人的一生有将近90%的时间是在室内度过的，因此，室内环境质量（IEQ）对人们的健康和福祉有直接影响。例如，长时间暴露在过高温度和湿度水平的室内，会导致人体出现病态建筑综合征（SBS），当室内空气变得闷热时，SBS症状就会加重，工作效率降低。美国劳伦斯伯克利国家实验室的部分研究揭示了美国住宅室内空气污染物对健康的长期影响，结果发现，室内空气污染物导致每10万人每年损失400~1100个伤残调整生命年（DALY），其中，PM_2.5颗粒是造成DALY损失的最大因素；在另一项研究中发现，在中国城市中，由室外PM_2.5颗粒导致的室内空气污染的短期和长期暴露分别造成57亿和1901亿美元的损失。不良的IEQ造成的健康和经济损失是如此巨大，由此引发了人们对IEQ数据监控的高度关注。

清华大学林波荣、庄惟敏研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年11月刊发表了题目为《建筑环境智能监测与反馈系统——发展与应用》的研究性文章，开发了一种建筑环境智能监测与反馈系统，即智能建筑环境监测器（IBEM），既解决了室内环境参数的高时空分辨率、大通量、精准监测难题，又实现了环境与用户之间的反馈交互和主客观数据的同步采集。在硬件层面，IBEM集成了温度、相对湿度、PM_2.5、CO₂及照度多类传感器，并通过结构和电路优化设计减小了传感器之间的相互干扰，其测试精度经过与标准仪器的比对实验得到了有效验证，结果显示IBEM与标准仪器的测量数据基本一致，相关性强、误差小（R²>0.97，拟合斜率介于1.01和1.05之间）。在软件层面，基于无线通信和云技术建立了Web端和移动端的可视化平台与用户交互界面，形成了环境数据的信息流及环境数据与用户交互反馈的通路。IBEM已在国内18个城市的131栋建筑中得到了广泛应用，测点数量共1188个，典型应用场景包括了室内环境问题的靶向诊断、主客观环境数据的关联分析等。综上，IBEM为人居环境领域的学术研究和工程实践提供了重要技术支撑。

值得注意的是，该设备的传感器和模块众多，如何最大程度地减少传感器之间的干扰是一项重大挑战，尤其是对于散热对环境温度和相对湿度传感器测量精度影响的问题。解决这个问题的方案来自三个方面：首先，将环境温度和相对湿度传感器安装在迎风位置（即主板最靠近外部环境的边缘），让外部气流首先通过它们；其次，把每个模块的额定功率控制在1 W以下，以减少散热；再次，将主要热源与传感器之间的距离设计得尽可能远，例如，把Wi-Fi模块放置在主板的另一侧，让模块距离空气温度和相对湿度传感器最远。通过以上规划，可保证IBEM的测量精度。

文章还具有其他局限性，这需要在未来的工作中加以改进。首先，文章未能提出科学、简化的IBEM设备部署方案。尽管IBEM设备能够实现经济高效的建筑环境测量，但仍然需要部署许多现场设备，这是一项依赖人工经验的任务。基于不同场景建筑物的实测大数据，有望能识别出不同采样点IEQ数据之间的耦合关系，从而减少不必要的设备。届时，将能够基于有限数量的设备来实现对IEQ的全场监控，将IBEM设备部署方法论从基于经验的模型转变为数据驱动的模型。其次，IBEM不能自动与环控系统联动，限制了IBEM对IEQ优化的应用。未来，清华大学林波荣、庄惟敏研究团队会继续努力将实时的IEQ监测记录和用户满意度与智能控制系统相结合。

以上内容来自：Yang Geng, Zhongchen Zhang, Juan Yu, Hongzhong Chen, Hao Zhou, Borong Lin, Weimin Zhuang. An intelligent IEQ monitoring and feedback system: Development and applications [J]. Engineering, 2022, 18(11): 218-231.