课题组博士生 李艺群、硕士生 刘铭琦（导师：叶蔚副教授）围绕公共建筑中通风系统能耗与室内空气质量之间的矛盾开展研究，通过双舱实验、理论模型与多城市数据分析相结合的方法，系统评估了机械通风系统与空气净化器协同运行的空气净化效果与能耗表现，并提出了一种兼顾空气质量与节能需求的通风策略。相关研究成果被 Energy and Built Environment录用发表。

论文信息

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https://doi.org/10.1016/j.enbenv.2026.02.001

研究背景

机械通风系统是公共建筑中最常见的空气质量控制手段，但其需要持续引入室外空气进行污染物稀释，往往伴随着较高的能源消耗。在部分建筑中，通风能耗甚至可占建筑总能耗的40%以上。近年来，空气净化器由于能够循环净化室内空气、无需对室外空气进行额外处理而受到广泛关注。然而，在现有建筑运行模式和相关标准中，空气净化器通常仅被视为机械通风的补充手段，其在一定程度上替代通风、实现节能运行的潜力仍缺乏系统研究。

针对这一问题，本研究将实验研究、理论模型与实际城市数据分析相结合。研究团队构建了双舱实验平台，对颗粒物（PM_0.3–10、超细颗粒物）、臭氧、总挥发性有机物以及苯系物等典型室内污染物进行监测。同时，通过设置不同空气交换率、气流组织方式及室内污染源强度等实验条件，对机械通风系统与不同类型空气净化器的净化性能进行了系统比较。在建立污染物浓度变化理论模型的基础上，进一步构建了机械通风—空气净化器协同运行模型，并结合中国不同气候区多个城市的室外空气质量与气象数据，对不同气候条件下的系统运行策略进行了模拟分析。

研究结论

1. 单一系统性能差异。 机械通风系统在污染物控制方面整体表现更稳定，而空气净化器在存在室内污

染源时对颗粒物（尤其是PM₁₀）的去除效果更为明显。

2.净化效果的关键影响因素。 不同污染物类型对系统性能影响显著。总体而言，颗粒物的去除效率高于臭氧；在一定范围内，换气次数对机械通风系统的影响较小，而空气净化器对换气条件变化更为敏感。此外，不同气流组织方式对净化效率影响有限，但在运行能耗方面存在差异。

3. 组合系统运行特征。 在实验条件下，两种系统协同运行时，其净化效果可以近似视为单独净化效果的叠加，未观察到明显的强耦合作用。但在不同空间布局或运行条件下，仍可能存在气流相互作用。

4.节能运行策略。 在保证污染物控制效果的前提下，提高空气净化器在系统中的比例可有效降低整体能耗。同时，室内外空气焓差以及主导污染物类型是影响系统运行策略和设备配置的重要因素。

部分图示