冬季水道凍結による水道管破裂のメカニズム

冬季に水道管が凍結し破裂する現象は、寒冷地だけでなく、近年は気温変動の激化により比較的温暖な地域でも発生しています。ここでは、その物理的メカニズムと発生条件を中心に、段階的に解説します。

水が凍ると体積が増えるという性質

水道管破裂の根本原因は、水の体積膨張です。

この膨張が、閉じた水道管の内部で発生すると、管の内壁に強い圧力がかかります。

水道管内の凍結は、意外にも管の中央ではなく外気に近い部分から始まります。

このような場所では、管の一部が先に凍り、**氷の栓（アイスプラグ）**が形成されます。

管の途中で氷の栓ができると、その先にある水は逃げ場を失います。

どちらの場合でも、凍った部分に挟まれた水が密閉されます。

この状態で内部の水がさらに凍結すると、体積膨張によって急激な内圧上昇が起こります。

多くの人が誤解しがちですが、破裂は凍結時ではなく解凍時に発覚します。

すでに内部では微細な亀裂や塑性変形が起きており、そこに水圧が加わることで破裂が顕在化します。

管の素材によって、耐凍結性は大きく異なります。

古い住宅ほど金属管が多く、被害が深刻になりやすい傾向があります。

以下の条件が重なると、破裂リスクは急激に高まります。

特に「昼間はプラス気温、夜間は急低下」という寒暖差が危険です。

冬季の水道管破裂は、単なる「寒さ」ではなく、

これらが複合的に作用して発生します。

水道管は目に見えない場所にあるため、被害に気付きにくく、発見が遅れるほど二次被害が拡大します。
そのため、凍結防止策（保温材・水抜き・微量流水など）を理解するには、まずこの破裂メカニズムを正しく知ることが重要です。