Winterization 101: jäätyneiden putkien tiede

insinöörinä tutkin usein rakennusosia, jotka ovat epäonnistuneet. Ja olen aina hämmästynyt siitä, että suurin osa jäätyneiden putkien vahingoittamista taloista on uudisrakentamista. Tämä sai minut miettimään, mitä näiden talojen rakentajat eivät ottaneet huomioon, kun he rakensivat rakennuksia, jotka osoittautuisivat myöhemmin haavoittuviksi.

me kaikki tiedämme, että useina päivinä ja öinä epätavallisen kylmä sää johtaa usein putkien jäätymiseen ja rikkoutumiseen. Tuloksena epäonnistumiset oftencause vettä virtaamaan rikki putki, kunnes joku huomaa sen, löytää aiheellinen sulkuventtiili, ja pysäyttää virtauksen. Aiheutuneet vahingot voivat olla kalliita korjata.

yksinkertaisin vastaus kysymykseen, miksi näin tapahtuu, on se, että piipusta tuli liian kylmä. Mutta se ei selitä, miten putket voivat olla haavoittuvia, tai mikä saa jotkut putket jäätymään ja rikkoutumaan, kun taas toiset eivät. Yksinkertainen käsitykseni on, että kun apipissa oleva vesi jäätyy ja laajenee, se työntyy putken seinämien päälle, kunnes ne venyvät ja puhkeavat.

mutta Illinois ’ n yliopiston Urbana-Champaignissa tekemä tutkimus osoittaa, että vaikka näin voi tapahtua, niin harvoin tapahtuu. Tutkimuksen mukaan on yleisempää, että jää muodostuu putken sisälle ja yrittää laajentua putken pituutta pitkin.

vesi on puristamatonta, joten jos vesi on suljetun jään ja Sulun välissä, paine kasvaa piperuptioihin asti. Repeämä tapahtuu heikoin osa putken pitääkonfined nestettä. Siksi putki todennäköisimmin murtuu pois varsinaisesta jäätymispaikasta, ja veden paine suljetussa tilavuudessa on akrittisesti tärkeä osa perussyytä.

jotkut ratkaisut
, joiden mukaan paras tapa estää Putken jäätyminen on pitää se riittävän lämpimänä, jotta sisällä oleva vesi pysyy jäätymispisteen yläpuolella.

yleisin tapa lämmittää putki on jättää se alttiiksi lämpimälle sisäilmalle, useimmiten sijoittamalla putket sisäseinien sisäpuolelle – jolloin lämpötila seinän molemmin puolin on yleensä reilusti yli jäätymisen. Vaihtoehtoisesti, jos putki on mentävä ulkoseinään, rakentaja voi paikantaa putken niin, että se sijaitsee lämpimän huoneen ja seinän eristyksen välissä. Tässä tapauksessa, vaikka putki on viileämpi kuin viereinen huone, niin kauan kuin on tarpeeksi eristystä ulkopuolella putken pitää lämpimänä, se todennäköisesti ei jäädy.

joissakin tapauksissa pipettiin saatetaan joutua asentamaan lämpöjälki, jotta se voidaan lämmittää suoraan. Lämpöjälki onresistanssi lämmitys nauha, joka kiertää putken ja käyttää sähköä pitääsitä lämpimänä-eräänlainen sähkölämmitin putken. Valitettavasti tämä on kallista asentaa ja käyttää, ja tulee tehoton, jos on sähkökatkos.

sellaisilla putkilla,joita ei aktiivisesti pidetä lämpiminä, voidaan jäähdyttää eristämällä putki. Eristys ehkäisee jäätymistä kahdella tavalla. Ensinnäkin eristys toimii hidastamalla johtava jäähdytys—eli vesi menettää lämpöä suoraan putken seinät, ja putken seinät menettää lämpöä suoraan ympäröivään ilmaan. Toiseksi eristys voi myös tarjota suojan konvektiivista jäähdytystä vastaan, eli jäähdytystä vastaan, joka johtuu kylmästä ilmasta, joka puhaltaa putkeen ja kuljettaa lämpöä pois kiihtyvällä nopeudella. Jossaputki altistuu ilmavuodolle, kylmä ilma, joka puhaltaa putkea vastaan, lisää nopeasti jäähdytysnopeutta ja lisää myöhemmin putken vulnerability jäätymiseen, eräänlainen tuuli-chill-vaikutus.

toinen tapa ehkäistä purskahtamista on vapauttaa painetta jäätymisen molemmin puolin. Monissa asennuksissa ulkovesihanat voidaan talvehtia sulkemalla venttiili talon sisällä, jossain putken pituudella, ja avaamalla sitten ulkovesiaukko. Vaikka hana on auki vain tarpeeksi kauan osittain valua linja, kun se on suljettu, therewill tuloksena tilavuus ilmaa hanan ja vesi, joka jääputkeen. Tällöin laajeneva jää pyrkii tiivistämään Ilmamäärän jaestämään paineen ylittämisestä vahvuus putken ja sen yhteydet.