香港樓宇排水系統2020年新冠病毒爆發的安全認知及提議

香港水務安全學會技術専家

Hong Kong Institute of Water and Sanitation Safety (HKIWSS) Expert Members

陳漢輝 博士 工程師 BBS, 黄兆榮 博士 工程師, 黄銘斌 測量師, 趙烱成 工程師, 劉耀輝 博士

1. 背景

在2019年末發現了一種具有高度傳染性和可致命性的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)。2020年3月,世界衛生組織宣佈新型冠狀病毒已發展成為全球大流行病,正式命名為COVID-19。它來自導致2003年香港爆發SARS的同一病毒家族,因此應具有與SARS類似的特性。 COVID-19的傳播方式主要是通過飛沫和氣溶膠的途徑在人與人之間傳播。香港政府新聞發報表明,有COVID-19新冠病毒患者居住的建築物的建築物糞水管道系統出現問題導致了病毒的傳播,但經糞水管道的通氣喉傳播病毒尚無確鑿的證據支持。
在2020年末, 香港正受第四波疫情衝撃, 面臨危急關頭,雖然政府已訂購疫苗,但仍需要時間分配,運輸及接種。估計香港仍會受疫情影響一段時間。本文旨在提出有關住宅排污系統設計所須注意事項,並通過審查和分析近期個案,藉此理解及尋找減低經大廈排糞水系統受感染病毒的機會。

 

2. 香港樓宇排水系統的安全設計及使用

2.1浴室U形隔氣內的水封的保護

 

維護排水設備的常見注意事項是要保持浴室地台去水的U型隔氣內水封最少需有50毫米的水封高度(如果隔氣直接駁糞水横排水管,水封須爲80毫米高),以維持水封的穩定及避免可能含病毒的臭味及昆蟲從排糞管道進入浴室。在整個大流行期間。香港政府衛生防護中心(CHP)一直主張市民要每週至少一次用清水倒進隔氣內以維持水封正常。有專家建議採用W型的隔氣,通過將洗臉盆排水管連接到W型的隔氣中間位置去補充隔氣內損失的水封。儘管沒有法例要求在廚房和浴室中設置地台去水,但如果浴室和廚房中設有地台去水,都不應將其入口位用櫃或裝修覆蓋。
至於含有水封的其它潔具,如坐廁等的水封,都應盡可能保持水封的穏定性。此外盡可能避免把水封視爲防疫的最後防綫。可考慮將高危的排水管道連接含水封的潔具,當長時間沒需要使用該潔具時,可利用容易開關的蓋子蓋著(圖片1)。這是因為隔氣內的水封有時候是不穩定的,圖片2中的A 是失效的隔氣,水封低於0毫米;B 是隔氣内的水封會上下震動的幅度,有時低於0毫米,那時隔氣便失效;C是有效的隔氣。當然這是被動而有效的簡單方法,主動的方法當然要定時加水以維持隔氣的水封正常。更要時刻留意相關管道有沒有漏水或有臭味的情況,發現時需盡快調查及處理。提昇及改良排污糞水系統質素所涉及的因素,包括由設計,安裝,測試,管理到維修,毎個環節都非常重要。另外,當沖洗坐廁時,要提醒住戶要小心使用化學清洗劑,避免沖走的清洗劑會影響下層用戶的健康和安全。

圖片1 顯示水封蓋子

圖片2 顯示常用隔氣內水封的變化

2.2檢查排水系統不當修改及違例安裝

 

在香港,樓宇内之浴室廁所經常翻新改建,裝修技工及工人等很多時為了趕工,便會沒有安全意識地拆除了某些建築單位中原有的U型隔氣及相關的氣喉(圖片3)。這些修改,不但違反了香港相關建築法例,更可能影響排水系統的效能。2020年12月,有部分大廈因為排水管施工不當而導致爆發疫情,例如氣喉與排水管接駁的位置,圖片4可看到大廈的2樓單位,坐廁氣喉與排糞管的接駁點超過300毫米法例要求的距離;接駁點亦低於法例要求的高度,這有可能產生污水進入氣喉,影響排水通氣的效能。相關居民應重新聘用合資格的人士修正,以合乎法例要求的排水設施。
另一方面,政府應鼓勵業主或物業管理機構,定期檢查建築物的排水系統。例如每3年進行一次由合資格人士對其建築物的排水系統進行定期檢查,維護和修理。

圖片3 顯示排污管上有一個開口的通氣管

圖片4 顯示氣喉接駁排水渠位置不當

2.3管道材料與損壞

由於缺乏檢查和維修,香港很多樓宇的排水系統出現老化, 接口處漏水漏氣等問題, 在疫症時期便會增加傳播病毒的風險(圖片5)。由於各種原因,現在多數採用作樓宇排糞污水管道的材料爲聚氯乙烯(uPVC)的管材。雖然施工容易和便宜,但管道完成安裝後只能做漏水測試。2020年12月爆發疫情的大廈內的管道大多出現老化的跡象 (圖片6)。由於uPVC管道很多時會安裝在外牆,當受下墮物的碰撞或太陽紫外線長年累月曝曬後,uPVC管道便容易斷裂損壞(圖片7)。在發生這種情況下,應迅速對有損壞的uPVC管道進行維修,以防止廢水洩漏和受污染空氣進入室內。

圖片5 顯示排污渠漏水

圖片6 顯示管道老化

儘管uPVC相對便宜且易於安裝,但它無法承受大型或沉重物體的撞擊。金屬管和聚乙烯(PE)管的物理強度和耐用性更好,是可用作排水管的管材。另外,接駁口用的膠水質素, 及其塗搽均勻度都要掌握。若果膠水不均勻地塗在接口,可引起微孔或裂痕,排糞水管道內有氣壓震動時就可能導致漏氣,從而導致病毒空氣洩漏到環境中。
Fig7

圖片7 顯示uPVC管道斷裂

2.4提昇檢查香港樓宇排水系統的安全

即使在2003年SARS病毒爆發後,大廈糞污排水管道的安全仍然不被重視,排水危機一直存在。2020年的COVID-19在全世界大爆發,實在令人醒覺到排水安全的重要性。在2020年12月有疫情爆發的彩雲邨明麗樓,兩個相連的33 和34單位有疫症出現。廁所糞水是左右排去同一條排糞水企管, 及連接同一的通氣喉企管(圖片8)。調查人員在現場找不到有渗水漏氣的喉管,亦找不到廁所傳病毒的原因和路徑。原因可能是廁所水封受到糞水喉管氣壓的影響,釋放含有病毒的氣泡(圖片9)。由於排水管内的氣壓震動,形成的氣泡並從水封溢出到室內空氣, 這些流體力學因素應該要引起公眾關注。

圖片8 明麗樓兩個相連的33 和34單位共用糞水企管傳疫症

圖片9 顯示受氣壓影響,氣泡從水封溢出

各種現象說明安全排水教育的重要性,培養専業的排水管道檢查與監控系統人才是排水安全成功的關鍵,要使排水工程理論及實習的培訓教育走向専業。現在排水工程的專業牌照方面,有認可人士,承辦商及其工人。註冊小型工程承辦商(RMWCs)的功能主要是記錄排水工程的資料,有其可溯性。但是在排水工程的各個階段,包括設計,施工,維修和定期檢查,仍有改進的地方或空間。
在此建議推行建築物排水安全計劃(DSPB Drainage Safety Plan for Buildings)以規範建築物排水工程的設計;施工;營運和維修,類似於建築物供水安全計劃(WSPB Water Safety Plan for Buildings),WSPB要求處所擁有人或物業管理人員按水務條例及食水安全的要求進行檢查大廈供水管道,以保障食水安全, 檢測及維修費用由政府部分資助。DSPB可參考WSPB,規定類似檢測的要求,以保障大廈排水系統的質量和維修。同時培養業界專業人士有檢測及維修的專業資格,類似食水工程的持牌水喉匠,註冊専業工程師和註冊専業測量師等資格。通過資格考試後,他們可以成為DSPB下的合資格人士(Qualified Person, “QP”)處理相關項目。通過培訓、考試、實習,然後考取専業資格。

 

3. 建築排水系統設計注意事項

3.1單管排水系統與雙管排水系統

 

雖然香港現在普遍使用單管排水系統(One-pipe Drainage System),單管排水系統是糞水和污水合流。雙管便是將糞水和污水分開排放。公認的是,糞水排水管是傳播病毒之源。雙管排水系統(Two-pipe Drainage System)可以將交叉污染的風險降低最少50%。然而,由於雙管系統一様要解決U型隔氣水封消失的問題,材料成本較貴及佔位較多。同時,由於分開雙管後,有意見認為糞水排水系統中的排水量不及單管多,沖洗水量不足,固體廢物會沉澱於排水管內,形成塞渠。
在2020年,香港住宅樓宇主要使用糞污水合流的單管排水系統。但是,糞污水合流的單管排水系統無法降低病毒傳播的風險。在平衡雙管排水系統與單管排水系統的公共衛生利益之間,新建築樓宇中使用雙管排水系統是可行的。事實上,以前香港曾使用雙管排水系統,之後為了節省成本及空間,才開始使用單管糞污水合流的排水系統。
其實從雙管糞污水分流的排水系統的成本略高於糞污水合流的單管系統。按用uPVC管材計算,單位相差毎米少於HK$100元, 而與住宅開發項目成本相比,增長少於約0.1%。附錄A給出了單管排水系統和雙管排水系統之間的成本比較。若雙管排水系統能夠減少播疫病毒的機會,價錢和佔用地方便不是問題了。況且,樓面喉管的地方,是不會算入尺寸面積的。
關於沖洗水量不足,固體廢物會沉澱於排水管內,形成塞渠的意見,是並不全面的。在香港的住宅建築物中,塞渠亦會發生在沖洗水量充足的單管排水系統內。形成塞渠有多種因素:橫排水管的斜度是否乎合最小斜度(100毫米直徑喉管斜度是1:40),倘若渠管斜度是平均,有沉積的機會便會減低。塞渠還取決於要沖洗的固體廢物的密度。若固體的相對密度(Related Density)低於1,輕於水,固體沉積的機會便減低。相反,不當沖走的固體如塑料袋,甚至襪子,這些都容易堵塞任何排水系統的管道。
另外,排水的能力也受坐廁排放能力及管長有關。根據美國機械工程師學會(The American Society of Mechanical Engineers) ASME標準,坐廁排放能力的測試須達冲到12.2米的平均距離。香港樓宇從坐廁到排糞水管的距離一般都少於6米。因此發生堵塞的機會很小。就算有些少沉澱,後來的冲廁水會將沉澱物再次浮起其沖走到排糞管。當然,現在互聨網技術成熟,發展排污管道監控系統來檢查有沒有沉積物是可行的。
簡單的設計概念是利用水位差便能預早檢測到低排放率的位置(圖片10),從而發出渠管堵塞的預警。例如,排水管的上游水位高於同一排水管下游的水位某一高度,那就表明將有堵塞的現象。實行方法可以在上游和下游部分配件的生口,放置及安裝自動傳感器以檢測水位高低的差異,並且當水位差異超過預先設定值時,可以將短訊形式的警告信號發送給維修操作員以採取檢查,並進行維修,以減少塞渠發生的機會。
作者建議於新的樓宇發展項目使用改良的兩管糞污水分流的排水系統,尤其能將污水收集處理後,重用作沖廁水使用,更可徹底切斷糞水和污水在地下沙井重遇病毒感染的風險。

大廈排水系統中長坡度管道(大於12m管長)的水位監測

圖片10 顯示自動傳感器以檢測水位差異

3.2排水系統管道安裝於屋內與屋外的看法

就安全系數而言,排水系統管道安裝於屋外較屋內安全。對於人為導致的沉積物(如報紙,湯渣厨餘等)在內部排水管道更易於注意及维修,最基本的要求是易於檢査和維修。同層(Sunken Slab)排水的情況,是將所有排水管放在自己樓層內,而不影響下層住戶,也值得推廣。
 

4. 結論與建議

  • 在當前香港COVID-19大流行的情況下,必須將公共衛生放在首位。建議使用管式建築物糞污水分流的排水系統(Two-pipe Drainage System)以最大程度減少病毒對居民的健康影響。污水可收集處理重用,既可穫取新的水資源,亦可徹底切斷糞水污染播疫的影響。
  • 污糞水管道材料的改進對於防止空氣從uPVC管道及配件接口上的縫隙洩漏是值得進一步研究。地面排水管系統設計要減低震動氣壓對U型水封穩定,需進一步研究。
  • 政府應開始對公共屋邨和政府大樓的建築物排水系統進行檢查,同時應鼓勵私人地產發商對其建築物排水系統進行定期檢查,維護和修理。建議實行強制性規定,由排水安全的合資格人士(QP)檢查建築物排污糞水安全系統,並由註册的建築物排水系統商至少每3年全面檢查維修一次。
  • 香港有好的安全排污糞水系統知識,就需培養更多排水安全合資格的人士QP建議實施建築物排水安全計劃(DSPB),建立良好的標準和做法。由政府相部門牽頭,並鼓勵業主及客,以管業機構資助QP實行對其建築物排污系統的排水安全計劃。維護排水安全是保護我們健康的關鍵,減少傳疫,對港毎個市民都非常重要
  • 最後,政府應禁止個別業主對建築排水系統進行任何不當的改裝,因為這可能會影響大廈鄰居的健康。可考慮利罰款對付不當做法,目的是防止排水管中的受污染空氣進入所內成住户的健康風險除。
 
 

參考

  • LegCo Panel on Housing and LegCo Panel on Planning, Lands and Works (May 2003), The Hong Kong Institution of Engineers
  • “Water safety in above ground drainage systems in Hong Kong” published in September 2020 Journal of The Hong Kong Institution of Engineers. By Ir Dr. H F Chan, Ir Philip K S Chiu, Ir Dr. Eric S W Wong, Dr. Keane Liu and Sr Kenny M B Wong
  • “Response to Ir Dr Eddy Lau’s letter” published in November 2020 Journal of The Hong Kong Institution of Engineers. By Ir Dr. H F Chan, Ir Philip K S Chiu, Ir Dr. Eric S W Wong, Dr. Keane Liu and Sr Kenny M B Wong
  • 貴東樓喉管設廁內 專家稱老化有滲漏風險 ( 2020年12月13日明報)
  • ASME A112.19.2-2008/CSA B45.1-08 August 2008, Ceramic Plumbing Fixtures
附錄A:單管式排水系統和雙管式排水系統的成本比較
[基於排水合同總金額與MEP機電合同總金額的對比] [按用uPVC管材計算]