市建局助隔氣管「自動補水器」投產 首批2,000住戶將率先安裝
在剛過去的一周，傳媒報道了市建局正在協助香港專業教育學院（IVE）的研發團隊，改良U型隔氣彎管「自動補水器」這項由其學生隊伍設計的得獎裝置。過程中，市建局不單只借出「煥然壹居」兩個空置單位讓團隊為裝置進行實地測試，就裝置的形狀大小、儲水箱容量、安裝等細部設計，因應實際住屋環境和渠閘設計，進行水位監察、自動注水效能等詳細測試，提升裝置操作的穩定性和可靠度；同事更提供有關渠管和排水設計的專業意見，協助優化「自動補水器」的細部設計，提升效能。
我很高興知道，經過約一個月測試，團隊已證實裝置適用於不同類型的家居排水渠閘，能夠發揮自動補水的功能，減低因住戶忘記注水入排水渠的隔氣彎管令渠管乾涸，增加病毒進入單位的風險。至於如何加入智能元素以至物聯網應用層面，則需要較多時間繼續研發。
因應近日舊式樓宇和涉及劏房的單位接連爆發疫情，在與IVE團隊商議後，市建局決定先行將這個自動補水器裝置的基本版投入生產，預計今年年中為市建局四幢安置大廈以及重建項目已收購物業內共約2,000住戶先行安裝，盡快協助轄下租戶加強居所的抗疫力。
IVE研發團隊在市建局借出的空置單位進行實地測試，以改良自動補水器的功能和設計。
主動補水設計防範水封流失
IVE團隊在研發這裝置時，曾就樓宇單位的排水管道設計、水封流失原因及避免方法等作仔細研究。團隊指出，U型隔氣彎管是連接住宅單位內衛生設施與大廈公用排水管的重要衛生裝置，用作阻擋病毒經公用喉管進入家居。
當大廈公用喉管日常排放污水時，喉管內會產生負氣壓，將單位隔氣彎管內的水封吸走；室內環境較乾燥或氣溫較高、喉管破損滲漏等其他因素，亦可能導致水封流失，令隔氣彎管無法發揮阻隔病毒的效能。
團隊分析，要維持彎管有效運作，最關鍵的是確保隔氣彎管內有足夠儲水，形成有效的水封來堵截污染物。團隊認為，要防範水封流失，最簡單但有效的方法，是定期為隔氣彎管注水，防止乾涸令水封作用失效，當中可以分為「被動式」和「主動式」兩種補水的方案。
所謂「被動式」補水方案，主要應用在新建成的樓宇單位，單位在建造時，已於渠管系統加入防止水封流失的設計，例如在隔氣彎管會加設一個用作平衡水管內氣壓的反虹吸氣閥，減低水封被吸走的可能性、裝設W型設計的隔氣彎管，從洗手盆增加分支喉管為彎管自動補水以形成雙重水封等。
然而，舊式樓宇的隔氣彎管一般都沒有防範水封流失的裝置，若要為舊樓單位渠管系統提高或更新設計，以加裝彎管補水的設施，則涉及渠管改建工程，要視乎家居現場環境和渠管的位置才能決定工程是否可行，而施工期間亦會對住戶造成不便。
因此，舊樓單位應採用「主動式」的補水方案，即是定期將清水注入單位的排水渠口，令彎管內時刻均有足夠儲水形成「水封」，阻隔病毒。IVE 團隊研發的「自動補水器」，正可協助舊樓單位住戶定時向彎管自動補水，免卻居民尤其是較健忘或行動不便的長者，要定時俯身彎腰向渠口倒水的麻煩。
「自動補水器」優化後適用於各類單位
研發團隊在煥然壹居單位展開一個多月的實地測試後，已將原來用作參賽的原型，優化及改良成可實際應用的裝置。優化後的「自動補水器」使用一般乾電池，不需要額外接駁電源，住戶只需要將補水器放在排水渠口上啟動便能夠運作，即使是渠管設施較老舊的單位也可使用，毋須進行喉管改裝工程。
自動補水器「基本版」以實用、便民為製造原則，以定時自動注水模式，透過裝置內的計時功能，每隔一個固定時段，向彎管注入定量的清水，確保彎管有足夠水封來阻隔病毒。儲水箱亦加設水位感應器及顯示燈，當裝置的儲水量降至一定水位時，顯示燈便會亮起，提示用戶為儲水箱注水。
為了便利長者使用，「補水器」的注水口可加裝一條接駁喉管，伸延到地台上的渠閘，使「補水器」可放置在洗手台附近，長者用戶毋須彎腰為「補水器」的儲水箱加水。此外，儲水箱容量亦會增加，每次注滿水後，可足夠使用約五個星期。
IVE團隊分別設計了適用於地台（左圖）及企身渠閘（右圖）兩種不同類型排水渠口的自動補水器，應對不同環境。
市建局促成自動補水器「基本版」投入生產
這項半年前仍在概念性階段的設計，在IVE團隊的努力下至今已取得圓滿的研究成果。為讓IVE老師及學生的創新概念付諸實踐，在疫情仍然反覆不退的環境下，成為可改善舊區環境和提升社區抗疫的產品，市建局主動與IVE商討，協助將「自動補水器」投入生產。
我感謝IVE團隊接受市建局的建議和對我們的支持，同意把裝置的使用權和生產權給予市建局，由我們透過招標，委聘合適的產品供應商，負責製造這個裝置所涉及的生產工序和品質控制，市建局將確保產品符合實際應用和安全要求。在未來3個月時間，我們將與生產商緊密合作，務求讓這個創新發明可以如期落實應用，為舊式渠管樓宇解決病毒有機會經渠管入屋的困擾和風險。
首創應用紫外光殺菌技術於排水通風管
我在過去的網誌提及，要更有效執行社區抗疫，必須充分運用科技協助解決問題。以樓宇喉管設施存在傳播病毒風險為例，「自動補水器」便可協助防範病毒在單位室內環境傳播；至於病毒在樓宇外在環境傳播的風險，則可以探討在大廈排水通風管應用消毒技術，將污濁氣體淨化後才排出，從而減低病毒在社區傳播的機會。
為此，於去年年中，我們經公開招標後，委聘本地一間專上學院的科研團隊，進行淨化樓宇排放氣體的研究。團隊完成可行性研究後，建議採用UV-C紫外光消毒技術，設計一個可以安裝在大廈天台排水通風管出口位置的消毒燈，以破壞氣體中細菌和病毒的基因物質，使它們不能複製及繁殖，遏止疾病傳播。
團隊經過約3個月的技術及病毒測試後，我很高興知道，這個UV-C紫外光殺菌裝置亦即將完成研發。研究團隊向我們介紹，為達致覆蓋排水通風管道內的空間，這個消毒裝置以環形安裝六枝UV-C紫外光管，其釋放的UV-C紫外光可破壞在排水通風管內隨著污濁氣體排出的細菌和病毒，遏止其傳播。
UVC紫外光燈模擬安裝在天台排水通風管的情況。(模擬圖片)
UV-C紫外光燈殺菌消毒裝置切面圖
排水通風管設施應用消毒技術 涉及三項挑戰
由於在樓宇的排水通風管設施採用紫外光消毒技術，在香港屬於首次，因此團隊在研發過程中需要克服消毒效能、建築法規以及維修保養的挑戰。在消毒效能方面，由於新型冠狀病毒是一種全新的病毒，研究團隊特意委託本地一間大學的生物學實驗室進行消毒測試，嘗試以UV-C紫外光照射一些與新冠病毒結構相似的病毒樣本，以了解及確定這項技術用於消滅新冠病毒的效能。第一階段測試結果顯示，UV-C紫外光可以有效破壞病毒樣本，達到遏止病毒傳播的目的。
此外，團隊亦因應排水通風管內的氣體排放速度，進行一系列的氣體流動測試，以調校合適的UV-C射線能量水平，確保其能量強度足夠有效淨化排水通風管內的污濁氣體。
在建築法規上，《建築物條例》對通風管的大小直徑有所規定，亦要求確保通風管不會洩漏氣體。因此，團隊經過細心考量後，採用較輕的防鏽金屬物料製作殺菌燈的外殼，並設置一個支撐架輔助承托裝置，減低排水通風管承拓裝置的壓力；團隊亦在外殼的各個接合位置加設防漏氣膠墊，避免管內氣體經裝置的縫隙滲漏出外。
至於維修保養方面，團隊選用了較耐熱的零件，確保裝置可抵禦本港夏季時室外的高溫和日夜溫差，裝置的外殼上亦預留了一個維修窗口，方便技術人員檢查及更換損壞的零件。裝置的溫度、UV-C射線強度和使用狀態等運作數據，亦可通過無線網絡傳送到樓宇設施管理系統，讓物業管理人員隨時了解裝置的運作及損耗情況，適時安排保養維修工作。
目前團隊正聯絡相關政府部門商討審批的需要，待徵詢政府的意見和滿足現行建築法規的要求後，便會在市建局的中環街市活化項目中實地測試，並收集有關排水通風管裝置發揮消毒效能的數據，再作調整，以期能在今年第三季活化後的中環街市正式營運時，正式投入運作。
面對持續的抗疫戰，市建局將繼續探索應用創新技術，推動研發各種提升樓宇「健康」的設備，實踐智慧抗疫。雖然過程中遇到不同的困難和挑戰，但我相信，只要市建局和政府、學術機構以至民間的科研公司，能上下一心，加快展開各類抗疫科研項目的測試和審批，讓抗疫科研項目早日應用、積累經驗和作優化完善，定能協助社會早日遏止疫情，提升城市的健康。