市建局助隔气管「自动补水器」投产 首批2,000住户将率先安装
在刚过去的一周，传媒报道了市建局正在协助香港专业教育学院（IVE）的研发团队，改良U型隔气弯管「自动补水器」这项由其学生队伍设计的得奖装置。过程中，市建局不单只借出「焕然壹居」两个空置单位让团队为装置进行实地测试，就装置的形状大小、储水箱容量、安装等细部设计，因应实际住屋环境和渠闸设计，进行水位监察、自动注水效能等详细测试，提升装置操作的稳定性和可靠度；同事更提供有关渠管和排水设计的专业意见，协助优化「自动补水器」的细部设计，提升效能。
我很高兴知道，经过约一个月测试，团队已证实装置适用于不同类型的家居排水渠闸，能够发挥自动补水的功能，减低因住户忘记注水入排水渠的隔气弯管令渠管干涸，增加病毒进入单位的风险。至于如何加入智能元素以至物联网应用层面，则需要较多时间继续研发。
因应近日旧式楼宇和涉及劏房的单位接连爆发疫情，在与IVE团队商议后，市建局决定先行将这个自动补水器装置的基本版投入生产，预计今年年中为市建局四幢安置大厦以及重建项目已收购物业内共约2,000住户先行安装，尽快协助辖下租户加强居所的抗疫力。
IVE研发团队在市建局借出的空置单位进行实地测试，以改良自动补水器的功能和设计。
主动补水设计防范水封流失
IVE团队在研发这装置时，曾就楼宇单位的排水管道设计、水封流失原因及避免方法等作仔细研究。团队指出，U型隔气弯管是连接住宅单位内卫生设施与大厦公用排水管的重要卫生装置，用作阻挡病毒经公用喉管进入家居。
当大厦公用喉管日常排放污水时，喉管内会产生负气压，将单位隔气弯管内的水封吸走；室内环境较干燥或气温较高、喉管破损渗漏等其他因素，亦可能导致水封流失，令隔气弯管无法发挥阻隔病毒的效能。
团队分析，要维持弯管有效运作，最关键的是确保隔气弯管内有足够储水，形成有效的水封来堵截污染物。团队认为，要防范水封流失，最简单但有效的方法，是定期为隔气弯管注水，防止干涸令水封作用失效，当中可以分为「被动式」和「主动式」两种补水的方案。
所谓「被动式」补水方案，主要应用在新建成的楼宇单位，单位在建造时，已于渠管系统加入防止水封流失的设计，例如在隔气弯管会加设一个用作平衡水管内气压的反虹吸气阀，减低水封被吸走的可能性、装设W型设计的隔气弯管，从洗手盆增加分支喉管为弯管自动补水以形成双重水封等。
然而，旧式楼宇的隔气弯管一般都没有防范水封流失的装置，若要为旧楼单位渠管系统提高或更新设计，以加装弯管补水的设施，则涉及渠管改建工程，要视乎家居现场环境和渠管的位置才能决定工程是否可行，而施工期间亦会对住户造成不便。
因此，旧楼单位应采用「主动式」的补水方案，即是定期将清水注入单位的排水渠口，令弯管内时刻均有足够储水形成「水封」，阻隔病毒。IVE 团队研发的「自动补水器」，正可协助旧楼单位住户定时向弯管自动补水，免却居民尤其是较健忘或行动不便的长者，要定时俯身弯腰向渠口倒水的麻烦。
「自动补水器」优化后适用于各类单位
研发团队在焕然壹居单位展开一个多月的实地测试后，已将原来用作参赛的原型，优化及改良成可实际应用的装置。优化后的「自动补水器」使用一般干电池，不需要额外接驳电源，住户只需要将补水器放在排水渠口上启动便能够运作，即使是渠管设施较老旧的单位也可使用，毋须进行喉管改装工程。
自动补水器「基本版」以实用、便民为制造原则，以定时自动注水模式，透过装置内的计时功能，每隔一个固定时段，向弯管注入定量的清水，确保弯管有足够水封来阻隔病毒。储水箱亦加设水位感应器及显示灯，当装置的储水量降至一定水位时，显示灯便会亮起，提示用户为储水箱注水。
为了便利长者使用，「补水器」的注水口可加装一条接驳喉管，伸延到地台上的渠闸，使「补水器」可放置在洗手台附近，长者用户毋须弯腰为「补水器」的储水箱加水。此外，储水箱容量亦会增加，每次注满水后，可足够使用约五个星期。
IVE团队分别设计了适用于地台（左图）及企身渠闸（右图）两种不同类型排水渠口的自动补水器，应对不同环境。
市建局促成自动补水器「基本版」投入生产
这项半年前仍在概念性阶段的设计，在IVE团队的努力下至今已取得圆满的研究成果。为让IVE老师及学生的创新概念付诸实践，在疫情仍然反复不退的环境下，成为可改善旧区环境和提升社区抗疫的产品，市建局主动与IVE商讨，协助将「自动补水器」投入生产。
我感谢IVE团队接受市建局的建议和对我们的支持，同意把装置的使用权和生产权给予市建局，由我们透过招标，委聘合适的产品供应商，负责制造这个装置所涉及的生产工序和品质控制，市建局将确保产品符合实际应用和安全要求。在未来3个月时间，我们将与生产商紧密合作，务求让这个创新发明可以如期落实应用，为旧式渠管楼宇解决病毒有机会经渠管入屋的困扰和风险。
首创应用紫外光杀菌技术于排水通风管
我在过去的网志提及，要更有效执行社区抗疫，必须充分运用科技协助解决问题。以楼宇喉管设施存在传播病毒风险为例，「自动补水器」便可协助防范病毒在单位室内环境传播；至于病毒在楼宇外在环境传播的风险，则可以探讨在大厦排水通风管应用消毒技术，将污浊气体净化后才排出，从而减低病毒在社区传播的机会。
为此，于去年年中，我们经公开招标后，委聘本地一间专上学院的科研团队，进行净化楼宇排放气体的研究。团队完成可行性研究后，建议采用UV-C紫外光消毒技术，设计一个可以安装在大厦天台排水通风管出口位置的消毒灯，以破坏气体中细菌和病毒的基因物质，使它们不能复制及繁殖，遏止疾病传播。
团队经过约3个月的技术及病毒测试后，我很高兴知道，这个UV-C紫外光杀菌装置亦即将完成研发。研究团队向我们介绍，为达致覆盖排水通风管道内的空间，这个消毒装置以环形安装六枝UV-C紫外光管，其释放的UV-C紫外光可破坏在排水通风管内随着污浊气体排出的细菌和病毒，遏止其传播。
UVC紫外光灯模拟安装在天台排水通风管的情况。(模拟图片)
UV-C紫外光灯杀菌消毒装置切面图
排水通风管设施应用消毒技术 涉及三项挑战
由于在楼宇的排水通风管设施采用紫外光消毒技术，在香港属于首次，因此团队在研发过程中需要克服消毒效能、建筑法规以及维修保养的挑战。在消毒效能方面，由于新型冠状病毒是一种全新的病毒，研究团队特意委托本地一间大学的生物学实验室进行消毒测试，尝试以UV-C紫外光照射一些与新冠病毒结构相似的病毒样本，以了解及确定这项技术用于消灭新冠病毒的效能。第一阶段测试结果显示，UV-C紫外光可以有效破坏病毒样本，达到遏止病毒传播的目的。
此外，团队亦因应排水通风管内的气体排放速度，进行一系列的气体流动测试，以调校合适的UV-C射线能量水平，确保其能量强度足够有效净化排水通风管内的污浊气体。
在建筑法规上，《建筑物条例》对通风管的大小直径有所规定，亦要求确保通风管不会泄漏气体。因此，团队经过细心考量后，采用较轻的防锈金属物料制作杀菌灯的外壳，并设置一个支撑架辅助承托装置，减低排水通风管承拓装置的压力；团队亦在外壳的各个接合位置加设防漏气胶垫，避免管内气体经装置的缝隙渗漏出外。
至于维修保养方面，团队选用了较耐热的零件，确保装置可抵御本港夏季时室外的高温和日夜温差，装置的外壳上亦预留了一个维修窗口，方便技术人员检查及更换损坏的零件。装置的温度、UV-C射线强度和使用状态等运作数据，亦可通过无线网络传送到楼宇设施管理系统，让物业管理人员随时了解装置的运作及损耗情况，适时安排保养维修工作。
目前团队正联络相关政府部门商讨审批的需要，待征询政府的意见和满足现行建筑法规的要求后，便会在市建局的中环街市活化项目中实地测试，并收集有关排水通风管装置发挥消毒效能的数据，再作调整，以期能在今年第三季活化后的中环街市正式营运时，正式投入运作。
面对持续的抗疫战，市建局将继续探索应用创新技术，推动研发各种提升楼宇「健康」的设备，实践智慧抗疫。虽然过程中遇到不同的困难和挑战，但我相信，只要市建局和政府、学术机构以至民间的科研公司，能上下一心，加快展开各类抗疫科研项目的测试和审批，让抗疫科研项目早日应用、积累经验和作优化完善，定能协助社会早日遏止疫情，提升城市的健康。