北京市科學(xué)技術(shù)研究院城市安全與環(huán)境科學(xué)研究所張艷妮團隊針對當(dāng)前室內(nèi)環(huán)境不可設(shè)計、難以預(yù)測與調(diào)控的行業(yè)痛點，依托院創(chuàng)新工程項目“室內(nèi)健康環(huán)境主動營造關(guān)鍵技術(shù)研究”，創(chuàng)新性構(gòu)建了“正向設(shè)計—施工管控—智能運維”三位一體的全生命周期技術(shù)體系，基于“預(yù)防為主、源頭治理、智能調(diào)控”的核心理念，重點突破了多維度空氣質(zhì)量預(yù)測、高性能無機抗菌凈化材料研發(fā)、數(shù)字孿生系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，成功實現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)境從“被動治理”到“主動營造”的范式突破，取得系列標(biāo)志性成果。
在室內(nèi)正向設(shè)計源頭防控技術(shù)方面，突破室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量不可設(shè)計、難以預(yù)測的固有局限，構(gòu)建數(shù)字孿生賦能的室內(nèi)健康環(huán)境正向設(shè)計方法。依托輕量化數(shù)字孿生系統(tǒng)搭建室內(nèi)場景三維模型，精準(zhǔn)綁定時空參數(shù)、材料種類、用量、污染釋放特征參數(shù)，開發(fā)了實際服役條件下室內(nèi)空氣質(zhì)量預(yù)測模型，可預(yù)判污染風(fēng)險并迭代優(yōu)化方案，從設(shè)計端降低污染引入路徑，模型精度MAPE優(yōu)于25%。
在施工管控精準(zhǔn)治理技術(shù)方面，建立“材料篩查—全過程監(jiān)測—異常溯源—精準(zhǔn)治理”閉環(huán)管控體系。研發(fā)室內(nèi)空氣污染現(xiàn)場溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)材料進場前環(huán)保性能篩查，可快速檢測甲醛、TVOC逸出潛勢、異味等核心技術(shù)指標(biāo)，單個建材或物品溯源時間≤15min；施工現(xiàn)場可實時采集污染物濃度數(shù)據(jù)并異常預(yù)警，精準(zhǔn)定位污染源；開發(fā)了全時域N-TiO2/CuxO抗菌凈化材料，突破傳統(tǒng)材料依賴光照的局限，晝夜環(huán)境下均可穩(wěn)定發(fā)揮作用，6h內(nèi)對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、流感病毒殺滅率均≥99%；對甲醛凈化性能>90%，對TVOC凈化性能>80%，紫外老化1000h性能衰減＜30%。
在智能運維關(guān)鍵技術(shù)方面，構(gòu)建“感知—分析—調(diào)控”一體化智能聯(lián)動體系，創(chuàng)新實現(xiàn)數(shù)字孿生系統(tǒng)與AIoT終端深度融合。采用多參數(shù)感知終端實時采集甲醛、TVOC、PM2.5等核心參數(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)4G/5G、WiFi等網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端平臺，完成實時分析與趨勢預(yù)判，數(shù)據(jù)誤差優(yōu)于±10%；基于分級閾值與場景適配雙重策略，集成室內(nèi)空氣質(zhì)量動態(tài)預(yù)測模型，可自動聯(lián)動空調(diào)、新風(fēng)、空氣凈化器等智能設(shè)備，將環(huán)境管理從“被動響應(yīng)”升級為“主動預(yù)防”。
項目已成功研發(fā)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量預(yù)測模型、N-TiO2/CuxO無機抗菌凈化材料、室內(nèi)環(huán)境數(shù)字孿生系統(tǒng)、室內(nèi)空氣污染現(xiàn)場溯源系統(tǒng)等4項核心技術(shù)與裝備，申請發(fā)明專利3項，編制《室內(nèi)健康環(huán)境主動營造技術(shù)方案》1例。相關(guān)技術(shù)已在學(xué)校建設(shè)、涂裝工業(yè)、文物保護等場景的項目中落地應(yīng)用。目前，技術(shù)成果應(yīng)用總面積超過10萬平方米，實現(xiàn)轉(zhuǎn)化收入近400萬元，兼具技術(shù)創(chuàng)新性與市場應(yīng)用價值。
來源：城市安全與環(huán)境科學(xué)研究所
