ISOTS 11665-132025 环境中放射性的测量 - 空气氡222 - 第13部分防水材料扩散系数的测定膜两侧活性浓度测定法标准立项发展报告

环境中放射性的测量——空气：氡222——第13部分：防水材料扩散系数的测定：膜两侧活性浓度测定法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MeasurementofRadioactivityintheEnvironment—Air:Radon222—Part13:DeterminationoftheDiffusionCoefficientinWaterproofMaterials:MembraneTwo-sideActivityConcentrationTestMethod摘要随着建筑节能技术和绿色建筑理念的深入推广，高性能防水材料在建筑物地下空间、地基处理及室内装饰装修中的应用日益广泛。然而，部分防水材料在阻隔水分渗透的同时，也成为氡气（Rn-222）运移路径中的重要屏障或通道，直接影响室内氡浓度水平和公众辐射健康风险。为科学评价防水材料对氡气的阻隔性能，国际标准化组织（ISO）于2025年12月正式发布ISO/TS11665-13:2025《环境中放射性的测量——空气：氡222——第13部分：防水材料扩散系数的测定：膜两侧活性浓度测定法》。该标准确立了基于膜两侧活性浓度差测定防水材料氡扩散系数的技术方法，填补了建筑防水材料放射性气体阻隔性能标准化测试领域的国际空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术路线、核心内容、关键试验参数及其工程应用价值，分析了标准对建筑辐射防护、绿色建材评价及室内空气质量保障的支撑作用，并对标准实施与后续修订方向提出展望。关键词：氡222；防水材料；扩散系数；活性浓度测定；辐射防护；建筑环境；国际标准Keywords:Radon222;WaterproofMaterials;DiffusionCoefficient;ActivityConcentrationMeasurement;RadiationProtection;BuiltEnvironment;InternationalStandard1引言氡（Radon，化学符号Rn）是一种天然产生的放射性惰性气体，其同位素氡222（Rn-222）作为铀衰变链中的重要中间产物，广泛存在于土壤、岩石及建筑材料中。世界卫生组织（WHO）于2009年将氡列为继吸烟之后的第二位肺癌致病因素，全球约有3%～14%的肺癌病例与室内氡暴露相关。建筑室内氡的主要来源包括地基土壤、建筑墙体材料、地下水和天然气等，其中地基土壤氡的渗入贡献占比可达60%以上。在此背景下，建筑围护结构的防氡设计已成为辐射防护和室内环境质量控制的重要环节。防水材料作为建筑地下结构和基础工程的关键功能层，传统上以抗渗防潮为首要设计目标。然而，随着材料科学的发展，各类聚合物防水卷材、涂料及复合膜材在具备优异防水性能的同时，其对氡等放射性气体的阻隔能力存在显著差异。部分高分子材料虽能有效阻隔液态水分子，但气体分子在其内部的扩散系数较高，难以有效拦截氡气的渗入。这一现象揭示了一个关键的技术盲区——即防水材料的"防水"性能与"防氡"性能之间并不存在必然的正相关性。此外，同一类防水材料在不同温湿度条件、不同膜厚及老化状态下的氡阻隔性能亦可能发生显著变化，进一步增加了防氡设计和工程选材的复杂性。因此，建立统一的防水材料氡扩散系数测定方法，对于科学评价材料的防氡性能、指导防氡工程设计及推动绿色建材认证具有重要意义。ISO/TS11665系列标准是国际标准化组织（ISO）框架下关于环境中放射性测量——空气中氡222的系统性技术规范。该系列标准已涵盖氡222及其子体的测量方法、测量策略及仪器性能要求等多个技术层面。ISO/TS11665-13:2025作为该系列的第13部分，聚焦于防水材料扩散系数的测定方法，采用膜两侧活性浓度测定法（membranetwo-sideactivityconcentrationtestmethod），为建筑防水材料的防氡性能评价提供了标准化的技术依据。2标准立项背景与意义2.1氡暴露的健康风险与法规要求联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）报告指出，全球居民所受天然辐射照射的年有效剂量中，氡及其子体的贡献约占50%以上。国际癌症研究机构（IARC）亦将氡及其衰变产物列为第一类致癌物质。基于此，国际社会对建筑室内氡浓度控制给予了高度关注。我国现行国家标准GB/T18883-2022《室内空气质量标准》规定新建建筑室内氡浓度年平均值不超过200Bq/m³，世界卫生组织（WHO）建议的参考水平为100Bq/m³（不超过300Bq/m³行动水平）。2.2防水材料防氡性能评价的标准化缺失尽管建筑防水材料在工程中的应用极为普遍，但国内外长期缺乏统一的防水材料氡扩散系数测定标准。现有测试方法多参考其他材料（如土工膜、聚合物片材）的气体渗透测试原理，未充分考虑氡的放射性衰变特性及其对浓度梯度的影响。这种标准缺失导致了以下几个突出问题：-不同实验室的测试结果缺乏可比性；-工程设计与材料比选缺乏可靠的基础数据支撑；-防氡材料的质量监管和绿色建材认证缺乏统一技术依据。2.3国际标准制定工作的启动鉴于上述背景，国际标准化组织ISO/TC85（核能、核技术及辐射防护技术委员会）下属SC2（辐射防护）分技术委员会启动了ISO11665系列中防水材料扩散系数测定标准的编制工作。该标准历经多轮国际研讨、实验室比对试验和技术审查，于2025年12月正式发布为技术规范（TechnicalSpecification,TS），编号为ISO/TS11665-13:2025。技术规范的定位旨在快速响应技术发展需求，在广泛验证和实际应用积累后再适时转化为正式国际标准（InternationalStandard,IS）。3标准技术内容解析3.1标准适用范围ISO/TS11665-13:2025适用于建筑用防水材料（包括防水卷材、防水涂料固化膜、复合防水层等）的氡扩散系数测定。标准明确规定了测试样品的制备要求、试验装置的结构与性能指标、试验过程中的氡活性浓度测量方法以及扩散系数的计算模型，适用于均匀致密型防水材料以及具有多层复合结构的防水系统。该标准不涉及非均匀材料（如含骨料的防水砂浆）或其他放射性气体（如氡220）的扩散行为。通过与膜两侧活性浓度测定法相匹配的标准化测试装置与测量流程，标准确保了测定结果在实验室间的可比性与可重复性。3.2方法原理与技术路线该标准确立的技术方法基于稳态扩散原理。其核心测试过程为：将待测防水材料膜样品安装于密封测试装置中，将膜两侧腔室分别建立不同的氡活性浓度环境——即"源室"（高浓度侧）与"接收室"（低浓度侧）。氡分子在浓度梯度的驱动下从源室通过待测材料向接收室扩散渗透，通过测量接收室中氡活性浓度的增长速率，结合已知的几何参数（膜面积、膜厚度）、装置容积及氡衰变常数，依据Fick扩散定律计算材料的氡扩散系数。标准详细规定了试验装置中源室氡浓度应保持恒定的技术要求，推荐采用固体镭源或液体镭源持续供给氡气，以确保源室浓度的稳定性。在试验过程中，要求接收室内的温度控制在特定范围内以保证扩散过程的稳定性，接收室中氡活性浓度的测量采用已校准的氡监测仪或静电收集式测氡仪，测量周期和采样频率依据材料的预期扩散能力进行设置。为防止边界效应，标准对膜样品的有效扩散面积与边缘密封方式进行了规定，要求采用无渗透的密封材料固定膜边缘，确保扩散仅沿膜厚度方向进行。3.3扩散系数的计算模型根据Fick第一扩散定律，在稳态条件下，通过单位面积膜材料的氡气通量密度J与膜两侧氡活性浓度差ΔC成正比：J=-D·(ΔC/d)其中：D为氡在防水材料中的扩散系数（m²/s），d为膜厚度（m）。结合质量平衡方程，标准给出了接收室内的氡浓度由非稳态逐步趋于稳态的增长模型：C_rec(t)=(A·D·C_src)/(V_rec·d)·τ·[1-exp(-t/τ)]式中：A为有效扩散面积，C_src为源室氡活性浓度，V_rec为接收室容积，τ为考虑衰变与泄漏的有效时间常数。通过在试验期间对接收室内氡浓度进行连续或间歇测量，可基于上述模型通过非线性拟合获得扩散系数D的最优估算值。标准进一步对测量不确定度的评定进行了规范，要求考虑源室浓度波动、温度波动、仪器校准误差和膜厚度测量误差等因素的合成不确定度。标准规定各次独立测量的相对偏差不超过一定限值（通常为10%），以确保数据的可靠性。3.4关键技术要求与试验参数标准对试验装置、测试条件和质量控制提出了明确要求，主要技术参数包括：-试验装置:装置腔室应当采用不锈钢或表面经惰性化处理的铝制材料，内表面光滑、无吸附性，连接管路应尽可能短并选用低渗透性材料。装置应具有良好的气密性，在压差为1kPa条件下24小时泄漏率不超过一定限值。-氡浓度范围:源室氡活性浓度典型范围为10³～10⁶Bq/m³，具体依据测量仪器灵敏度和材料阻隔能力确定。源室浓度在试验期间的变化不应超过±10%。-环境条件:温度控制在23℃±2℃（恒定），相对湿度对防水材料气体渗透性能的影响亦在考虑之列。-测量仪器:所使用的氡测量仪器应具有有效的溯源校准证书，探测下限应满足接收室内累积氡浓度变化可被可靠分辨的要求。连续测氡仪的采样周期可设置为10～60min。-膜样品要求:样品厚度应取材料标称厚度的实测值，均匀性较差的材料应取多点测量平均值。试验至少应进行3次独立重复测量。上述技术参数共同确保了该测试方法在各类防水材料间的适用性、测量结果的溯源性与可比性。4标准实施的工程应用与环境意义4.1在建筑防氡设计中的应用防水材料氡扩散系数的标准化测定为建筑防氡设计提供了关键输入参数。在建筑物基础底板、地下室外墙等易受土壤氡侵入的部位，设计人员可根据防水材料实测的氡扩散系数和工程场地土壤氡浓度，估算不同构造方案下的室内氡浓度增量，从而优化防氡构造层次设计——在防水层之外增设隔氡层，或将防氡功能与防水功能整合于同一材料体系。例如，当场地土壤氡浓度较高（>40,000Bq/m³）时，要求所选防水卷材的氡扩散系数不大于5×10⁻¹¹m²/s，对应室内氡浓度增量不超过40Bq/m³；而当场地背景氡浓度较低时，对材料扩散系数的要求可适当放宽至10⁻¹⁰m²/s量级。这种基于实测数据的设计方法取代了以往依赖经验取值的做法，提升了防氡工程设计的科学性和经济性。此外，标准也为修订GB50736《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》和GB50325《民用建筑工程室内环境污染控制标准》中有关防氡设计条款提供了方法基础。与此同时，在《建筑节能与可再生能源利用通用规范》和绿色建筑评价体系持续推动建筑气密性提升的背景下，建筑围护结构气密性的改善在降低能量损失的同时，可能增大室内氡浓度累积的风险。这一矛盾使得高性能防水材料的气体阻隔性能评价比以往更为重要，而本标准的发布恰为在节能与防氡间寻求平衡提供了定量化的技术工具。4.2在绿色建材认证与市场监管中的作用随着绿色建材产品认证制度的推广实施，材料的环保性能指标日益受到重视。ISO/TS11665-13:2025中确立的氡扩散系数测定方法，有望被纳入绿色建材评价标准体系中关于防氡功能的检测依据。通过对材料的防氡性能进行分级（如高阻氡型、中阻氡型和普通型），可引导生产企业在材料配方和结构设计方面进行优化，推动高性能防氡防水材料的研发与市场推广，同时为市场监管部门提供了统一的检测判定依据，有助于遏制概念性宣传和不实标注。4.3在辐射环境监测和公众健康保障中的价值建筑物室内氡浓度的有效控制，是降低公众辐射剂量、减少氡致肺癌风险的重要公共卫生手段。本标准的实施将推动工程实践中对防水材料防氡性能的定量评价成为常态，进而提升新建建筑综合防氡能力。结合GB/T18883-2022室内空气质量标准和《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871）中关于天然辐射照射的优化要求，该标准为从源头控制室内氡浓度提供了关键的标准化支撑。5主要起草单位及相关机构ISO/TS11665-13:2025由国际标准化组织ISO/TC85/SC2"辐射防护"分技术委员会归口管理。该分技术委员会秘书处由法国标准化协会（AFNOR）承担。标准工作组在编制过程中广泛吸纳了来自法国辐射防护与核安全研究院（IRSN）、德国联邦辐射防护委员会（SSK）、中国辐射防护研究院、清华大学等科研机构的专家参与，确保了标准在技术上的先进性、地域上的代表性和操作上的可行性。各国在编制过程中亦同步开展了实验室间比对试验，为方法精密度和再现性的确定提供了实验数据支持。6结论与展望ISO/TS11665-13:2025的发布填补了建筑防水材料氡扩散系数标准化测定的国际空白，为材料防氡性能的评价提供了科学、统一、可溯源的技术方法。该标准的实施将有效支撑建筑防氡设计、绿色建材认证和室内辐射环境质量保障工作，促进防水材料行业的技术升级与产品差异化发展。当前，该标准以技术规范（TS）形式发布，后续随着应用经验的积累和实验室验证数据的增加，预计将在3～5年内启动向正式国际标准（IS）的转化程序。同时，相关配套工作亦值得关注：一是推动我国对应国家标准或行业标准的采标制定工作，结合国内材料特性和工程实践进行本土化验证；二是开展防水材料在不同温度梯度、湿度条件及老化状态下的扩散行为研究，为建立多维度的材料性能数据库奠定基础；三是探索将氡扩散系数与非破坏性检测方法（如γ能谱法等）相关联的可能性，以降低检测成本和时间周期。随着我国"健康中国2030"战略的深入实施和建筑室内环境质量控制要求的不断提高，防水材料防氡性能的标准化评价将在保障公众辐射健康、推动建筑绿色发展方面发挥日益重要的作用。参考文献[1]ISO/TS11665-13:2025,Measurementofradioactivityintheenvironment—Air:radon222—Part13:Determinationofthediffusioncoefficientinwaterproofmaterials:membranetwo-sideactivityconcentrationtestmethod,InternationalOrganizationforStandardization,2025.[2]UNSCEAR.SourcesandEffectsofIonizingRadiation,UNSCEAR2008ReporttotheGeneralAssemblywithScientificAnnexes.Un