科學研究的其中一個重要目的是改善生活,例如,空調系統就是為了令人涼快、舒適而誕生的。可是,感覺是主觀的,一個人認為舒適的溫度不一定適合其他人。在香港,大多數長時間處於中央空調辦公室的人都覺得室溫偏低,這不但導致電費高昂和浪費能源,更犧牲了使用者的舒適感。有鑑於此,電子計算學系副教授王丹博士與其團隊合力設計節能空調調節平台(SPET),讓使用者可以「投票」的方式調節冷氣溫度。在一項測試中,該平台有效地節省了18%電力,而使用者的溫感舒適度亦大幅提升了33.8%。
生理溫感舒適模型
現今,「智能」一詞充斥著我們的日常生活:智能手機、智能汽車、智能家居等……當然,要稱得上智能城市,當中的建築物也必須具備相同的智慧才行。我們可以循多個準則判斷建築物是否具備智慧,其中一個是節能效率。機電工程署的報告顯示,2014年香港商業用電量佔全港總耗電量65%,而空調的耗電量又佔商業用電量一半以上。由此可見,要節約能源應先從空調著手。
王博士認為,大多物業管理人寧願將空調溫度調得過低,也不想被用戶投訴不夠冷。他說:「過去幾十年間,研究人員一直建議把辦公室溫度設定在攝氏21至23度之間,以達到最高的生產力。不過,舒適度是主觀的;要真正提升生產力,最有效方法莫過於建立一個共通的平台,讓使用者一起表達感受。」自1970年代起,學者陸續發表有關生理溫感舒適模型的論文,概述什麼因素會影響人們對溫度的感覺。「一般來說,當人體產生的熱量多於熱量流失時,人便會感到悶熱。其他個人因素如新陳代謝率、性別、體重、脂肪水平、年齡和衣著等,以及各式外在因素,都會影響溫感舒適度。所以在設計節能空調調節平台的時候,我們盡量涵蓋所有因素。」
投票選擇室內溫度
通過SPET平台的智能手機應用程式,用戶首先輸入體重、身高、性別和身體質量指數等個人資料,其後即可進行投票,指出目前的溫度是剛好、太冷還是太熱。王博士解釋道:「SPET還會收集其他外在因素的數據,如時間、室內外溫度、風扇速度、紫外線指數等,然後把這些數據連同用戶個人數據、投票結果一併納入公式中。在平台計算出最多用戶感到舒適的最佳室內溫度後,空調系統就會把溫度重新定為那個溫度。」
當然,不是每個員工都會投票,所以SPET特備交叉學習演算功能,以令結果更具代表性。王博士說:「舉例說,平台可從過去的記錄中學習,推算該員工在類似天氣、時間的偏好;甚至將並未投票員工與身體質量指數相約的員工進行相互參考,以推算出未投票員工的喜好。」
團隊曾於一間484平方尺、有13名員工的辦公室,對節能空調調節平台進行了為期三個星期的測試。結果顯示,空調使用者的溫感舒適度提高了33.8%,用電量減少了18%,而室內溫度則上升了攝氏1.75度。SPET平台安裝簡便,毋須對設備作出大型改動,即可連接現有的中央冷氣系統,達到理想的效果。