Vodovodní kohoutek v každé domácnosti není luxus, ale spíše významný pokrok. O tuto příjemnou vymoženost však můžete v mžiku přijít, pokud v potrubí dojde k vodnímu rázu. Vodní ráz může vést nejen k nedostatku vody, ale také k zaplavení bytu.
Jak k tomuto nebezpečnému jevu dochází a jak se mu vyhnout, bude podrobně popsáno v tomto článku.
Povaha vodního rázu v potrubí
Vodní kladivo je rázová vlna, která se šíří po povrchu vodovodního potrubí a jeho armaturami. Při zvyšování tlaku je rázová vlna kladná; při poklesu tlaku je záporná. Dochází k němu, když se naplní prázdné potrubí nebo se náhle uzavře kohoutek. Destruktivní účinek tohoto jevu je primárně způsoben nestlačitelností kapaliny.
Pokud by se voda dala stlačit několikrát, jako například plyn, pak by potrubí nepraskalo od prudký nárůst tlakuNadměrný tlak vzniká, když se tok kapaliny náhle zastaví, ale vodní ráz může být způsoben i jinými jevy ve vodovodním systému.
Důvody
K vodnímu rázu nejčastěji dochází, když se uzavírací ventil náhle zavře. Když voda protéká potrubím a vytéká z kohoutku, tlak v instalatérském systému zůstává konstantní. Pokud se však ventil náhle uzavře, může se tento tlak několikrát zvýšit, což způsobí prasknutí a selhání stěn potrubí.
Vodní ráz může být také způsoben:
- Náhlé zapnutí nebo vypnutí výkonného čerpadla.
- Vzduchové uzávěry v přívodu vody nebo topném okruhu.
Zapínání a vypínání čerpadel může být způsobeno nestabilním napájením zařízení, ve kterém se nacházejí vysoce výkonné čerpací stanice vody. Vzduchové ucpávky také významně přispívají k tomuto nebezpečnému jevu, proto se před provozem uzavřených kapalných systémů ujistěte, že jsou zcela bez vzduchu.
Důsledky
Při opakovaném vystavení vysokému tlaku, ke kterému dochází v důsledku vodního rázu, mohou i ty nejspolehlivější systémy ztratit svou těsnost. Může dojít i k prasknutí potrubí. z jediného, ale silného hydraulického rázu.
V důsledku tohoto nárazu je dodávka vody do budov připojených k vodovodnímu potrubí zcela přerušena. Důsledky tohoto jevu se bohužel neomezují pouze na nedostatek vody v kohoutku.
Pokud v bytovém domě praskne potrubí, po prasknutí potrubí a vniknutí kapaliny do obytného prostoru dojde k poškození majetku majitelů bytů, ale i sousedů o patro níže.
Pokud praskne hlavní vodovodní potrubí, které zásobuje vodou celou městskou část, lze nehodu již považovat za mimořádnou událost.
V důsledku takové události zůstanou obyvatelé desítek bytových domů nejen bez pitné vody, ale i bez kanalizace, protože všechny nádržky toalet jsou napájeny ze studené vody. Sprchování, a to i s nepoškozeným přívodem teplé vody, bude také nemožné.
Pokud je v důsledku vodního rázu poškozeno potrubí teplé vody, může tato událost kromě poškození majetku vést i k vážným popáleninám. Obzvláště nebezpečný může být únik v topném systému, kde je chladicí kapalina neustále pod značným tlakem a teplota kapaliny přesahuje 70 stupňů Celsia.
Důsledky vodního rázu mohou vést k značnému poškození, proto je důležité naučit se, jak zabránit náhlému zvýšení tlaku v potrubí.
Metody ochrany
Dodržování pokynů pro instalaci vodovodních a topných systémů může minimalizovat riziko vodního rázu, ale správně navržené systémy samy o sobě jej nemohou zcela eliminovat. Předcházení této nepříjemné situaci vyžaduje komplexní přístup a dodržování bezpečnostních předpisů a technických pokynů.
Pravděpodobnost vzniku vodního rázu lze výrazně snížit dodržováním následujících pravidel při instalaci a provozu vodovodního potrubí.
- Při spouštění vodovodního nebo topného systému se musí uzavírací prvky armatur otevřít velmi pomaluUzavírání přívodu vody musí být provedeno také velmi plynule. Plynulé uzavírání a otevírání uzavíracích ventilů je nezbytné nejen v průmyslových zařízeních, ale i při zapínání vodovodních a topných systémů v soukromém domě. Nadměrný tlak během vodního rázu může snadno poškodit domácí inženýrské sítě, proto je důležité dodržovat bezpečnostní opatření, když je voda do soukromého domu dodávána pod značným tlakem.
- Instalací automatických zařízení pro plynulé otevírání a zavírání uzavíracích ventilů ve vodovodním nebo topném systému lze zcela eliminovat lidskou chybu v případě vodního rázu. Samozřejmě, při použití elektroniky se vodovodní systémy stávají závislými na elektřině, ale pro úplné vyloučení možnosti selhání v důsledku automatických zařízení je nutné vybavit takové mechanismy záložním zdrojem energie. Tato záloha je naprosto nezbytná, a to jak ve velkém podniku, tak pro běžný provoz inženýrských sítí v soukromém domě. Doporučuje se také vybavit čerpací stanice automatickým řízením. To také pomáhá předcházet vodnímu rázu v důsledku náhlého poklesu tlaku způsobeného aktivací nebo deaktivací výkonného čerpacího zařízení.
- Použití hydraulických akumulátorů a tlumičů, také pomáhá minimalizovat dopady náhlého zvýšení tlaku ve vodovodní síti. Taková zařízení se obvykle skládají z kovového pouzdra s membránou umístěnou uvnitř. Když dojde k vodnímu rázu, membrána se pohybuje a umožňuje absorpci přebytečné kapaliny. Pokud existuje riziko prasknutí potrubí
projde a tlak se sníží, membrána se díky vzduchu umístěnému na zadní straně vrátí do původní polohy. - Pro snížení tlaku ve vodovodních sítích lze použít pojistný ventil, který se otevírá, když kapalina dosáhne určité hladiny. Taková zařízení mohou také chránit potrubí před poškozením, ale tento typ ochrany vyžaduje další odbočné potrubí od ventilu do kanalizačního systému.
- Pro ochranu soukromého domu nebo bytu před vodním rázem můžete použít velmi jednoduchou metodu, která kompenzuje nadměrný tlak rozšířením stěn potrubí. Systémy vytápění nebo zásobování vodou nemusí být nutně instalovány s použitím takových materiálů, ale úsek potrubí vyrobený z tepelně odolné gumy může v malém systému vodní ráz plně absorbovat.
- Obtok termostatu, je účinným opatřením pro boj s nízkoúrovňovým vodním rázem, takže toto „vylepšení“ autonomního vytápění lze realizovat pouze v soukromých topných systémech. Obvykle stačí otvor o průměru 0,5 mm v hlavním ventilu, aby přebytečná kapalina mohla volně proudit do okruhu studené vody, když se objeví vysoký tlak.
- Termostat s ochranou instalovaný v topném systému, také pomáhá předcházet nebezpečným jevům, jako je vodní ráz. Toto zařízení funguje na principu zabudování malého přídavného mechanismu do hlavního termostatického ventilu, který se otevírá bez ohledu na teplotu kapaliny. Tento vnitřní ventil začne propouštět kapalinu, když se tlak chladicí kapaliny přiblíží maximální povolené hodnotě, čímž zabrání prasknutí potrubí.
Jak chránit inženýrské sítě vašeho domu před vodním rázem
Únik vodovodního potrubí v bytě může mít velmi vážné následky, zejména pokud únik způsobí škody sousedům, jejichž byt se nachází o patro níže, než kde k nehodě došlo.
Úsek vodovodního systému v bytě může obsahovat staré kovové trubky, které časem rezaví a během provozu se mohou zničit, nemluvě o smrtící síle vodního rázu.
DŮLEŽITÉ! Aby se minimalizovalo riziko úniků, doporučuje se instalovat šoupátkové ventily, které díky své konstrukci nemohou okamžitě uzavřít vodu. Kulové pákové ventily, které jsou tak pohodlné nejen v kuchyni, ale i ve sprše, mohou způsobit vážnou nehodu.
Přestože se hydraulické akumulátory nejčastěji používají v soukromých domech, kde je voda dodávána čerpadlem umístěným v hluboké studni, mohou tyto výrobky také pomoci chránit systém zásobování vodou v bytě před vodním rázem.
Kapalinu nahromaděnou v takových zařízeních lze dále použít v případě dočasného výpadku dodávky vody. Proti vodnímu rázu lze také chránit pomocí speciálních tlumičů instalovaných v přívodním potrubí studené nebo teplé vody.
Neoprávněná instalace jakéhokoli zařízení do systému ústředního topení je přísně zakázána. Abyste ochránili svůj dům před vodním rázem, nechte specialistu správcovské společnosti provést zkušební provoz topného systému.
Pokud budou z radiátorů a potrubí včas odstraněny všechny vzduchové kapsy, nebude třeba se obávat vodního rázu, protože v kotelně a podél trasy přívodu chladiva do bytu budou přijata veškerá nezbytná opatření k zabránění takovému jevu.
Aby se snížilo riziko úniků ze systému zásobování teplou vodou, doporučuje se také vyměnit kohoutky za šroubovací a instalovat potrubí s použitím moderních materiálů, které co nejúčinněji zvládají přetlak v potrubí.
Pár slov k teorii vodního rázu
K hydraulickému rázu může dojít pouze proto, že se kapalina nedokáže dostatečně stlačit, aby kompenzovala náhlý tlakový nárůst. Když se tlak na jednom místě zvýší, jeho síla se rozloží po celém potrubí a při nalezení slabého místa vede k deformaci nebo porušení materiálu.
Tento jev, k němuž dochází ve vysokotlakých potrubích, poprvé objevil ruský vědec N. Je. Žukovskij na konci 19. století. Žukovskij také vyvinul vzorec pro výpočet minimální doby potřebné k uzavření ventilu, aby se zabránilo nebezpečnému zvýšení tlaku v uzavřeném vodovodním systému.
- Dp=p(u0-u1)
Kde:
- Dp – nárůst tlaku v N/m2;
- p je hustota kapaliny, kg/m3.
- u0 a u1 jsou průměrné hodnoty rychlosti kapaliny v potrubí před a po uzavření ventilu.
Vědec dokázal, že rychlost šíření rázové vlny závisí především na průměru a materiálu potrubí. Tato hodnota závisí také na stlačitelnosti kapaliny.
Výpočty by měly být prováděny až po experimentálním stanovení hustoty vody, která se může výrazně lišit v závislosti na množství rozpuštěných solí. Rychlost šíření vodního rázu se vždy vypočítává pomocí následujícího vzorce:
- c=2L/T.
Kde:
- c je rychlost rázové vlny;
- L – délka potrubí;
- T — čas.
Dosazením hodnot do tohoto vzorce můžete přesně určit rychlost šíření vodního rázu. Vodní ráz je vlna, která kmitá na určité frekvenci.
Výpočet počtu oscilací za jednotku času je v případě potřeby také snadný. Jednoduše použijte následující vzorec:
- M = 2 l/rok
Kde:
- M je doba trvání oscilačního cyklu;
- L – délka potrubí;
- a je rychlost vlny (m/s).
Pro zjednodušení výpočtů jsou níže uvedeny hodnoty rychlosti rázové vlny pro vodní kladivo pro trubky vyrobené z následujících materiálů:
- Ocel - 900 - 1300 m/s;
- Litina - 1000 - 1200 m/s;
- Plast - 300 - 500 m/s.
Dosazením těchto hodnot do vzorce lze přesně vypočítat frekvenci kmitů vodního rázu na úseku vodovodního potrubí určité délky.
Toto je teorie vodního rázu v jejím nejzákladnějším matematickém popisu. Při navrhování moderních inženýrských systémů se k provádění takových výpočtů používají výkonné počítače, takže není nutné uchylovat se k ručním výpočtům rychlosti a síly vodního rázu.
Závěr
Vodní rázy ve vodovodním potrubí mohou způsobit vážné nehody v sektoru bydlení a energetiky. Takové incidenty jsou obzvláště závažné v zimě. Prasklé topné potrubí může vést k podchlazení a onemocnění, zejména pokud bez tepla zůstanou malé děti a starší lidé.
