Pipa za pitno vodo v vsakem domu ni razkošje, temveč pomemben napredek. Vendar pa lahko to prijetno udobje v trenutku izgubite, če v cevovodu pride do vodnega udara. Vodni udar lahko povzroči ne le pomanjkanje vode, temveč tudi poplavo stanovanja.
Kako se ta nevarni pojav pojavi in kako se mu izogniti, bomo podrobneje obravnavali v tem članku.
Narava vodnega udara v cevovodih
Vodni udar je udarni val, ki se širi vzdolž površine vodovodne cevi in skozi njene spoje. Ko se tlak poveča, je udarni val pozitiven; ko tlak pade, je negativen. Pojavi se, ko se prazna cev napolni ali ko se pipa nenadoma zapre. Uničujoč učinek tega pojava je predvsem posledica nestisljivosti tekočine.
Če bi vodo lahko večkrat stisnili, tako kot na primer plin, potem cevi ne bi počile od močno povečanje tlakaPrekomerni tlak se pojavi, ko se pretok tekočine nenadoma ustavi, vendar lahko vodni udar povzročijo tudi drugi pojavi v sistemu oskrbe z vodo.
Razlogi
Do vodnega udara najpogosteje pride, ko se zaporni ventil nenadoma zapre. Ko voda teče skozi cevi in priteče iz pipe, tlak v vodovodnem sistemu ostane nespremenjen. Ko pa se ventil nenadoma zapre, se ta tlak lahko večkrat poveča, kar povzroči, da stene cevi počijo in odpovedo.
Vodni udar lahko povzročijo tudi:
- Nenaden vklop ali izklop močne črpalke.
- Zračne zapore, prisotne v dovodu vode ali ogrevalnem krogu.
Vklapljanje in izklapljanje črpalke lahko povzroči nestabilno napajanje objekta, v katerem so nameščene črpalne postaje za vodo z veliko močjo. Zračne zapore prav tako pomembno prispevajo k temu nevarnemu pojavu, zato se pred uporabo zaprtih tekočih sistemov prepričajte, da so popolnoma brez zraka.
Posledice
Pri večkratni izpostavljenosti visokemu tlaku, ki nastane zaradi vodnega udara, lahko tudi najbolj zanesljivi sistemi izgubijo tesnjenje. Lahko pride tudi do poka cevovoda. zaradi enega samega, a močnega hidravličnega udarca.
Zaradi tega vpliva je oskrba z vodo v stavbah, priključenih na vodovodno cev, popolnoma prekinjena. Žal posledice tega pojava niso omejene le na pomanjkanje vode v pipi.
Če v stanovanjski stavbi poči cev, bo po poku cevi in vdoru tekočine v bivalni prostor poškodovana lastnina lastnikov stanovanj, pa tudi sosedov v spodnjem nadstropju.
Če poči glavna vodovodna cev, ki oskrbuje z vodo celotno mestno četrt, se nesreča že lahko šteje za izredni dogodek.
Zaradi takšnega incidenta bodo prebivalci več deset stanovanjskih blokov ostali ne le brez pitne vode, temveč tudi brez kanalizacije, saj se vsi straniščni kotlički napajajo iz hladne vode. Tuširanje, tudi z nepoškodovanim dovodom tople vode, ne bo mogoče.
Če se zaradi vodnega udara poškoduje cev za toplo vodo, lahko incident poleg materialne škode povzroči tudi hude opekline. Puščanje v ogrevalnem sistemu, kjer je hladilna tekočina vedno pod znatnim tlakom in temperatura tekočine presega 70 stopinj Celzija, je lahko še posebej nevarno.
Posledice vodnega udara lahko povzročijo znatno škodo, zato se je pomembno naučiti, kako preprečiti nenadno povečanje tlaka v cevovodih.
Metode zaščite
Upoštevanje smernic za namestitev vodovodnih in ogrevalnih sistemov lahko zmanjša tveganje za vodni udar, vendar ga pravilno zasnovani sistemi sami po sebi ne morejo popolnoma odpraviti. Izogibanje tej neprijetni situaciji zahteva celovit pristop in upoštevanje varnostnih predpisov in tehničnih navodil.
Verjetnost vodnega udara se lahko znatno zmanjša z upoštevanjem naslednjih pravil pri namestitvi in delovanju vodovodnih cevi.
- Pri zagonu vodovodnega ali ogrevalnega sistema se morajo zaporni elementi armatur odpreti zelo počasiZapiranje dovoda vode mora biti prav tako zelo gladko. Gladko zapiranje in odpiranje zapornih ventilov je bistveno ne le v industrijskih objektih, temveč tudi pri vklopu sistemov za oskrbo z vodo in ogrevanje v zasebnem domu. Prekomerni tlak med vodnim udarom lahko zlahka poškoduje domače komunalne napeljave, zato je pomembno upoštevati varnostne ukrepe, ko se voda v zasebni dom dovaja pod znatnim pritiskom.
- Z namestitvijo avtomatskih naprav za gladko odpiranje in zapiranje zapornih ventilov v vodovodnem ali ogrevalnem sistemu je mogoče popolnoma odpraviti človeške napake v primeru vodnega udara. Seveda pri uporabi elektronike vodovodni sistemi postanejo odvisni od elektrike, vendar je za popolno odpravo možnosti okvare zaradi avtomatskih naprav potrebno takšne mehanizme opremiti z rezervnim virom napajanja. Ta rezerva je nujno potrebna tako v velikem podjetju kot za normalno delovanje komunalnih storitev v zasebnem domu. Priporočljivo je tudi, da črpališča opremite z avtomatskim krmiljenjem. To pomaga tudi preprečiti vodni udar zaradi nenadnega padca tlaka, ki ga povzroči vklop ali izklop močne črpalne opreme.
- Uporaba hidravličnih akumulatorjev in blažilnikov, pomaga tudi zmanjšati učinke nenadnega povečanja tlaka v vodovodnem omrežju. Takšne naprave so običajno sestavljene iz kovinskega ohišja z membrano v notranjosti. Ko pride do vodnega udara, se membrana premakne in omogoči absorpcijo odvečne tekočine. Ko obstaja nevarnost porušitve cevovoda
bo minil in tlak se bo zmanjšal, membrana se bo zaradi zraka, ki se nahaja na hrbtni strani, vrnila v prvotni položaj. - Za zmanjšanje tlaka v vodovodnih omrežjih se lahko uporabi varnostni ventil, ki se odpre, ko tekočina doseže določeno raven. Takšne naprave lahko zaščitijo tudi cevovod pred poškodbami, vendar ta vrsta zaščite zahteva dodatno odcepno cev od ventila do kanalizacijskega sistema.
- Za zaščito zasebne hiše ali stanovanja pred vodnim udarom lahko uporabite zelo preprosto metodo, ki kompenzira presežni tlak z razširitvijo sten cevi. Sistemov ogrevanja ali oskrbe z vodo ni nujno treba namestiti z uporabo takšnih materialov, vendar lahko odsek cevi iz toplotno odporne gume v majhnem sistemu v celoti absorbira vodni udar.
- Obvod termostata, je učinkovit ukrep za boj proti vodnemu udaru nizke ravni, zato je to "izboljšavo" avtonomnega ogrevanja mogoče izvesti le v zasebnih ogrevalnih sistemih. Običajno je luknja s premerom 0,5 mm v glavnem ventilu zadostna, da se odvečna tekočina ob visokem tlaku prosto pretaka v krog hladne vode.
- Termostat z zaščito, vgrajeno v ogrevalni sistem, pomaga tudi pri preprečevanju nevarnih pojavov, kot je vodni udar. Ta naprava deluje tako, da v glavni termostatski ventil vgradi majhen dodaten mehanizem, ki se odpre ne glede na temperaturo tekočine. Ta notranji ventil bo začel prepuščati tekočino, ko se tlak hladilne tekočine približa najvišji dovoljeni vrednosti, s čimer prepreči pretrganje cevi.
Kako zaščititi komunalne storitve vašega doma pred vodnim udarom
Puščanje vodovodne cevi v stanovanju ima lahko zelo resne posledice, še posebej, če puščanje povzroči škodo sosedom, katerih stanovanje se nahaja nadstropje nižje od mesta, kjer se je nesreča zgodila.
Odsek vodovodnega sistema, ki se nahaja v stanovanju, lahko vsebuje stare kovinske cevi, ki sčasoma zarjavijo in se med delovanjem lahko uničijo, da ne omenjamo smrtonosne sile vodnega kladiva.
POMEMBNO! Da bi zmanjšali tveganje puščanja, je priporočljivo namestiti zaporne ventile, ki zaradi svoje zasnove ne morejo takoj zapreti vode. Kroglični ventili, ki so tako priročni ne le v kuhinji, ampak tudi pod tušem, lahko povzročijo resno nesrečo.
Čeprav se hidravlični akumulatorji najpogosteje uporabljajo v zasebnih domovih, kjer vodo oskrbuje črpalka, ki se nahaja v globokem vodnjaku, lahko takšni izdelki pomagajo tudi zaščititi sistem oskrbe z vodo v stanovanju pred vodnim kladivom.
Poleg tega se lahko tekočina, ki se nabere v takšnih napravah, uporabi v primeru začasnega izpada oskrbe z vodo. Vodni udar je mogoče zaščititi tudi z uporabo posebnih blažilnikov, nameščenih v dovodni cevi za hladno ali toplo vodo.
Nepooblaščena namestitev kakršne koli opreme v sistem centralnega ogrevanja je strogo prepovedana. Da bi zaščitili svoj dom pred vodnim udarom, dovolite strokovnjaku upravljavske družbe, da izvede poskusno delovanje ogrevalnega sistema.
Če se vsi zračni žepi iz radiatorjev in cevi pravočasno odstranijo, ne bo treba skrbeti za vodni udar, saj bodo v kotlovnici in vzdolž dovodne poti hladilne tekočine v stanovanje sprejeti vsi potrebni ukrepi za preprečevanje takšnega pojava.
Za zmanjšanje tveganja puščanja sistema za oskrbo s toplo vodo je priporočljivo tudi zamenjati pipe z vijačnimi izvedbami in namestiti cevovode z uporabo sodobnih materialov, ki lahko čim bolj učinkovito prenesejo presežni tlak v cevovodu.
Nekaj besed o teoriji vodnega kladiva
Hidravlično kladivo se lahko pojavi le zato, ker se tekočina ne more dovolj stisniti, da bi kompenzirala nenaden tlačni sunek. Ko se tlak na enem mestu poveča, se njegova sila razširi po celotnem cevovodu in ko najde šibko točko, povzroči deformacijo ali odpoved materiala.
Ta učinek, ki se pojavlja v visokotlačnih cevovodih, je prvi odkril ruski znanstvenik N. Je. Žukovski konec 19. stoletja. Žukovski je razvil tudi formulo za izračun minimalnega časa, potrebnega za zapiranje ventila, da se prepreči nevarno povečanje tlaka v zaprtem sistemu oskrbe z vodo.
- Dp=p(u0-u1)
Kje:
- Dp — povečanje tlaka v N/m2;
- p je gostota tekočine, kg/m3.
- u0 in u1 sta povprečna vrednost hitrosti tekočine v cevovodu pred in po zaprtju ventila.
Znanstvenik je dokazal, da je hitrost širjenja udarnega vala odvisna predvsem od premera in materiala cevi. Ta vrednost je odvisna tudi od stisljivosti tekočine.
Izračune je treba izvesti šele po eksperimentalni določitvi gostote vode, ki se lahko znatno razlikuje glede na količino raztopljenih soli. Hitrost širjenja vodnega udara se vedno izračuna po naslednji formuli:
- c=2L/T.
Kje:
- c je hitrost udarnega vala;
- L — dolžina cevovoda;
- T – čas.
Z vstavitvijo vrednosti v to formulo lahko natančno določite hitrost širjenja vodnega kladiva. Vodni kladivo je val, ki niha na določeni frekvenci.
Izračun števila nihanj na časovno enoto je po potrebi tudi preprost. Preprosto uporabite naslednjo formulo:
- M = 2L/a
Kje:
- M je trajanje nihajnega cikla;
- L — dolžina cevovoda;
- a je hitrost valovanja (m/s).
Za poenostavitev izračunov so spodaj navedene vrednosti hitrosti udarnega vala za vodni udar za cevi iz naslednjih materialov:
- Jeklo - 900 - 1300 m/s;
- Lito železo - 1000 - 1200 m/s;
- Plastika - 300 - 500 m/s.
Z vstavitvijo teh vrednosti v formulo lahko natančno izračunamo frekvenco nihanj vodnega kladiva na odseku vodovoda določene dolžine.
To je teorija vodnega udara v njenem najbolj rudimentarnem matematičnem opisu. Pri načrtovanju sodobnih inženirskih sistemov se za izvajanje takšnih izračunov uporabljajo zmogljivi računalniki, zato ni treba zateči se k ročnim izračunom hitrosti in sile vodnega udara.
Zaključek
Vodni udar v vodovodnih ceveh lahko povzroči resne nesreče v stanovanjskem in komunalnem sektorju. Takšni incidenti so še posebej resni pozimi. Počena ogrevalna cev lahko povzroči podhladitev in bolezni, zlasti ko majhni otroci in starejši ostanejo brez ogrevanja.
