暖通空调末端智能调控技术对室内环境品质的优化

摘要：本研究系统分析了暖通空调末端智能调控技术在提升室内环境品质方面的作用与机制。通过梳理暖通空调末端常见设备及其运行特点，结合智能调控技术的发展现状，深入探讨了温湿度控制、空气品质调节、舒适性提升等关键环节。采用理论分析与文献调研相结合的方法，综合对比了传统与智能调控系统在能效、环境舒适度和空气健康性等方面的差异。研究结果表明，末端智能调控技术可实现多参数联动优化，显著提升室内环境综合品质，同时兼顾节能减排目标。最后，针对智能调控技术的应用推广和发展趋势提出了相关建议。

关键词：暖通空调；末端设备；智能调控；室内环境品质；温湿度控制；空气品质；舒适性

引言：

伴随城市化进程加快与生活水平提高，室内环境品质已成为现代建筑关注的核心内容。暖通空调系统作为保障建筑内部温湿度与空气质量的关键设备，其末端控制水平直接关系到室内环境的健康与舒适。然而，传统末端调控多为人工或简单机械控制，难以应对复杂环境需求，易造成能耗浪费与舒适性不足。近年来，随着物联网、人工智能等信息技术发展，暖通空调末端智能调控技术应运而生。本文围绕末端智能调控技术展开，系统分析其在优化室内环境品质中的应用机制及提升效果，旨在为绿色建筑与健康居住环境的构建提供理论支撑和技术参考。

一、暖通空调末端设备及室内环境品质现状

暖通空调末端设备主要包括风机盘管、散热器、空气处理机组、新风末端、地板辐射等，其作用是将热量或冷量以及新鲜空气高效、均匀地分配至室内空间，保证室内各区域达到设计的温湿度和空气品质目标。随着建筑功能多样化与人群个性化需求增强，末端设备在环境控制中的作用愈加突出。

当前大部分建筑暖通空调末端系统依旧采用定时、定点或被动调控方式，往往难以实时响应室内负荷变化和人员分布，导致局部温湿度偏差、空气流通不畅等问题。同时，传统调控手段缺乏对PM2.5、CO₂等空气污染物的精准控制，容易引发“病态建筑综合征”、舒适性下降等室内环境品质隐患。此外，能耗浪费现象也较为普遍，亟需引入智能化调控技术，实现多目标综合优化。

二、暖通空调末端智能调控技术发展及主要类型

（一）基于传感器的多参数监测与反馈调控

智能末端调控技术首先在于实时感知室内环境参数，包括温度、湿度、CO₂浓度、PM2.5、甲醛等。通过分布式多点传感器网络，对室内不同区域环境状况进行精细化监测，采集数据实时上传至中央控制平台。智能算法依据设定阈值或舒适曲线，自动判定当前末端设备的启停、运行模式与送风量、温湿度设定值，实现动态自适应调控。例如，当某区域CO₂浓度升高时，自动提升该区域新风量或调整末端送风状态，保障空气品质达标。

（二）基于人工智能的自学习与优化控制

随着机器学习、人工智能等技术的深入应用，末端智能调控系统不仅能够自动执行预设策略，还具备自学习和自优化能力。通过历史运行数据、外部气象参数与用户行为的关联分析，AI模型能够预测负荷变化趋势，动态调整末端设备运行参数，避免过度调节或能耗浪费。此外，基于模糊逻辑、神经网络等智能算法，能够实现多目标权衡下的最优控制，如同时兼顾舒适性、能耗与空气健康。

（三）物联网与云平台集成的远程与群控技术

物联网与云计算的发展，为末端智能调控提供了基础支撑。通过无线通信、边缘计算、云数据平台，末端设备可以实现远程监控、集中管理和大数据分析。多台设备可根据建筑整体负荷与环境分布协同工作，提升系统联动性与群体控制效率。此外，云端系统还能实现跨建筑能耗对比与环境分析，为大规模绿色建筑群落的环境优化与能耗管理提供数据支撑。

三、末端智能调控技术对室内环境品质优化的机制

（一）温湿度精准控制与热舒适性提升

末端智能调控系统通过多参数感知与动态调节，实现对不同功能区、不同时间段的温湿度精准匹配。结合人体热舒适模型（如PMV-PPD模型）、动态预测用户舒适度曲线，自动优化风量、水量与供冷（热）量分配，减少室内温差与热不均现象。通过红外传感、热成像等手段，系统还能感知人员分布与活动强度，实现按需、分区调控，大幅提升热舒适性。

此外，末端智能调控技术还能够实时响应外部气候变化，如暴雨、强风、极端高温等特殊工况下，自动切换设备运行模式，保障室内环境稳定。自适应除湿、加湿、自动调节送风温度等功能，也进一步优化了人体感受，提升居住与办公体验。

（二）室内空气品质智能保障

在空气品质方面，末端智能调控系统融合多项新技术，通过动态调节新风、回风比例，有效控制室内PM2.5、CO₂、TVOC等污染物浓度。系统可依据传感器实时反馈数据，智能判定新风需求，自动调节新风机与末端送风量，保障空气流通和质量达标。

对于高密度人群或高污染空间，智能调控系统可加大局部新风供应，采用变频净化、等离子体杀菌等集成末端技术，实现有害物质的高效去除。通过集成过滤、静电除尘、负离子发生等功能，提升空气净化能力，减少交叉污染。同时，智能系统还能监控空气湿度，防止因湿度过低或过高导致的病菌滋生或人体不适。

（三）多目标协同优化与节能减排

末端智能调控不仅提升了室内环境品质，还在兼顾能耗优化方面发挥重要作用。通过分区独立调控、按需供能、智能启停与负荷预测等手段，有效避免设备过度运行和能量浪费。系统能够结合气象预测、建筑热工模型，实现室内环境与能耗的综合最优调节。

此外，部分智能系统还支持与可再生能源设备（如太阳能、新风热回收）集成，在满足环境品质要求的同时最大化利用绿色能源，实现低碳运行。基于大数据分析的群体调控功能，可以在多建筑、多区域间平衡负荷、错峰用能，进一步推动建筑节能减排。

四、智能调控技术应用效果与发展趋势

（一）对室内环境品质的提升成效

实践和理论研究均表明，暖通空调末端智能调控技术在提升室内环境品质方面具有显著成效。相比传统的人工调控或定时控制系统，智能末端系统能够实时感知环境变化，动态调整室内温度、湿度和空气质量，实现分区、分人、分时段的精准控制，满足不同空间和人员的个性化需求。具体而言，智能系统可以针对不同区域的使用情况和人员密度，自动调节空调的风量和温度，避免“冷热不均”现象，提升整体热舒适度。同时，系统通过高精度传感器监测空气中的温湿度和污染物浓度，及时调整通风换气频率，降低室内二氧化碳和有害气体浓度，有效改善空气质量。这不仅减少了闷热、干燥等不适感，还大幅降低了空气中病菌和污染物的积聚，降低交叉感染的风险，为居住和工作环境创造了更加健康宜人的条件。智能末端调控技术的应用使得室内环境更加稳定和舒适，提高了建筑空间的使用满意度和员工工作效率，促进了居住者的身体健康和生活质量。综合来看，该技术在提升室内热舒适性和空气健康性方面表现优异，体现了现代建筑智能化发展的重要价值。

（二）对能耗与运行管理的积极影响

智能末端调控系统不仅在环境品质提升上效果显著，在降低能耗和优化运行管理方面也表现突出。传统暖通空调系统常常采用固定时间段运行或人工手动调节，难以准确匹配实际需求，导致能源浪费。智能系统依托物联网和大数据技术，能够实时采集设备运行状态和环境参数，通过智能算法实现动态优化控制，实现末端设备的按需运行和自动关停，避免了无效运行和过度消耗。大量数据表明，采用智能末端调控技术后，建筑暖通空调能耗平均降低15%至30%，极大地促进了建筑节能减排目标的实现。与此同时，智能系统提升了设备运行的稳定性，自动监测设备健康状态，提前预警潜在故障，显著降低了设备故障率和维护成本，延长设备使用寿命。智能运维平台结合云计算技术，实现了远程集中管理，管理人员可以通过平台实时监控多个建筑或楼宇群的能耗和环境状况，进行统一调度和优化配置，提高运维效率和管理精细化水平。通过数据分析和持续优化，系统能够不断提升能效表现，为建筑运营商节约大量运行成本，推动行业绿色可持续发展。

（三）面临的主要挑战与技术难点

尽管暖通空调末端智能调控技术具有显著优势，但在实际推广应用过程中依然面临多方面挑战和技术难点。首先，现有建筑物结构复杂，末端系统的改造升级涉及大量布线和设备更换，且原有设备多样且兼容性较差，导致初期投资成本较高，限制了技术的普及速度。其次，智能传感器的长期运行稳定性和数据采集的准确性仍需提升，传感设备在复杂环境中易受干扰，数据误差可能影响系统决策的科学性。同时，传感器和数据传输过程中的安全性问题不容忽视，需加强网络安全和数据加密，防止信息泄露和系统攻击。第三，智能调控系统所依赖的算法鲁棒性和可解释性不足，导致系统在面对异常情况时响应不够灵活，难以完全满足复杂多变的实际运行需求。算法缺乏透明性，也使得用户和维护人员难以理解系统决策过程，影响使用信心。最后，用户对智能系统的认知度和接受度普遍偏低，操作界面和体验尚需优化，许多用户缺乏对智能调控功能的全面了解和熟练操作技能，制约了系统效益的发挥。要有效解决这些问题，需产业链上下游协同创新，从系统设计、设备选型、智能算法研发到运维管理进行全流程优化，推动技术更加成熟、经济适用，切实提升暖通空调末端智能调控技术的实用价值和市场竞争力。

五、推动末端智能调控技术优化应用的对策建议

（一）加强技术研发与标准体系建设

暖通空调末端智能调控技术作为提升室内环境品质和节能减排的重要手段，其核心技术研发与标准体系建设显得尤为关键。未来应鼓励高校、科研院所与企业之间加强深度合作，联合攻关多参数传感技术、智能算法、边缘计算等关键技术难题，推动技术创新与成果转化。多参数传感技术能够实现对温度、湿度、二氧化碳浓度、空气质量等多维环境参数的精准感知，智能算法则能够基于传感数据进行动态分析与优化控制，边缘计算技术可以保障数据的实时处理与本地响应，提升系统智能化水平。与此同时，完善末端智能调控系统设计、测试、评价和运行的标准体系，制定统一的技术规范和接口标准，将有助于推动不同厂商设备的兼容与互操作，降低系统集成的复杂度与成本。标准体系的建设不仅规范了技术产品的质量，也保障了系统长期稳定运行，促进智能调控技术的市场推广和应用普及。技术研发和标准建设的双轮驱动，将为暖通空调末端智能调控技术的健康发展奠定坚实基础。

（二）推进建筑全生命周期集成设计

暖通空调末端智能调控系统的高效运行，离不开建筑全生命周期的整体设计理念。倡导在建筑设计初期即将智能末端系统纳入整体方案，与建筑结构、能源系统、照明系统等实现协同集成设计。通过多学科协作，优化系统布局和设备选型，提高能效水平和环境适应性，减少后期调试和运行中的不协调问题。对于新建建筑，集成设计有助于最大限度发挥智能调控系统的节能潜力与舒适性能。对于既有建筑，推广模块化、分布式的智能末端系统成为改造升级的重要路径。模块化设计便于快速安装和替换，分布式系统支持局部优化和灵活扩展，兼容原有设施，降低改造成本与技术难度，适应多样化建筑条件。建筑全生命周期的集成设计理念不仅关注初期设计，更强调运行维护阶段的可持续性，促进暖通空调系统全寿命周期的节能与性能优化，实现建筑绿色、智能化发展目标。

（三）加快行业人才培养与用户教育

推动暖通空调末端智能调控技术的普及应用，离不开专业人才的支撑和用户的积极参与。应组织系统性培训，提升设计、运维、管理等环节专业人员对智能末端系统的理解与应用能力。人才培养需涵盖智能控制理论、设备选型、系统集成、数据分析及故障诊断等内容，增强实操技能和创新意识，培养复合型技术人才。同时，用户教育是实现技术效益最大化的关键环节。通过开展节能减排知识普及、智能控制理念宣传，提高用户对智能系统的认知度和接受度，增强其主动参与能效管理的意识。用户行为直接影响系统运行效果，合理设置温度、合理使用设备等节能行为应成为推广重点。行业应联合学校、企业、社区等多方力量，搭建培训与宣传平台，开展多层次、立体化的培训和教育活动，推动技术进步与行为变革协同发展，为暖通空调系统节能和室内环境品质提升提供有力保障。

（四）创新商业模式与政策引导

商业模式创新与政策支持是暖通空调末端智能调控技术推广应用的驱动力。当前，智能末端系统初期投资较高，业主资金压力大，制约了市场快速扩展。探索基于合同能源管理（EMC）、设备租赁、远程运维服务等多元化商业模式，有助于降低业主前期投资成本，分摊风险，提高资金使用效率。EMC模式通过节能效益分成，激励服务提供商持续优化运行，提升系统性能。远程运维利用互联网技术，实现设备状态实时监测和远程诊断，减少维护成本，提升服务质量。政策层面，政府应完善绿色建筑和节能改造相关激励政策，包括财政补贴、税收优惠、能效认证等，促进智能调控技术的市场应用。制定科学合理的技术标准和评价体系，确保项目实施效果。加大对企业研发创新和示范项目的支持力度，推动产业链协同发展。商业模式创新与政策引导相结合，将有效促进暖通空调末端智能调控技术的普及应用，推动行业绿色智能转型，助力实现碳达峰和碳中和目标。

结论

本文系统梳理了暖通空调末端智能调控技术在室内环境品质优化中的机理、应用路径与提升成效。研究表明，基于多参数感知、人工智能与物联网集成的末端智能调控系统，能够精准响应室内环境变化，显著提升热舒适性、空气健康性，并有效降低能耗。虽然实际推广过程中仍面临技术、成本与认知等挑战，但随着智能技术与绿色建筑理念的深度融合，末端智能调控必将在建筑领域发挥越来越重要的作用。未来应加大技术创新力度，完善标准政策体系，推动行业协同和用户参与，实现室内环境品质与建筑能效的双重优化，为绿色健康建筑建设提供坚实支撑。

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