' ^ ЕРО А Ит х К„Єр} • (9)

/=1

де ЕРОАКпІ - середньозважена еквівалентна рівноважна об’ємна активність.

Для житлових будинків м. Дніпропетровська діапазон потенційних значень внутрішньої складової ефективної дози опромінення НТфт,утП складає від 0,7 до 3,7 мЗв/рік і при реалізації проти радонових захисних заходів Нвід 0,1 до 1,55 мЗв/рік.

П’ятий розділ присвячений оцінці соціального та економічного показників радіаційної безпеки об'єктів будівництва при впровадженні керованої СРКБВ. Сумарна ефективна доза опромінення населення НСфІ, мЗв/рік визначається за формулою:

Неф £ Неф зовн + Нсф.внутр (10)

і складає (1,1 - 4,75 мЗв/рік), а після встановлення контрольних рівнів - (0,75 -2,6 мЗв/рік). ’

Ефективність захисних заходів щодо зменшення зовнішньої складової ефективної дози опромінення для основних груп будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій будинків житлового фонду міста складає (0,15 - 0,34 мЗв/рік), по зменшенню внутрішньої складової ефективної дози опромінення на перших поверхах будинків міста - (0,36 - 2,15 мЗв/рік).

За результатами досліджень встановлена функціональна залежність показника ефективності захисних заходів від радіаційних параметрів іонізуючих джерел і коефіцієнта послаблення їх даним захисним заходом (табл. 4).

Таблиця 4

Залежності показника ефективності захисних заходів від _______радіаційних параметрів іонізуючих джерел_____________________

Іонізуюче джерело Показник ефективності АН^'£, мЗв/рік

ПРН будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій Аеф.св) Бк/кг АН = 0,084 х Аеф.св х К послі = —0,084х (Аеф.си.нач “ А еф.св.зах)

Радонопостачання з будівельних матеріалів огороджуючих конструкцій Яексх.ок» мБк/м2ХС дн»--** = 0,056 хЧсксх.окхКпосл;

Радонопостачання з підстилаючих ґрунтів Ясксх.п» мБк/м2ХС АН ^£М>*4’ —0,69 X Яексх.ок X К послі

Як соціальний показник радіаційної безпеки об'єктів будівництва застосовується радіаційний ризик величина прийнятного рівня якого для населення встановлена на рівні 510'5:

Яоб Н-фЕ, (11)

г— коефіцієнт ризику, рівний для населення 7,3'10‘2 Зв'1.

Середні значення потенційних рівнів ризику для будинків житлового фонду Ііоб для м. Дніпропетровська та при реалізації захисних заходів з обліком природного радіаційного фону КпрИрод визначається за формулою:

Кр:і; ї^природ * ^ X І ї^ф і! (12)

і представлені на рис. 4:

Рис. 4. Порівняльна оцінка рівня радіаційного ризику для будинків житлового фонду м. Дніпропетровська: Кп™ - потенційний; Я - при реалізації захисних заходів.

Ухвалення рішення з реалізації захисного заходу можливе на основі визначення отриманої користі (-ЛУ) і витрат (ДХ) для суспільства від його проведення.

Для цього необхідно вирази -А У і А X вимірювати єдиним вартісним показником (-Д Узах = а х А Н “ ), де а - грошовий еквівалент, грн/Звхчол.

Отримано значення грошових еквівалентів при реалізації групи нормативно-правових захисних заходів щодо зменшення ефективної питомої активності ПРН для основних груп будівельних матеріалів, зменшення радононадходження з підстилаючих ґрунтів і огороджуючих конструкцій за допомогою захисних екранів, що змінюються в діапазоні від 1103 до 6,8 104 грн/Звхчол. Найменше значення грошового еквівалента характерне для ПЗЕ, виготовленого з поліетиленової плівки.

Результати досліджень з приведення СРКБВ у відповідність з міжнародними вимогами системи якості продукції виробництва 180-9000 на основі розроб-пеної моделі (рис. 1) показують, що при цьому досягається процес керування рівнем радіаційної якості продукції будівельного виробництва на всіх етапах цик-

лу виробництва.

Розроблений алгоритм "закладки" радіаційної якості в кінцеву продукцію будівельного виробництва - радіаційний фон в приміщеннях будинку на стадії його проектування, є основою виконання СРКБВ функцій забезпечення, керування і підвищення рівня радіаційної безпеки. При цьому повною мірою використовується вибір варіантів захисних заходів з урахуванням показника їх ефективності при найменших витратах.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Вирішено актуальну задачу - досягненні радіаційної безпеки об’єктів будівництва на стадії їх проектування, коли можна вибрати і реалізувати захисні заходи при мінімальних витратах.

2. Розроблено структурну модель керованої системи радіаційного контролю будівельного виробництва, що відповідає міжнародним вимогам системи якості продукції 180-9000 і дозволяє реалізувати принцип оптимізації НРБУ-97 по мінімізації дози опромінення від впливу іонізуючих джерел виробництва.

3. Порівняння результатів вимірів регламентованих радіаційних параметрів іонізуючих джерел і в приміщеннях будинку з отриманими на основі розрахункових співвідношень дозволило оцінити якість прогностичних моделей, погрішність яких не перевищує для Аеф ±12%, ППДпР„„ ±12-14%, яексх ±18%, ЕРО-Априм ±27%.

4. Отримані частотні розподіли регламентованих радіаційних параметрів іонізуючих джерел будівельного виробництва і у приміщеннях будинків м. Дніпропетровська, що дозволяють оцінити рівень радіаційної безпеки іонізуючих джерел виробництва і дати прогностичну оцінку величини радіаційних параметрів об'єкта будівництва на стадії його проектування.

5. Визначені показники їх ефективності мЗв/рік для основних груп про-

тирадіаційних захисних заходів будівельного виробництва, рекомендованих НРБУ-97, по величині яких можна судити про доцільність застосування кожного з них. Найбільшою ефективністю володіють технічні заходи щодо зменшення радонопостачання з підстилаючих ґрунтів (від 0,5 до 2,15 мЗв/рік).

6. Встановлені функціональні залежності показника ефективності захисних заходів від параметрів іонізуючих джерел виробництва і коефіцієнтів їх ослаблення.

7. Визначена величина соціального та економічного ефекту для суспільства від упровадження керованої системи радіаційного контролю будівельного виробництва на прикладі м. Дніпропетровська, що дозволяє вибрати найбільш доцільний варіант захисних заходів на стадії проектування будинків і споруд.

8. Розроблено методику забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії їх проектування, що може бути застосована в будь-якому регіоні країни з урахуванням геологічних структур їх території, застосовуваних різновидів будівельної сировини і матеріалів, а також можливостей регіональних захисних заходів.

9. За результатами досліджень розроблені і прийняті до виконання для м. Дніпропетровська методичні рекомендації "Забезпечення радіаційної безпеки населення в приміщеннях будинків на стадії проектування шляхом реалізації протирадіаційних захисних заходів".

10. Результати досліджень упроваджені на ряді підприємств будівельного виробництва та у проектних організаціях м. Дніпропетровська, а також використовуються в навчальному процесі ПДАБтаА.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗДОБУВАЧА

1. Пилипенко A.B. Этапы формирования современной концепции радиаци-

онной безопасности в Украине // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. - Дніпропетровськ: ПДАБтаА. - 2003. - №2. - С. 4147. *

2. Пилипенко A.B. Оценка системы радиационного контроля строительного производства в Украине на соответствие международным требованиям к качеству продукции // Новини науки Придніпров’я. - Дніпропетровськ: ПДАБтаА.

- 2002. - №6. - С. 25-27.

3. Пилипенко A.B. Метрологическое обеспечение решения радиационной задачи строительного производства//Строительство, материаловедение, машиностроение. Сб. научн. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА. - 2003. - Выпуск 22, часть 3. - С. 63-68.

4. Пилипенко A.B. Особенности решения задачи радиационной безопасности объектов строительства на стадии их проектирования // Строительство, материаловедение, машиностроение. - Днепропетровск: ПГАСиА. - 2003. - Выпуск 24,- С.52-57.

5. Сафонов В.В., Пилипенко A.B. Пути повышения радиационного качества продукции строительного производства // Строительство, материаловедение, машиностроение. Сб. научн. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА. - 2003. - Выпуск 24. - С. 21-24 (автором проведена систематизація захисних заходів будівельного виробництва)

6. Запрудин В.Ф., Пилипенко A.B., Сушко Л.А. Обеспечение радиационной безопасности зданий жилого фонда г. Днепропетровска при их реконструкции // Строительство, материаловедение, машиностроение Сб. научн. тр. - Днепропетровск: ПГАСиА. - 2003. - Выпуск 24. - С.36-42 (автором розглянуті захисні заходи при реконструкції п’ятиповерхових житлових будинків).

7. Сафонов В.В., Запрудин В.Ф., Пилипенко A.B. Современная концепция радиационной безопасности населения в Украине//III международный симпозиум „БЖД в 21 веке”, Хургада, Египет. - 2002.- С.45-46 (автор систематизував шляхи забезпечення радіаційної безпеки об’єктів будівництва).

8. Запрудин В.Ф., Соколов И.А., Пилипенко A.B. Радиоэкология строительного производства// Днепропетровск: ПГАСиА. - 2003. - 136 с. (автором написана методика визначення радіаційних параметрів у приміщеннях будівель та споруд).

9. Соколов И.А., Пилипенко А.В., Запрудин В.Ф., Сафонов В.В., Беликов A.C., Чесанов B.J1. Обеспечение радиационной безопасности населения в помещениях зданий на основе реализации противорадиационных защитных мероприятий // Методические рекомендации. Городской совет. Жилищное управление, ПГАСиА. - Днепропетровск: ПГАСиА. - 2003. - 93 с. (автором розроблена методика встановлення контрольних рівнів радіаційних параметрів).

АНОТАЦІЯ

Пилипенко О.В. Шляхи досягнення радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії проектування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 - охорона праці. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, Дніпропетровськ, 2004 р.

Метою дисертаційної роботи є забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва шляхом реалізації захисних заходів щодо зменшення впливу іонізуючих джерел виробництва на стадії проектування.

Аналіз діючої СРКБВ в Україні на відповідність вимогам ISO-9000 показав, що вона в неповній мірі відповідає як по виконуваних функціях, так і по ресурсу радіаційної якості, що закладається.

Для реалізації принципу оптимізації радіаційної безпеки об'єктів будівництва розроблена модель керованої СРКБВ; розрахунково-експериментальні моделі визначення радіаційних параметрів на кожному етапі виробництва; визначені можливості застосування груп захисних заходів на окремих етапах виробництва, що дозволяє встановити контрольні рівні регламентованих радіаційних параметрів.

Вирішення задачі показано на прикладі дослідження продукції будівельного виробництва м. Дніпропетровська. .

Розроблена методика забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії їх проектування, яка дозволяє використовувати регіональні можливості по керуванню радіаційною якістю будівельної продукції і дозволяє досягти рівня, що відповідає принципу оптимізації НРБУ-97.

Результати досліджень покладені в основу прийнятих до виконання для м. Дніпропетровська методичних рекомендацій із забезпечення радіаційної безпеки об'єктів будівництва на стадії проектування.

Ключові слова: природні радіонукліди, джерела іонізуючих випромінювань, система радіаційного контролю будівельного виробництва, комплекс протирадіаційних захисних заходів.

АННОТАЦИЯ

Пилипенко A.B. Пути достижения радиационной безопасности объектов строительства на стадии проектирования.-Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.26.01 - охрана труда. - Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, Днепропетровск, 2004 г.

Условия жизнедеятельности человека в быту и на производстве во многом зависят от достигнутого уровня радиационной безопасности в стране, обусловленного воздействием источников ионизирующих излучений. Наибольший вклад в величину эффективной дозы облучения населения вносят ионизирующие источники строительного производства, продукция которого является результатом деятельности человека, и он может управлять ее качеством. Механизмом обеспечения радиационно качественной продукции является система радиационного контроля строительного производства (СРКСП), отвечающая принципам НРБУ-97.

Целью диссертационной работы является обеспечение радиационной безопасности объектов строительства путем реализации защитных мероприятий по уменьшению воздействия ионизирующих источников производства на стадии проектирования.

Анализ действующей СРКСП в Украине на соответствие требованиям ISO-9000 показал, что она в не полной мере соответствует как по выполняемым функциям, так и по закладываемому ресурсу радиационного качества.

Для реализации принципа оптимизации радиационной безопасности объектов строительства разработаны модель управляемой СРКСП и расчетноэкспериментальные модели определения радиационных параметров на каждом этапе производства; определены возможности применения групп защитных мероприятий на отдельных этапах производства, что позволяет установить контрольные уровни регламентируемых радиационных параметров.

Реализуемость выбранного метода решения задачи показана на примере исследований продукции строительного производства г. Днепропетровска. Определены потенциальные значения радиационных параметров ионизирующих источников, характеризующих внешнюю и внутреннюю составляющую эффективной дозы облучений. Установлены контрольные уровни радиационных параметров строительного производства на основе реализации защитных мероприятий, эффективность которых оценена по величине предотвращенной дозы. Достоверность расчетных значений регламентируемых параметров строительного производства подтверждена сравниванием с результатами их измерений.

Анализ уровней радиационной безопасности зданий жилого фонда г. Днепропетровска показал, что достичь приемлемого уровня риска можно только применением всего комплекса защитных мероприятий.

Разработанная методика обеспечения радиационной безопасности объектов строительства на стадии их проектирования позволяет использовать региональные возможности по управлению радиационным качеством строительной про-

дукции и позволяет достичь уровня, соответствующего принципу оптимизации НРБУ-97.

Результаты исследований положены в основу принятых к исполнению для г. Днепропетровска методических рекомендаций обеспечения радиационной безопасности объектов строительства на стадии проектирования.

Ключевые слова: естественные радионуклиды, источники ионизирующих излучений, система радиационного контроЛя строительного производства, комплекс противорадиационных защитных мероприятий.

THE SUMMARY

Pilipenko A.V. The ways of achievement of radiating safety of objects of construction on a design stage. - The Manuscript.

The dissertation prepared to obtain a scientific degree of candidate of technical science, on the specialty of 05.26.01 - Safety of labour. - Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture, Dnipropetrovsk, 2004.

The purpose of dissertational work is maintenance of radiating safety of objects of construction by realization of protective actions on reduction of influence ionization sources of manufacture on a design stage.

The analysis working system of radiation control buildings materials (SRCBM) in Ukraine on conformity to requirements ISO-9GOO has shown that it in not corresponds to a full measure both on carried out functions and on a pawned resource of radiating quality.

For realization of a principle of optimization of radiating safety of objects of construction are developed model controlled SRCBM; settlement - experimental models of definition of radiating parameters at each production phase; opportunities of application of groups of protective actions at separate production phases that allows to establish test objective levels of regulated radiating parameters are determined.

The decision of a problem is shown by the example of researches of production of building manufacture of Dnipropetrovsk.

The technique of maintenance of radiating safety of objects of construction at a stage of their designing which allows to use regional opportunities on management of radiating quality of building production is developed and allows to achieve a level corresponding to a principle of optimization NRSV-97.

Results of researches are based accepted to performance for Dnipropetrovsk methodical recommendations of maintenance of radiating safety of objects of construction on a design stage.

Kev words: natural radio-nuclides, sources ionization radiations, system of the radiating control of building manufacture, a complex of antiradiation protective actions.