氣候變遷下，如何讓建築、城市變得更節能、更環保，甚至具備調適和抵禦氣候變遷的能力？數位孿生或許是個解方，這項技術能為實體建築、甚至整個城市創建可同步的虛擬分身，即時呈現溫度、能耗與碳排等數據並自動優化，幫助建築更節能、都市更宜居，甚至提前預測災害風險，協助救援。

數位孿生技術可協助建築調適氣候變遷，打造宜居城市。圖片來源：PIXABAY

數位孿生（Digital Twin，或稱數位雙生）指的是替實體物品設立虛擬複製品後，透過裝設感測器將資料傳輸到虛擬複製品，進行即時、準確的數據追蹤。數位孿生應用在很多領域，舉凡建築、製造、醫療、汽車、能源專案、零售產業等，都能運用數位孿生遠端監控、即時修正，確保系統正常運作或是改善效能。而藝術、觀光、遊戲領域中，也能藉此打造有如實境般的沉浸式體驗。

在建築業，數位孿生可以整合實體建築上的各種數據，如能源、碳排、水資源、廢棄物、使用率、空氣品質和交通等，並同時將數據資料傳輸到虛擬建築。此外，這項技術不僅能涵蓋單一大樓的數據，還能整合整個校園、建築群、供應鏈的數據，在同一個平台進行追蹤監控。

企業：數位孿生讓建築更聰明，有效節能減碳

知名家居公司IKEA導入數位孿生技術後，在短短9個月內便將東亞37間門市數位化，整合各建築的能源管理系統和物聯網系統到同一數位孿生平台，進而改進能源效率和溫室氣體排放。IKEA 透過數位孿生建立了近118萬坪的空間、追蹤來自10家不同製造商、約6000台的暖通空調（heating, ventilation and air conditioning, HVAC），成功減少了30%的能耗，每年節省下的成本估高達數百萬美元。

城市：數位孿生應用都市發展，災害預防、應變更精準

除了單一建築，數位孿生技術也能應用到城市層級。

荷蘭新創公司Scenexus推出了新的都市計畫規劃平台，透過數位孿生技術搜集、整合整個城市的數據，包含交通、安全、經濟成長、居民情緒等資料，評估都市開發對整體社會、環境、經濟的影響並微調計畫，以解決住房危機和交通擁擠問題。

這項計畫目前已經吸引了來自阿姆斯特丹、聖地牙哥和新加坡的客戶，預計會持續蒐集其他城市的資料，替各國的都市開發計畫做更完善的評估。Scenexus的投資者之一、來自荷蘭投資公司的合夥人呂林（Andy Lürling）相當看好這個計畫，「它的應用領域幾乎是無限的。借助Scenexus，不僅可以節省時間、金錢和精力，還可以提早發現原本難以預料的挑戰。」

發電廠會讓城市升溫嗎？電動車數量增長和植樹計畫，對於緩解城市熱島效應有多少幫助？這些做都市規劃時常令設計師苦惱的問題，或許可以參考新加坡的案例。由新加坡-瑞士聯邦理工學院中心（Singapore-ETH Centre）為首，提出的「冷卻新加坡2.0計畫」（Cooling Singapore 2.0）是為了緩解都市高溫問題而生。

計畫中，研究團隊為整個新加坡地區打造了數位孿生城市，他們搜集了全國植被覆蓋率、交通模式、工業排放熱量及氣流等天氣資料，並預測在不同的都市計畫下，新加坡的氣候與溫度將如何改變。

研究團隊將新加坡綠色計畫（新加坡2030淨零碳排計畫）納入預測模型，並加入電動車使用量增加、再生能源比例提高與熱浪來臨等情境。他們發現，若2030年將現有的三片森林，全改建為工業區或住宅區後，將導致新建區域氣溫明顯上升，夜間熱島效應更強。建築物與空調是城市升溫的主要原因，而公園則會視規模大小與樹蔭覆蓋情況，幫助城市降溫、緩解熱效應。

Cooling Singapore 2.0 計畫的專案經理佐札亞（Ander Zozaya）指出，這項計畫的挑戰之處在於，多數公司和機構都不會主動揭露自身的熱排放量，研究團隊只能從衛星數據或各公司的公開資料一一比對、拼湊，還必須根據能源使用狀況和碳排數據來推估、計算整體釋放了多少熱污染。

為了緩解都市高溫，Cooling Singapore 2.0應運而生，研究團隊為打造了一座新加坡數位孿生城市，並透過各種數據預測不同都市計畫的影響。照片來源：Singapore-ETH Centre新聞稿

博物館：數位孿生用途廣，導入智慧監控、自動調控溫度

除了一般建築物，數位孿生技術連博物館也能用。如位於基隆的國立海洋科學博物館（簡稱海科館），是一座數位孿生博物館。海科館搜集館內各種設備參數、環境參數來建立AI分析模型，如透過空調溫度、風速、開關狀態，以及當時的室內溫度、溼度、人流數進行空調等設備的智慧監控管理，自動依據人流和即時狀況調整溫度，在離峰、尖峰時段節能運作。未來更預計拓展至防災管理，擴大科技智慧整合和應用能力。

災難發生的緊急情況下，建立數位孿生平台的建築能即時蒐集空間、人流數據，分析安全區域、接入點、替代路線，快速規劃資源分配及疏散路線，確保救難人員以最快速、有秩序的方法進行疏散，大幅減少人員傷亡。

海科館i-Ocean潮境館。圖片來源：教育部終身教育司

數位孿生正在顛覆我們的想像，讓建築不再只是冷冰冰的水泥與鋼筋，而是能夠即時分析數據、優化運作、預測風險的智慧系統。未來，建築將不只是被動適應環境，而是能主動回應變遷，甚至預測與防範氣候變遷帶來的挑戰，打造更宜居的生活空間。

參考資料

AWS，什麼是數位分身技術？ - 數位分身技術說明

資策會數位轉型研究院，探索「地球氣候數位孿生雲端技術」應用於各行業的發展

World Economic Forum（2023年12月12日），Pairing AI and digital twin technology to cut emissions

TNW（2025年1月17日），Digital twins of cities to expand under plans from new Dutch startup

The Straits Times（2024年6月3日），Researchers build ‘digital twin’ of Singapore to assess urban heat, find ways to cool city