主動營造室內健康環境技術研究與應用

【中圖分類號】 TU834.8

【文獻標志碼】 A

0 引言

2025年兩會的政府工作報告中首次提出推動建設安全、舒適、綠色、智慧的“好房子”，人們對于居住環境質量的關注，從房屋本體的結構安全與功能配置，延伸至對居住環境健康的深層次需求。居住空間的定義早已超越了簡單的棲身之所，轉而成為承載健康、舒適、安全與可持續生活方式的綜合載體。然而，傳統的室內環境治理方式大多作為裝修完成后的補救措施，如通風換氣、活性炭吸附、空氣凈化器等，無法從根本上解決污染問題，且存在短效、滯后甚至引發二次污染等風險。尤其對于孕產婦、嬰幼兒等敏感人群，這種被動治理模式已難以保障其所需的環境安全。

“主動營造室內環境健康”是指室內裝修在設計、施工與運維的全生命周期內，進行前瞻性、系統性的干預與管理，從源頭預防污染，并實現可持續優化。其核心優勢在于設計階段提前預測完工后的室內環境，為設計師提供可靠的材料選擇，降低污染風險；施工階段做到數據實時監控，污染源可追溯，出現問題及時進行針對性解決；驗收運維階段可以拿出全過程的環境數據，讓使用者安心，從而真正實現對健康空間的主動營造。這一理念不僅回應了新時代“好房子”的核心訴求，也為室內環境質量控制提供了更具前瞻性與科學性的解決路徑。

1室內環境與健康行業現狀

當前，室內空氣污染治理技術正朝著高效化、智能化、綠色化的方向發展，多種技術不斷迭代升級并融合應用。在治理手段方面，技術手段不斷豐富。物理吸附（如活性炭）、化學分解（如光觸媒、生物酶）機械過濾（HEPA）和空氣置換（新風系統）等已廣泛應用（圖1）。同時，UFAD系統、全熱交換器等新型通風技術逐步納入建筑初始設計，推動空氣質量管理向系統化、集成化方向發展。從市場產品結構看，家裝端與工程端推出多層次產品矩陣。如建材企業推出除醛型涂料、膠粘劑等，從源頭減少有害物質釋放;新風空調設備企業通過中央新風系統與智能樓宇平臺實現室內環境治理與改善；專業空氣治理企業則專注于潔凈室與醫療環境，通過模塊化部件與專業材料確保高潔凈度空間的空氣安全。

圖1常見室內空氣污染物后治理產品

（資料來源：潔凈工程聯盟公眾號《高效過濾器（HEPA濾網）科普》）

盡管行業整體在進步，但仍面臨諸多發展瓶頸。從流程角度看，設計、施工與治理環節銜接不暢，污染物控制覆蓋不足；從材料角度看，雖多數產品標稱符合E1級標準，但在實際使用中，由于材料總量、通風條件、空間密閉性等因素綜合作用，仍可能導致室內污染水平超標。此外，當前尚缺乏能夠在設計階段就對具體空間和材料組合進行預測性評估與動態模擬的成熟工具，限制了全過程控理念切實落地。

2主動營造技術體系及其室內設計應用

2.1主動營造技術體系

主動營造室內環境健康的核心是“主動性”，“主動營造”的本質是內裝修設計、建造及維護全生命周期預防性干預，核心體現在三點。

（1）前瞻性預測：在設計階段通過模擬、數據建模預判潛在問題如材料污染疊加效應、通風死角、溫濕度對污染物揮發影響。

（2）動態化控制：施工中實時監測環境參數（如甲醛濃度 ??PM_2.5 ），根據實施參數及時調整工藝。

（3）閉環式管理：運維階段建立反饋機制，通過用戶行為數據優化空間使用方式。

2.2關鍵技術與產品

2.2.1材料快速篩查系統

該系統通過在不同溫度條件下測算材料中污染物的逸出速率，結合定量換算關系，迅速得出其符合標準的釋放速率。檢測周期由原來的7至14天壓縮至數小時，大幅提升設計階段材料篩查效率，支持對多種材料組合的污染負荷預判（圖2）。

圖2材料快速篩查系統

2.2.2污染物溯源系統

通過采集建材揮發出的TVOC、甲醛濃度與異味強度，并利用氣相色譜儀分析其成分構成，結合各類建材的使用面積與釋放速率，計算各材料對特定污染物的貢獻比例，實現污染源的精準定位與分級管理（圖3）。

圖3污染物、異味溯源系統

2.2.3“空氣狗”監測系統

作為高精度、便攜式室內環境監測設備，“空氣狗”可同步監控 PM_2.5 、甲醛 .TVOC.CO₂ 等關鍵參數。設備支持無線傳輸與云端分析，用戶可實時獲取歷史數據、趨勢圖與異常預警，廣泛適用于新裝修住宅、母嬰室、學校等場景（圖4）。

圖4“空氣狗”監測系統

2.2.4數字孿生平臺

該平臺基于BIM模型與污染物模擬數據構建虛擬環境，支持對材料污染釋放的可視化展示與空間分布分析。平臺接入監測終端后可動態反映污染物濃度變化，并進行預警提示與策略調整，為全流程健康管理提供決策支持（圖5）。

圖5運維管理采用數字孿生平臺

2.2.5 凈化治理

通過在家具或裝飾材料表面涂覆光催化劑，在光照條件下分解甲醛、苯類、TVOC等有害氣體，并生成無害的 CO₂ 與水。該技術反應溫和、無二次污染、具備長效功能，適用于各類室內場景（圖6）。

圖6室內污染物治理

3主動營造技術在母嬰室改造中的應用

孕婦或哺乳期人群在妊娠或哺乳期間對環境污染物（如甲醛、苯、 ??PM_2.5 等）具有更高的生理敏感性，相比較于其他室內空間，母嬰室的使用人群對于室內健康環境的要求也更高，因此，本文結合母嬰室改造案例對主動營造室內健康環境技術的應用和推廣性展開論述（圖7）。

3.1設計階段：數據建模與環境模擬

設計階段，主動營造健康室內環境技術核心體現在材料快速篩查系統、數字孿生技術與BIM模型的深度融合，實現對設計完成效果的健康指數預判，為設計師優化方案提供依據。通過對所有擬用主材與輔材進行加速催化測試，獲取其污染物釋放特征及等級，結合BIM模型精確計算各類材料在空間內的實際用量（以 m²?m³ 或mL為單位），建立全面的污染數據基礎。最后，綜合考慮材料的釋放量、衰減規律與疊加效應、通風盲區以及溫濕度對污染釋放的影響等潛在影響因素，實現在數字孿生系統中對空間內整體空氣質量進行動態模擬預測。

母嬰室改造項目針對母嬰人群的特殊需求，設計師根據模擬預測的結果實時調整，在設計階段對材料選型與用量進行優化，如對VOC、甲醛超標的產品及時進行更換，對累計效果超標等的產品控制其用量，同時優化施工工藝、提升通風系統布局等，確保設計方案階段的健康環保達到標準，降低完成后污染物超標風險（圖8）。

圖7改造前現狀

圖8母嬰室數據建模與環境模擬

3.2施工階段：動態監測與實時調控

施工階段通過“空氣狗”等便攜式設備進行動態監測，對施工過程中可能出現的污染物超標現象進行提前預警和前瞻性干預。現場可實時監測 PM_2.5 、甲醛、TVOC等關鍵污染物濃度，為施工階段主材、輔材以及施工工藝的管理提供數據支持。

母嬰室改造項目材料入場前，首先通過材料快速篩查系統對即將使用的建材進行抽檢，排除因批次差異帶來的異常污染風險。施工過程中，根據實時監測數據，管理人員可及時調整通風方案或施工工藝，有效防止污染物積聚至有害水平。同時，對于板式家具等潛在污染源，在組裝前進行光催化處理。具體做法包括對板件打孔區域和表面涂覆光催化材料，并對大面積裸露基材實施二次包覆，從源頭抑制TVOC等污染物的逸出，強化污染防控效果（圖9）。

3.3施工完成后對環境進一步治理改善

母嬰室改造項目在室內裝修施工完成后，盡管多數污染物濃度已低于國家相關標準限值，但部分材料仍可能持續釋放異味，影響使用者的舒適感與體驗（圖10）。因此，有必要在完工階段開展針對性、二次的污染源治理。

首先通過現場測試和現場采樣實驗室分析的方式對室內空氣中甲醛、揮發性有機化合物（VOC） ??PM_2.5 等關鍵污染物進行溯源、定量分析。確定污染或異味源頭和釋放量后，在材料表面涂覆自主研發的光催化材料，在光照條件下分解甲醛、TVOC等有害物質，同時具備空氣凈化與抗菌的長效功能。相比傳統治理方式，光催化處理具有穩定性強、作用時間長、對基材影響小等優勢。

圖9施工過程中實時動態監測

圖10改造完成后效果圖

在母嬰室的裝修完成后，對所有木制家具、墻面、窗簾及地毯表面實施了光催化抗菌凈化處理，有效降低了污染物釋放水平，在不影響裝飾效果的前提下，為使用者營造出更加健康、安全的室內環境。

3.4運維階段：反饋機制與長期管理

運維階段是確保母嬰室環境持續健康的關鍵環節。根據研究創新點中的閉環式管理機制，運維團隊通過安裝智能化監控系統，實時跟蹤室內空氣質量的變化（圖11）。系統會監測污染物的濃度、溫濕度等環境因素，并根據數據反饋自動調整環境設置。例如，當空氣質量檢測到甲醛濃度、TVOC、 CO₂ 濃度上升時，系統會啟動空氣凈化設備，并通過增加室內空氣交換頻率來降低污染物濃度。為了確保室內環境長期符合健康標準，運維系統還能夠通過數據分析優化空間使用方式。例如，系統可以根據使用者的行為數據，自動調節空調溫度或通風量，以實現更高效的能源使用與環境控制。這一反饋機制確保了母嬰室在使用過程中始終保持健康的室內環境。

4 結束語

本研究結合職工母嬰室的改造項目案例，系統評估了主動營造室內環境健康技術在實際應用中的效果與推廣潛力。結果顯示，通過在設計階段引入污染物濃度模擬與材料優化，結合施工中的動態環境調控與運維階段的智能反饋系統，室內空氣中甲醛 Π_λPM_2.5 及TVOC等關鍵指標在完工后一周內即達健康標準，整體環境質量較傳統裝修方式提升 35% 以上，實現了即裝即住。研究表明，除住宅空間以外，該技術可拓展應用至醫院、實驗室、潔凈廠房及辦公與公共空間等多類環境中，在保障空氣質量、安全性和舒適性的同時，為空間管理帶來更高的智能化與可持續性。尤其是在醫療和科研環境中，主動營造技術通過全過程的污染控制手段，能夠有效規避健康風險，提升使用效率，具有顯著的推廣價值。

圖11運維過程中實時監測

綜上，主動營造室內環境健康的技術路徑在母嬰室改造中實現從設計、施工到運維的全過程主動干預，驗證了其技術實施可行性。未來，隨著建筑健康需求的持續增長和相關標準體系的逐步完善，該技術有望在更多對環境質量敏感的空間中發揮關鍵作用，助力公共健康水平的整體提升，成為室內環境治理的重要發展方向。

參考文獻

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