Folgende Randbedingungen müssen erfüllt sein, damit es zu einem Schaden an wasserführenden Systemen kommen kann
Physikalisch ist die Eisbildung in Wasser bei Unterschreiten des Gefrierpunktes nicht zu vermeiden.
Damit die Phasenumwandlung von flüssig zu fest, das heißt Wasser in Eis, stattfinden kann, muss dem Wasser Wärme entzogen werden.
Weiterhin findet Eisbildung nicht unmittelbar nach Unterschreiten des Gefrierpunktes statt, sondern erfordert eine gewisse Unterkühlung. Je geringer die Unterkühlung, desto langsamer die Eisbildung.
Fließendes Wasser verlangsamt die Eisbildung erheblich, wie im Winter sehr anschaulich auf Seen und Bächen festzustellen ist.
Bei der Umwandlung von flüssig in fest nimmt das Volumen des Wassers zu. Eis hat ein um ca. 9 % größeres Volumen als die gleiche Menge Wasser in der Nähe des Gefrierpunktes. In einem wassergefüllten abgeschlossenen Volumen führt daher eine Eisbildung über die Volumenzunahme im festen Zustand zu einem Druckanstieg.
Dieser Druckanstieg ist für die Schädigung der wasserführenden Systeme verantwortlich, da die erreichten Drücke erheblich über den Werten liegen, die von den Bauteilen und Verbindungen ausgehalten werden.
Notwendige Randbedingungen für einen Leitungswasserschaden durch Frosteinwirkung
Eine Frostperiode mit Temperaturen unterhalb des Gefrierpunktes.
Ein geschlossenes System wasserführender Leitungen – Heizung oder Trinkwasser.
Die Abkühlung einer wasserführenden Rohrleitung des Objektes unter den Gefrierpunkt mit Eisbildung. Dies setzt voraus:
dass der Bereich nicht beheizt ist - z. B. Heizung ausgeschaltet oder ausgefallen,
oder dass der Wärmeabfluss in dem Bereich der Rohrleitung stärker ist als die Wärmezufuhr aus dem Gebäude - z. B. Rohrleitung in Außenwand oder Abseite.Stagnation, also stillstehendes Wasser im System.
Ausreichend Zeit, wobei das Auskühlen einer gedämmten Rohrleitung im Fußboden eines vollständig erwärmten Gebäudes länger dauert, als das Auskühlen einer freiliegenden Rohrleitung in einem Zimmer mit offenen Fenstern.
Schadenursächlich ist damit nicht nur der Frost, sondern auch der unzureichende Schutz der betroffenen Installation vor der schädigenden Auskühlung während einer Frostperiode.
Schadenmerkmale von frostgeschädigten Rohren und Bauteilen
Erscheinungsformen von frostgeschädigten Rohrleitungen:
Geplatzte Rohre, die sichtbar ihre Form geändert haben, beispielsweise bei Rohren, die durch Löten oder Schweißen miteinander verbunden wurden. Dies trifft auch auf hartgelötete Kupferrohre oder auf verschraubte Rohrverbindungen bzw. Bauteile, wie Eckventile oder Wasserzählergehäuse, zu.
Rohre, die an Klemm- oder Pressverbindungen herausgedrückt wurden.
Kritische Gebäudeteile
Für die Entstehung von Frostschäden ist es notwendig, dass die Rohrleitungen über längere Zeit auskühlen. Dies bedeutet, dass insbesondere folgende Gebäudeteile hiervon betroffen sein können:
Rohre in Außenwänden.
Rohre in unbeheizten Abseitenbereichen.
Rohre in unbeheizten Dachgeschossen.
Rohre in Decken über offenen Durchfahrten.
Ältere Gebäude mit geringem Wärmeschutz.
Kritische Nutzung
Weiterhin kann auch eine Änderung des Nutzerverhaltens zur Frostentstehung beitragen. Insbesondere können folgende Situationen kritisch sein:
Längere Abwesenheit im Winter, beispielsweise durch Urlaub.
Leerstand durch Auszug.