Анотація до роботи:

Курілла Ф. Особливості збереження і регенерації історико-архітектурного середовища в умовах надмірної вологості і радонових забруднень. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата архітектури за спеціальністю 18.00.001 – теорія архітектури, реставрація пам’яток архітектури. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2005.

В дисертації розроблено цілісну методику аналізу впливу вологості і радону в залежності від об’ємно-планувальної структури, а також засоби захисту конструкцій і архітектурного середовища будівель історичної забудови міст від їхньої сумісної дії. Здійснено теоретичний аналіз факторів, що обумовлюють рух води і радону до матеріального середовища архітектурних об’єктів культурно-історичної спадщини. За допомогою розробленого автором монітору об’ємної активності радону тривалої дії запропонована методика виявлення потужності джерела радону. Вдосконалено модель дифузійних експериментів для визначення параметрів матеріалів протирадонових бар’єрів. Беручи до уваги розчинність радону у воді, доведена необхідність влаштування універсальних бар’єрів захисту від сумісної дії обох шкідливих факторів.

В роботі дістав розвиток новий напрямок захисту об’єктів історико-культурної спадщини від сумісної дії вологості і радону архітектурними, містобудівельними засобами консервації і реставрації, методами дизайну архітектурного середовища. Встановлено, що найбільш раціональними архітектурно-планувальними засобами захисту є перебудова, перебивка поверхонь, вставки-мости, пасажі. Для рядової забудови рекомендовано надбудова, підземна урбаністика з використанням захисних поясів, екранів, суцільних фундаментів. Запропоновані методи з використанням нових матеріалів і сучасних технологічних засобів при архітектурно-функціональних, архітектурно-конструктивних методах захисту, а також при реставрації і консервації об’єктів архітектурного середовища історичної спадщини.

Основні результати праці доведені до практичного впровадження.

Запропоновано внести в Норми України категорії радонового ризику в ґрунтовому повітрі довкола будинків і максимальну вагову активність ²²⁶Ra на рівні 120 Bq кг^–1 з метою перевірки будівельних матеріалів на наявність природних радіонуклідів.

1. З метою ефективного попередження негативних наслідків дії радону необхідне подолання складеного стереотипу, що тільки радіаційні аварії або витоки високорадіоактивних відходів можуть створювати несприятливі умови для проживання і загрозу для здоров’я великих контингентів людей. Основним джерелом радону є геопатогенні зони (розломи) земної кори, з яких радон утворюється в результаті природного радіоактивного розпаду. Радон-222 є продуктом розпаду радію-226 – радіоктивної речовини, поширеної повсюдно. Проникаючи через тріщини і щілини у фундаментах, підлозі, стінах радон потрапляє в перші поверхи і підвальні приміщення, затримується в них і накопичується. Існують території з різним вмістом радону в повітрі, що пов’язано з природним вмістом радію в ґрунті і щільністю забудови. Тому вміст радону, що звільнюється з земної кори, значно відрізняється в різних місцях земної кулі, в окремій країні, регіоні. Беручи до уваги розчинність радону у воді, враховуючи його постійну присутність в ґрунтовому повітрі, коливання рівня ґрунтових вод, необхідно підкреслити подвійну шкідливу дію вологи і радону. До зон особливого ризику необхідно віднести будівлі і споруди архітектурного середовища історико-культурної спадщини Словаччини, України, Польщі, де відсутні дослідження по виявленню джерел радону, а також сумісної дії цих небезпечних чинників. Розробка засобів захисту в умовах збереження і регенерації цінного архітектурного середовища вимагає ґрунтовних досліджень і подальшого розвитку.

2. На основі проведеного аналізу існуючих досліджень і визначених особливостей дії радону в структурній організації архітектурно-містобудівного середовища в роботі розроблено теоретичні моделі, методики визначення характеристик та цілісної картини сумісної дії вологості і радону. Це дозволило визначити наявність і рівні об’ємної активності радону (OAR) в конструкціях фундаментів і стін, в приміщеннях будівель, в ґрунті основи тротуарів і доріг.

3. Проаналізовано методи і прилади вимірювання радону і його похідних – сцинтиляційні і іонізаційні камери, двофільтрові методи, електрети, детектори слідів у твердій фазі. Запропоновано авторський метод з використанням монітору OAR продовженої дії. В результаті власних досліджень вдосконалено метод математичного моделювання проникнення радону в архітектурне середовище.

4. Спираючись на результати авторських експериментів на 580-ти архітектурних об’єктах різних за часовими, стилістичними, архітектурно-просторовими та конструктивно-будівельними ознаками, 187 з яких були відібрані для ілюстрації експериментів (об’єкти в 5–ти містах Словаччини), проаналізовано ефективність заходів захисту при реставрації і пристосуванні об’єктів культурно-історичної спадщини, при реконструкції і регенерації сформованого архітектурно-містобудівного середовища.

Встановлено, що проникнення радону в приміщення знаходиться у взаємозв’язку з об’ємно-просторовим і архітектурно-планувальним рішенням будівель: приміщення цокольних поверхів над підвалами мають вдвічі менші показники OAR ніж ті, що знаходяться безпосередньо на фундаментах і ґрунті основи, а OAR у підвальних приміщеннях і на перших поверхах вищі, в порівнянні з приміщеннями вищих поверхів.

5. На основі отриманих наукових результатів доведено, що застосування заходів збереження і регенерації історичного архітектурного середовища (архітектурно-будівельні заходи – від містобудівельних до архітектурно-конструктивних) у поєднанні із застосуванням методів і засобів захисту від сумісної дії вологості і радону зменшує ризик забруднення середовища, а застосування сконструйованих автором універсальних бар’єрів захисту від їх сумісної дії забезпечує зниження еквівалентної об’ємної активності радону (EOAR) на 80%. Для ще більшого ефекту санації середовища приміщень будівель історичної забудови з середнім і високим радоновим ризиком автором рекомендується влаштування систем примусової вентиляції із всмоктуванням свіжого повітря на відмітках вищих за рівень поверхні ґрунту.

6. При розробці засобів захисту історичної забудови міст автором запропоновані комплексні методи досліджень, експериментальні розрахунки, методи оптимізації архітектурного середовища, досвід і програми міжнародних організацій (IKОMOS, IFLA), апробовані вченими Словаччини, України, Польщі, Канади.

7. Розроблено рекомендації по використанню засобів, матеріалів і технологій для захисту від сумісної дії вологи і радону різних структурних рівнів – центру міста, вузла, кварталу – та на архітектурному рівні – будівель, дворів – з метою зменшення концентрації радону і його шкідливого впливу на здоров’я людей.

За результатами проведених експериментів рекомендовано впровадження розроблених автором конструкцій протирадонових бар’єрів, в яких враховані особливості фізико-механічних і хімічних властивостей та довговічність їх матеріалів: з гуми, поліетилену (ПЕ), полівінілхлориду (ПВХ), алюмінієвої фольги, модифікованого асфальту. Розроблено методику таких бар’єрів в різних умовах і різних типах будівель і споруд.

8. Автором запропоновано поділ територій історичної забудови міста на три умовні зони за критерієм рівня шкідливої дії і можливих комбінацій захисту архітектурно-планувальними методами:

зона А (будівлі);

зона Б (площі, двори, майданчики);

зона В (відкриті території); ця зона, в свою чергу, поділена на: зону В₁ (найбільшого ризику), зону В₂ (поміркованого ризику).

9. В результаті досліджень розроблені методи і засоби захисту в умовах збереження і регенерації історичного середовища, територій, будівель і споруд від вологості, радону та їх сумісної дії, головними з яких є:

• Архітектурно-містобудівні і захисту ландшафту і мереж:

дотримування умов експлуатації інженерно-планувальної структури території: захист від підтоплення, благоустрій берегових зон, запобігання зсувів (зона В₁);

введення в конструкцію доріг, кварталів, подвір’їв, тротуарів, алей, майданчиків спеціальних протирадонових бар’єрів з поліетиленової плівки, модифікованого асфальту, влаштування спеціального водовідводу для видалення продуктів розпаду радону (зона В₁);

озеленення, висадженого в ґрунт із спеціальним підбором дерев для відбирання вологи з ґрунту і захисту від пилу; застосування мобільного типу озеленення (кашпо і інші типи розміщення в спеціальних пристроях) в місцях частого відвідування і скупчення значної кількості людей (для відокремлення проїзжої частини доріг від відкритих кафе, магазинів – зона В₂).

Архітектурно-конструктивні (зони А і Б):

влаштування колодязів-відстойників для радону, обладнаних вертикальними вентиляційними каналами і вентиляторами для відведення радону за межі площин покрівель;

використання об’ємно-планувальних засобів при реконструкції: перебудова, вставки, перепланування поверхів із застосуванням усіх видів протирадонових бар’єрів; використання підвалів для “розбавлення” концентрації радону;

використання всіх видів протирадонових бар’єрів: поясів, екранів, перекрить при реставрації і зміни історичної функції на нову – в підвальних, напівпідвальних, цокольних приміщеннях;

використання в приміщеннях, що мають комунікаційну функцію, систем автоматичного відкривання-закривання дверей і вентиляції;

влаштування підповерхової вентиляції (в межах підлоги або підвісної стелі) і видалення радону назовні; використання при реконструкції, реставрації і новому будівництві всіх доцільних і економічно виправданих заходів в залежності від категорії радонового ризику.

Технічні конструктивні (зона А):

влаштування бар’єрів подвійної дії в підвалах: методом поступового пробивання в стінах, ін’єктуванням інфузійних речовин і ін.; в безпідвальних будівлях: методом поступового пробивання або ін’єктування з розкриттям цоколів фасадів;

влаштування примусової вентиляції підвальних і житлових приміщень з видаленням радону за межі площини покрівлі;

штучне підняття тиску в приміщеннях з регулюванням режимів роботи вентиляторів, підігрівом повітря і ретельним ущільненням віконних і дверних прорізів.

10. Ефективність впровадження розроблених рекомендацій із захисту підтверджена експериментально на конкретних об’єктах історико-культурної спадщини із врахуванням їх об’ємно-планувальних і конструктивних рішень. Виконано експерименти на 187 об’єктах, які показали зниження радонових забруднень на 70...80% в результаті застосування рекомендованих методів і засобів.

В Державні Норми і Правила з проектування житлових і громадських будинків запропоновано внесення категорій радонового ризику в ґрунтовому повітрі, а також максимальну вагову активність радію ²²⁶Rа на рівні 120 Bq кг^–1 при перевірці будівельних матеріалів на наявність природних радіонуклідів з метою охорони здоров’я громадян.

11. Реалізація заходів і методів захисту історичних будівель і пам’яток архітектури повинна враховувати наступні принципи:

конструктивні елементи захисту повинні застосовуватися із гармонією по відношенню до споруди і архітектурного оточення;

відбір матеріалу для протирадонового бар’єру визначається його фізико-механічними і хімічними властивостями, а також їх відповідністю автентичності матеріалу споруди;

заходи з захисту при консервації і реставрації виконуються із використанням спеціальних протирадонових бар’єрів, тиньків, деталей.

Публікації автора:

Публікації у фахових виданнях

1. Ф.Курілла, О.М.Печеник. Деякі методи захисту будинків архітектурної спадщини від дії вологи // Збірник наукових праць вищих навчальних закладів художньо-будівельного профілю України та Росії "Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті" Харківського художньо-промислового інституту, вип. –2–3/1, Харків, 2001–2002. – С. 111–113. (Особистий внесок здобувача: сформульовані умови використання методів, використовуваних в Словаччині).

2. Ф.Курілла, О.М.Печеник. Радон як чинник ризику для здоров'я людей в матеріальному середовищі будинків // Збірник наукових праць вищих навчальних закладів художньо-будівельного профілю України та Росії "Традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті" Харківського художньо-промислового інституту, вип. –2–3/1, Харків, 2001–2002. – С. 114–115. (Особистий внесок здобувача: обгрунтовано негативний вплив радону на матеріальне середовище будинків).

3. Frantisek Kurilla. Vyskyt radonu v pobytovych priestoroch. PROJEKT A STAVBA, 3/2003, Bratislava, s. 5–7, 10.

4. Frantisek Kurilla. Protiradonove difuzne bariery. Stavebnicky casopis, Rocnik: 51 cislo:3, Ustav Stavebnictva a architektury SAV, 2003, Bratislava, s. 12–16.

5. Ф.Курілла, М.О.Бродський, О.М.Печеник. Інфузійні методи осушення стін будинків історичної спадщини в Словаччині // Сборник научных трудов Одесской Государственной Академии строительства и архитектуры «Региональные проблемы архитектуры и градостроительства, выпуски 5–6, Одесса, «Астопринт», 2003. – С. 350-352. (Особистий внесок здобувача: обгрунтовано ефективність використання інфузійного методу „ТІЗОЛ”).

6. Ф.Курілла, О.М.Печеник. Збереження і регенерація історико-архітектурного середовища від дії вологості і радону // Збірник наукових праць вищих навчальних закладів художньо-будівельного профілю України та Росії «традиції та новації у вищій архітектурно-художній освіті» Харківського художньо-промислового інституту, вип. – 4,5 / 2005, Харків, 2005. – С. 10–20. (Особистий внесок здобувача: розробка методів і засобів захисту та збереження архітектурного середовища містобудівними, архітектурно-конструктивними та реставраційними методами).