Экологические требования к архитектурно-планировочным решениям жилых зданий

     Проведенные в последние годы детальные исследования показали, что полимерные строительные материалы могут оказаться источником выделения и таких вредных веществ, как бензол, толуол, ксилол, амины, акрилаты и др.

     Миграция  этих и других токсичных веществ  из полимерных материалов происходит вследствие их химической деструкции, т.е. старения как под действием  химических и физических факторов (окисления, перепадов температуры, инсоляции  и др.), так и в связи с  недостаточной экологической чистотой исходного сырья, нарушением технологии их производства или использованием не по назначению. Уровень выделения  газообразных токсичных веществ  заметно увеличивается при повышении  температуры на поверхности полимерных материалов и относительной влажности  воздуха в помещении.

     Один  из возможных источников ухудшения  экологического состояния жилых  помещений — расселение по поверхности полимерных материалов микрофлоры (грибков, мха, бактерий и др.). Некоторые из пластмасс действуют на микроорганизмы губительно, другие же, наоборот, оказывают на них стимулирующее воздействие, способствуя интенсивному размножению. Насколько опасно это их свойство, можно судить по времени сохранности на поверхности полов из полимерных материалов возбудителей: дифтерии — 150 дней, брюшного тифа и дизентерии — более 120 дней.

     В связи с этим в лечебных учреждениях  и общественных зданиях используются только такие полимерные материалы, которые обладают бактерицидными свойствами, например, полы на основе поливинилацетатной эмульсии.

     Не  менее опасна и способность полимерных строительных материалов накапливать на своей поверхности заряды статического электричества. Данная проблема является чрезвычайно актуальной, учитывая вероятность сочетанного воздействия на организм электризуемых полимеров и других негативных факторов.

     В частности, установлено, что электризуемость  полимеров оказывает стимулирующее  воздействие на развитие патогенной микрофлоры, а также способствует более легкому проникновению летучих токсичных веществ, получивших электрический заряд, в организм.

     Особенно  высокой степенью электризации (более 65 В/см²) отличаются поверхности линолеумов на полихлорвиниловой основе и другие полы на пластмассовой основе.

     Антистатический агент, т.е. химическое соединение, нейтрализующее заряды статического электричества, образует на поверхности полимерного материала резиноподобную пленку. Для этих целей используют различные нитросоединения (амины, амиды и др.), полигликоли и их производные, сульфокислоты, фосфоросодержащие кислоты и др. Выбор антистатического агента определяется назначением и видом полимерного материала. В последнее время при подготовке и укладке полимерных облицовочных материалов снятие электростатических зарядов с их поверхности осуществляют и с помощью нейтрализаторов статического электричества.

     Выделение газообразных токсичных веществ  в результате горения полимерных строительных материалов еще одна весьма серьезная опасность, связанная  с их использованием. Достаточно указать, что термическое разложение при  горении 1 кг полимера дает столько  газообразных токсичных веществ, что  их достаточно для отравления воздуха  в помещении объемом 2000 м³. У человека, находящегося в таком помещении, через 10—15 минут возникает тяжелое отравление или даже гибель.

     Продуктами  горения полимерных материалов являются такие токсичные вещества, как  формальдегид, хлористый водород, оксид  углерода и др. При горении пенопластов  выделяется весьма опасный газ —  фосген (в первую мировую войну  он применялся как отравляющее вещество удушающего действия), при термическом  разложении пенополистирола — цианистый  водород, газообразный стирол и другие не менее опасные продукты.

     Из  изложенного выше следует, что в  обычных условиях ликвидация отходов  полимерных материалов путем их простого сжигания совершенно неприемлема. При сгорании полимерных материалов, помимо упомянутых выше фосгена, хлористого и цианистого водорода, формальдегида, оксида углерода и газообразного стирола, образуются и такие высокотоксичные вещества, как цианистоводородная (синильная) кислота (губительная для всего живого уже при концентрации более 0,3 мг/л), галогеноводороды хлора, оксиды азота и др.

     Альтернативным  вариантом простого сжигания считается  термическая переработка полимерных материалов в специальных камерах  для получения из них вторичных  материалов.

     В заключение следует подчеркнуть, что  в строительстве по соображениям экологической безопасности могут  применяться только те полимерные материалы  и изделия (облицовочные покрытия, погонажные изделия, клеи, мастика и т.п.), которые  отвечают требованиям действующих  ГОСТов, ТУ и обладают удовлетворительными  санитарно-гигиеническими показателями.

     Например, для покрытия полов были рекомендованы  следующие виды поливинилхлоридных покрытий: на теплоизолирующей подоснове (ГОСТ 18108—80), на тканевой подоснове (ГОСТ 7251—77), бес под основные (ГОСТ 14632—79) и плитки ПВХ для пола (ГОСТ 16475—81), а также вспененный линолеум (ТУ 21-29-102-84), деколин (ТУ 21-29-103—84), ковроплея (ТУ 400-1-184-79).

     В настоящее время выпуск «Перечня полимерных материалов и изделий, допущенных к применению в строительстве» прекращен. На каждый вид новых полимерных строительных материалов и изделий теперь требуется  ГОСТ и отдельный гигиенический  сертификат. Не регламентируется и  не ограничивается использование полимерных материалов, находящихся в толще  конструкций и сообщающихся с  воздухом помещений лишь через стыки  и трещины, а также клеевых  и других малотоксичных материалов, используемых в небольших количествах. Это положение не распространяется на сильно токсичные вещества, например, на такие, как изоцианты, выделяющиеся из полиуретановых уплотнителей, которые даже в весьма малых дозах способны приводить к заболеваниям дыхательных путей и аллергии.

     Наряду  с гигиенической регламентацией и сертификацией важнейшее значение для повышения уровня экологической  безопасности используемых материалов имеет разработка новых видов  нетоксичных полимерных строительных материалов и изделий. Немаловажна  и экологизация технологического процесса их изготовления, строгий контроль за качеством исходных компонентов  сырья.

     С экологической точки зрения общая  тенденция при использовании  полимерных материалов в строительстве  должна быть следующей: необходимо как  можно шире применять нетоксичные, ограничивать использование малотоксичных  и избегать токсичных материалов.

     АСБЕСТОСОДЕРЖАЩИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

     При строительстве широко используется асбоцемент— строительный материал, состоящий из 10— 15% хризотил-асбеста и 85—90% цемента.

     Хризотил-асбест — тонковолокнистый минерал из группы серпентинитов, с прочными волокнами длиной от 2 до 150 мм и более. Обладает термостойкостью (до 650°С), высокой прочностью волокна на разрыв, щелочестойкостькю, упругостью, эластичностью и другими уникальными техническими свойствами. В Петровские времена его называли «горным льном».

     Главные изделия из асбеста, используемые в  строительстве: кровельный материал —  шифер, асбоцементные трубы, а также  стеновые панели зданий, вентиляционные короба, плиты и др. Асбоцементные  трубы успешно заменяют стальные, поскольку они значительно дешевле, не боятся коррозии ни изнутри, ни снаружи, долговечны и т.д.

     Есть  асбестообусловленные заболевания (АО): асбестоз, хронический бронхит, бронхогенный рак и др. При этом наибольшая опасность исходит не от хризотил-асбеста, а от других разновидностей асбеста  — крокидолита, антофиллита и др. Как отмечают специалисты, волокна хризотилового асбеста при проникновении в легкие способны растворяться в кислотной легочной среде, тогда как волокна амфаболовых асбестов могут находиться в них десятки лет, поддерживая симптомы АО.

     Определенную  опасность для здоровья хризотил-асбест может представлять лишь при несоблюдении технологических требований в основном на этапе его добычи и на стадии первичной обработки. Если правила  безопасности строго соблюдаются, риск заболевания сводится к минимуму.

     Новейшими исследованиями (установлено, что готовое  асбоцементное изделие (шифер, асбоцементные  трубы и др.) ни при каких природно-антропогенных  воздействиях не выделяют асбестовых волокон, находясь в «замоноличенном» окружающими цементными частицами  состоянии.

     В Западной Европе отношение к асбестовой проблеме существенно иное. Многие фирмы имеют доходы, измеряемые миллиардами  долларов, включившись в анти асбестовую компанию. Их специализация — изготовление альтернативных асбесту материалов, а также удаление асбестосодержащих материалов из зданий. В послевоенные годы за рубежом жилые и общественные здания для повышения огнестойкости подвергали торкретированию, т.е. распылению взвесью асбеста в воде. Ныне большое число зданий, в том числе и известные исторические (рейхстаг в Берлине, здание Совета НАТО в Брюсселе и др.), реставрируются с целью удаления из них асбестосодержащих материалов.

     Однако  многие видные зарубежные ученые и  авторитетные организации считают  эту проблему выдуманной, а риск заболевания АО для работающих и  проживающих в таких зданиях  маловероятным.

     Позиция США в отношении асбестосодержащих  материалов заметно отличается от позиции  стран Западной Европы. После решения  апелляционного суда США (Пятый округ) в 1991 г. об аннулировании запрета  производства и использования асбеста, Агентство защиты окружающей среды США разрешило в своей стране использование асбестоцементных кровельных листов, асбестоцементных труб, изоляции для трубопроводов и др.

     На  сегодня в мире не существует альтернативных заменителей, равных асбесту по всему комплексу технических свойств и лишенных биологической агрессивности. Большинство искусственных минеральных заменителей асбеста способны выделять токсичные вещества. Имеются данные о том, что в Германии число профессиональных заболеваний у работающих с заменителями асбеста (стекловатой, поливинилхлоридом, минеральной ватой и др.) увеличилось в 5 раз.

     Термическая стойкость хризотил-асбеста — 650°С, тогда как полиэтилена — 280, кевлара  — 350, целлюлозы — 230°С и т.д. Не исследована  проблема коррозионной устойчивости заменителей  к агрессивным кислотным дождям.

     Основные  причины анти асбестовой компании в Западной Европе следующие:

• высокий уровень заболеваемости и смертности при использовании асбеста в неконтролируемых условиях в прошлые годы;
• использование в странах Западной Европы в больших количествах амфиболового асбеста;
• заблуждения некоторых ученых по поводу отсутствия для асбеста порога безопасности;
• ошибки или умышленная дезинформация о безопасности искусственных минеральных заменителей;
• конкуренция со стороны производителей альтернативных материалов. Анти асбестовая компания возникла и активно проводится в странах, не имеющих собственных месторождений асбеста, но имеющих мощную химическую и металлургическую промышленность, производящую заменители.

     Радиоактивность строительных материалов

     Раздел  строительной экологии, который изучает  закономерности формирования радиационного  фона в жилых зданиях под воздействием радионуклидов, присутствующих в строительных материалах, получил название строительной радиоэкологии.

     Потребность строительной отрасли в радио экологически приемлемых строительных материалах постоянно возрастает.

     В новых стандартах на технические  условия для строительных материалов одним из параметров их экологической  безопасности принят показатель радиационного качества. Критерием для принятия решения о возможности применения строительных материалов и изделий служит показатель «удельной эффективной активности естественных радионуклидов».

     Уровень фона гамма-излучения внутри здания зависит в основном от радиоактивности  строительных материалов, используемых в качестве ограждающих конструкций. Таким образом, роль ограждений и  перекрытий в зданиях двойственна: с одной стороны, они снижают  космическое (внешнее) гамма-излучение, с другой — сами являются источником гамма-излучения и радиоактивных  газов. Эквивалентная доза облучения  от строительных материалов и конструкций  составляет 55—60% .

     В строительных материалах могут находиться следующие радионуклиды, присутствие  которых обусловливает радиационный фон в помещении: II (уран—238), Тh (торий—232) и К (калий—40). Уран—238 по геохимическим  свойствам и периоду полураспада  подразделяется на две группы: урановую и радиевую (от радия—226 до свинца—206). В свою очередь продуктом распада  радия—226 является радон—222 .

     В природных условиях повышенной концентрацией  радионуклидов обладают калиевые полевые  шпаты, калийные соли, слюды, глауконит, минералы глин: монтмориллонит (бентонит), каолинит, гидрослюда и др., а также  акцессорные минералы: циркон, монацит, сфен и др).

     Радиоактивность горных пород определяется их составом, генезисом, условиями залегания, фациальными особенностями и другими факторами. Наибольшей радиоактивностью обладают магматические породы кислого и щелочного состава (гранит, кварцевый диорит и др.), наименьшей — основные и ультраосновные породы (габбро, перидотит и др.).

     Среди осадочных пород максимальной радиоактивностью обладают глины (причем глубоководные  морские глинистые осадки более  радиоактивны, нежели континентальные), глинистые и битуминозные сланцы. Радиоактивность осадочных пород  значительно возрастает при обогащении их монацитом, глауконитом и глинистыми минералами.