早上是連續不斷的傾盆大雨，中午是將近40°C的酷熱高溫，傍晚是飛沙走石的七級陣風，晚上則是讓人寸步難行的暴風雪….這不是世界末日的詭異天氣，而是位於英格蘭北部索爾福德（Salford）的房屋能源效率實驗室「能源之家2.0（Energy House 2.0）」。
根據國際能源總署（IEA）數據，建築物整體生命週期消耗全球能源占比超過40％，溫室氣體排放量則佔三成，改善建築物能效已經成為淨零路上刻不容緩的一環。為了打造更低耗能的建築，能快速在不同環境條件下測試房屋耗能的Energy House 2.0巨型實驗室於是應運而生。
根據《Euronews》報導，索爾福德大學能源房屋實驗室（Energy House Labs）主任史旺（Will Swan）表示，「過去想了解是否房屋節能都需仰賴天氣，所以我們乾脆把天氣帶進實驗室」，這麼做能夠將兩年的實驗壓縮到數週內完成。
打造自動化家庭能源管理系統 盼奠定英國淨零住宅基礎
斥資1600萬歐元、在2022年完工的Energy House 2.0，是索爾福德大學與英國多個大型建商合作的成品，得到歐洲區域發展基金（ERDF）的贊助。在這佔地1050平方公尺的巨型實驗室中，有兩個巨大的環境室，每個房間可容納兩個獨立式住宅，意即可以同時在不同的天氣條件下測試四棟房屋。
實驗室可以迅速調整環境溫度，營造不同的天氣型態，不論是嚴寒的-20°C，或是足以讓人蒸發的40°C高溫，可涵蓋地球95％人口居住的環境，還能製造下雪、颳風、降雨及豔陽等天氣狀況，來測試房屋的能耗狀況。
研究人員在這裡盡情測試門窗、隔熱、暖氣、空調、通風、加熱控制與各式節能新科技。「我們研究了玻璃平板加熱器、具備紅外線散熱功能的鏡子、可以監測哪些房間正在使用的感應器、新式的空氣源熱泵⋯⋯」參與測試的建築產品製造商Saint-Gobain技術總監考克斯（Tom Cox）在接受《Euronews》採訪時指出，他們嘗試把所有的科技連到同一個介面上，打造出有如Alexa[1]的自動化家庭能源管理系統。
在這樣的系統下，當陽光到達一定強度，窗簾會自動放下來遮光，當室外溫度上升或下降，系統也會相應調整室內空調的溫度。
「我們與合作夥伴在這裡做的實驗，是英國在未來打造淨零住宅的基礎。」史旺不諱言地說。
世界首個會飛行的「空中溫度計」：HotSat-1熱成像衛星
要邁向淨零城市，第一步是了解每棟房屋的耗能狀況。以前英國的建築物能源效率大多是以能源性能證書（EPC）評級為判斷標準，但這個作法有其盲點。
「EPC評級不全是關於能源浪費，而是關於房子如何建造。它並未反映房子是如何運作，」位於倫敦的熱成像技術新創公司Satellite Vu創辦人貝克（Anthony Baker）對《The Engineer》表示，「你可能擁有一棟高效的房屋，但如果你把窗戶洞開，日夜不停的開冷氣或暖氣，那還是浪費能源。」
Satellite Vu的熱成像衛星HotSat-1，正好為這問題提供有效的解決方案。HotSat-1能繪製地球上任何建築物熱損失的特徵圖，堪稱為世界上第一個會飛行的「空中溫度計」。衛星上搭載的中波紅外熱像儀是由英國太空署和歐洲太空署支持開發，能達到飛行在500公里高度時，各別房屋屋頂與牆壁清楚可見的解析度。
透過HotSat-1衛星拍攝的照片，可以一眼辨識出哪些建築物耗能嚴重需要大幅翻修，哪些河川突然出現溫度變化需要污染監測，甚至能識別森林野火蔓延的方向、交通壅塞的程度，以及太陽能電廠或是工廠的運作情況。
同時，這些衛星照片也可以提供都市減緩熱島效應的解方，城市規劃者可以透過照片洞悉哪些結構或開放空間可能會加劇熱島效應，如購物中心的大型停車場，又或是有哪些地區應該進一步綠化。
「政府往往願意撥款改善建築物的能源效率，但對市政當局與公營事業單位的挑戰是，不知道用在哪裡最好，」貝克接受《BBC》採訪時表示，運用全市的熱成像數據，人們能夠快速得知能源效率最差的20％建築在哪裡，進而幫助國家達成2050年淨零排放的目標。
註釋
[1] Amazon Alexa是亞馬遜公司（Amazon）推出的一款智慧型助理，為全球市佔率最高的智能家居語音平台。
參考資料
- Euronews（2023年1月30日），This mega-lab can create sun, snow, wind and rain - all to work out how to build better houses
- Energy House 2.0 Project
- BBC（2023年6月12日），HotSat-1: Spacecraft to map UK's heat inefficient buildings
- Interesting engineering（2023年6月12日），HotSat-1 can measure heat output from 'any building on the planet'
- The Engineer（2022年11月9日），How a UK space startup plans to use satellites to measure energy wastage
※本文轉載自低碳生活部落格〈巨型實驗室與會飛的空中溫度計：科技如何助攻淨零宅？〉
