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內部供水系統的發展與原理
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內部供水系統的發展與原理

內部供水系統,從功能上來說,與前章所介紹的配水系統有相似之處,是將統一接收的食水,層層分配至不同的終端,兩者的分別既在於規模,也因為公共設施與私人屋宇設備之別,其建造和保養維修的責任亦不同。從這個角度看,所謂完備的內部供水系統,就與配水系統一樣,必須要確保三方面:

  1. 系統內的食水保持清潔衞生;
  2. 各用戶接收的水壓充足;
  3. 系統各部分完好,沒有滲漏,且不會讓外來污染物進入系統。

因此,內部供水系統從設計到往後的維修保養,均要滿足上述條件。

水務署水錶及樓宇內部供水系統的接駁
水務署水錶及樓宇內部供水系統的接駁
從自來水說起

內部供水系統的出現,可說是「自來水」的故事。隨着1888年大潭水塘供水系統落成,維多利亞城各區便逐步建立起配水網絡,而為了杜絕一直出現的食水浪費問題,政府開始建立用者自付原則,當中包括引入自來水制度,並透過水錶記錄用水情況。從此,鋪設連接政府總水管的住宅水管便成了業主的責任。

1890年,政府修訂《水務設施條例》(下稱《條例》),首次規範關於供應自來水的內部供水系統。《條例》訂明,住宅業主或佔用人如欲建造、改裝或維修內部供水系統,均需要向水務監督申請,並自行承擔住宅供水的費用。不論是新增的建設,還是在舊有系統的改建,均需要按照水務監督的要求進行,並需要符合當局對水管用料、質量、尺寸等方面訂明的規格。有關工程經過水務監督的檢查及測試後,方可獲正式供水1

隨着城市供水系統的發展,《條例》往後經歷多次修訂。1938年,《條例》將「保持內部供水系統的清潔」定為用戶的責任。若水務當局發現內部供水系統不潔,並認為會對水管內食水構成污染,便會向用戶發出通知書,用戶需要在3天內清洗系統,否則將被截停供水。其他規例還包括:

  • 首次引入水喉匠牌照制度(有關水喉匠,詳見第五章《持牌水喉匠制度的演變》一文),訂明所有為住戶興建、改動或修理內部供水系統之人士,必須持有由特定機構發出的證書;
  • 就水管的各類用料訂下質量標準,當時已訂明鉛水管或銲接物不能用於內部供水或消防供水系統;
  • 訂明禁止使用增壓泵,除非食水不能透過重力自流輸送至頂層。為避免直接向水管增壓,這類樓宇需要在政府總水管透過重力供水的可及高度,設置貯水缸,並由此將食水泵上天台食水缸。

自上世紀四十年代開始出現樓宇單位分層出售後,大廈由單一業主持有,變成由多個業主共佔地權。從此,管理及維修內部供水系統的責任,便由整幢大廈或屋苑的物業代理人及註冊用戶共同承擔。

內部供水系統原理

前章提及,香港配水網絡的設計儘量借助重力自流,讓食水流經水管網絡分配給全港用戶,故水管內的用水一直處於受壓狀態。為確保供水水壓充足,水務署在服務承諾中,把食水水壓維持在15至30米。然而香港的樓宇分布地勢有高有低,近數十年落成的建築物亦越建越高,如何讓高低層用戶同樣可享有足夠的供水水壓,而又不對供水組件構成損害,就成了內部供水系統的主要挑戰。

自從水泵出現,輸水模式便不再限制於從高地流向低地。食水可以倚靠外力施壓,逆向從低地流向高地。在這兩類輸送過程中,水壓會因著高度產生不同的變化:

兩種輸水模式:水壓與高度
從上而下輸水示意圖
從上而下輸水

在重力作用下,位於水樽下層的水體會受到較大壓力,而水壓的大小可以從水柱射程距離反映。

從下而上輸水示意圖
從下而上輸水

當給食水施加大於重力的壓力時,食水便可以逆向往高地輸送。給食水施加壓力越大,可到達的位置越高。當施加至一定壓力時,由於重力作用的抵消,水位上升的幅度會較低。

水務署所提供的15至30米水壓服務承諾,足以讓食水由政府總水管直接輸送到最高6至7層的樓宇。這種利用總水管的水壓,直接將食水輸送予大廈頂層用戶的模式,稱為「直接供水系統」;早年的低矮唐樓多用此供水模式。在用水高峰時段,高層用戶不時會面對水壓不足的問題,這也是五、六十年代「樓下閂水喉」經典對白出現的原因。

理論上,只要不斷增加水壓,便可以讓食水向上輸往更高的樓層,滿足高層用戶的水壓要求;然而過強的水壓,會增加低層水管損毀爆裂的風險,故此要輸水至高層用戶,便需要使用另一套供水系統,即「間接供水系統」。

直接與間接供水系統的主要分別,在於供水過程是否需要經過天台貯水缸。隨着大廈越建越高,一般樓宇會混合採用直接式、間接式供水系統。下圖簡單介紹它們的運作原理。

對於高樓大廈來說,單一使用直接或間接供水系統,都會令高低層用戶所獲得的水壓存在較大差異,特別是低層水管因為水壓較大,較易出現水管損壞、滲漏及爆喉,故此一般樓宇現已採用混合供水模式,即直接供水予低層單位用戶,中、高層用戶則靠天台貯水缸向下輸送食水。

內部供水系統原理

內部供水系統原理
內部供水系統一覽

樓宇的內部供水,按其用途,又分為食水、沖廁水及消防用水2,各自擁有獨立的供水系統,包括地下貯水缸、天台貯水缸、總水錶、水泵及喉管等。然而,在1987年3月前落成的大廈,受制於大廈結構及空間等侷限,水務監督和消防處處長可按情況,批准其使用現有的食水缸供應消防設施。

小知識

地下貯水缸及天台水缸

間接式供水系統會額外設有地下貯水缸及天台貯水缸。前者用來緩衝政府總水管的水壓,方便水泵將食水抽送至天台;後者則用來暫存輸送予用戶的食水。

要達致24小時供水無礙,大廈水缸大小需要精確計算。如天台水缸太小,大廈便需要頻繁啟動水泵輸水,增加耗能;水缸太大則增加大廈的承重,而且食水存放時間越長,水質變差的風險越大。有見及此,水務署為水缸容量制定了一條方程式。以住宅大廈的天台食水缸為例,先計算出總供應的住戶數目。最初10戶,以每戶135公升計算,其餘戶數,則按每戶90公升計算,由此得出用水總數,地下貯水缸與天台食水缸容量比例應為1:33

水務署定期監測配水網絡中的食水水質,但當食水進入內部供水系統後,維持食水水質便成了用戶的責任。除了妥善管理供水系統外,定期清潔亦十分重要,特別是貯存食水的水缸,由於食水靜止時間較長,有機會積聚污垢和雜質等,影響水質。水務署建議大廈至少每3個月清洗水缸一次。

大廈食水缸
大廈食水缸
總水錶與水錶

香港水錶的應用可以追溯至1897年,它是因應按用量收費而出現的儀器,藉以記錄每個用戶在記錄期內的食水用量。

為了更有效率地收集用戶的用水數據,近年水務署引入智能水錶。所謂智能水錶,是透過科技自動記錄個別用水單位以至整幢建築物的用水量,用戶可使用智能手機或電腦查詢耗水量,如系統出現滲漏等異常情況,可透過相關數據及早發現以安排維修,減少浪費食水,同時亦可省卻人手抄水錶工作。

至於總水錶,是因應水務監督於2005年底通過「總水錶政策」而出現。該政策規定,所有新建樓宇的水管工程設計必須提供總水錶錶位。第一階段針對兩幢樓宇或以上的新建屋苑;第二階段則針對已入伙的大型屋邨。總水錶房通常設於屋苑或屋邨所處地界內、貼近地界邊緣的位置,記錄它們從總水管接收的水量;至於位於總水錶下游的內部供水系統,即所有住宅單位或用水點均須安裝獨立水錶。總水錶錄得的耗水量,會與各單位用戶錄得的耗水量總和比較,以偵測內部供水系統是否有滲漏或非法取水的情況。

市民對自己所住大廈的內部供水系統有基本認識,長遠亦有助維護食水安全,每位用戶也可以受惠。

總水錶量度水務署向屋苑或屋邨供水的總量
總水錶量度水務署向屋苑或屋邨供水的總量
  1. Government Notification -- No.343. The Hongkong Government Gazette. 16th August 1890. https://sunzi.lib.hku.hk/hkgro/view/g1890/656245.pdf
  2. 根據2007年實施的《消防安全(建築物)條例》,政府要求處所安裝消防裝置,例如水缸、花灑系統等。
  3. 水務署(2018年3月)〈附錄A1: 審核水管工程建議的核對表〉,《樓宇水管裝置手冊》。香港:水務署。頁48。取自 https://www.wsd.gov.hk/filemanager/tc/content_1369/HBonPIBc.pdf