Winterization 101: știința țevilor înghețate

ca inginer profesionist, examinez adesea componentele clădirii careau eșuat. Și sunt întotdeauna lovit de faptul că majoritatea caselor deteriorate de conductele înghețate sunt Construcții noi. Acest lucru m-a determinat să mă întreb ce oameni care construiesc aceste case nu au reușit să ia în considerare ca clădiri construite care s-ar dovedi mai târziu vulnerabile.

știm cu toții că mai multe zile și nopți de vreme neobișnuit de rece deseorirezultă în înghețarea și ruperea țevilor. Eșecurile rezultate de multe oriprovoacă apa să curgă din conducta spartă până când cineva o observă, găsește supapa de închidere adecvată și oprește fluxul. Daunele rezultate potsă fie costisitoare de reparat.

cel mai simplu răspuns la întrebarea De ce se întâmplă acest lucru se datorează faptului că țeava a devenit prea rece. Dar asta nu explică modul în care țevile pot fi vulnerabile sau ce face ca unele țevi să înghețe și să se rupă în timp ce altele nu. Înțelegerea mea simplă este că, pe măsură ce apa din apipe îngheață și se extinde, se împinge spre exterior pe pereții țevii până când se întind și izbucnesc.

dar un studiu de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign indică faptul că, deși acest lucru se poate întâmpla, rareori se întâmplă. Este mai comun ca gheața să se formeze în interiorul țevii și să încerce să se extindă de-a lungul lungimii țevii, potrivit studiului.

apa este incompresibilă, astfel încât în cazul în care apa este limitată între gheața extinsă și un dispozitiv închis, presiunea crește până când piperupturile. Ruptura va avea loc la cea mai slabă parte a țevii care deținelichid rafinat. Prin urmare, țeava izbucnește cel mai probabil departe de locația reală de îngheț, iar presiunea apei într-un volum limitat este o parte importantă din punct de vedere acritic a cauzei care stă la baza acesteia.

unele soluții
acestea fiind spuse, cel mai bun mod de a preveni înghețarea unei țevi este să o mențineți suficient de caldă, astfel încât apa din interior să rămână deasupra punctului de îngheț.

cel mai obișnuit mod de a încălzi o țeavă este să o lăsați expusă aerului interior cald, cel mai adesea prin localizarea țevilor în pereții interiori—unde temperatura de pe ambele părți ale peretelui este de obicei mult deasupra înghețului. Alternativ, dacă o țeavă trebuiedu-te într-un perete exterior, un constructor poate localiza conducta astfel încât să se afle întrecamera caldă și izolația peretelui. În acest caz, chiardeși conducta va fi mai rece decât camera adiacentă, atât timp cât există suficientăizolație la exteriorul conductei pentru a o menține caldă, probabil că nu va îngheța.

în cele din urmă, în anumite circumstanțe, poate fi necesar să instalați urme de căldură pe o pipăpentru a-l încălzi direct. Urmele de căldură sunt arezistență bandă de încălzire care se înfășoară în jurul țevii și folosește electricitate pentru a se menține cald—un fel de încălzitor electric pentru țeavă. Din păcate, acest lucru este costisitor de instalatși funcționează și devine ineficient dacă există o întrerupere a alimentării.

pentru conductele care nu sunt menținute în mod activ la cald, este posibilrăcire lentă prin izolarea țevii. Izolația ajută la prevenirea înghețării în două moduri. În primul rând,izolația funcționează prin încetinirea răcirii conductive—adică apa pierde căldură direct pe pereții conductelor, iar pereții conductelor pierd căldură direct în aerul din jur. În al doilea rând, izolația poate oferi, de asemenea, protecție împotriva răcirii convective, adică răcirea care rezultă din suflarea aerului rece pe conductă și transportareaîncălziți la o viteză accelerată. În cazul în care o țeavă este expusă la o scurgere de aer, aerul rece care suflă împotriva țevii va crește rapid rata de răcire și, ulterior, va crește capacitatea conductei de a îngheța, un fel de efect de răcire a vântului.

o altă modalitate de a preveni spargerea este ameliorarea presiuniipe ambele părți ale înghețului. În multe situații, robinetele de apă în aer liber pot fi iernate Prin închiderea unei supape în interiorul casei, undeva de-a lungul lungimii conductei, și apoi deschiderea capacului exterior. Chiar dacă robinetul este deschis doar suficient de lung pentru a scurge parțial linia, odată ce este închis, va rezulta un volum de aer între robinet și apa care rămâne în conductă. În acest caz, gheața în expansiune va tinde să comprime volumul de aer șipreveni presiunea de la depășirea rezistenței conductei și a conexiunilor acesteia.