低成本感測器翻轉室內空品管理：從「看不見」走向即時、智慧與全民參與

國際綜述：高密度監測帶來新契機，但校正、標準化與資料治理仍是關鍵

現代人約九成時間處於室內，辦公室、教室、住宅、醫療與長照空間的空氣品質，已直接影響健康、舒適度與工作學習表現。刊登於《Applied Spectroscopy Reviews》的國際綜述指出，近年低成本感測器（Low-Cost Sensors, LCS）快速進入室內空氣品質市場，從原本昂貴、少量、定點的專業儀器，轉向可大量布建、即時連線與高時空解析度的智慧監測網絡，正改變建築管理者與民眾理解室內污染的方式。

研究團隊彙整多國文獻發現，低成本感測器可監測二氧化碳、懸浮微粒、一氧化碳、總揮發性有機物、臭氧與二氧化氮等指標，並結合溫度、相對濕度及物聯網平台，持續呈現室內環境變化。以二氧化碳為例，非分散式紅外線（NDIR）技術具較佳選擇性，常被用來判斷人員密度與通風狀況；微粒感測器則多採光散射原理，可快速掌握烹飪、燃燒、清掃或室外污染滲入造成的濃度升高。

低成本感測器最大的優勢，在於價格、體積與布建彈性。綜述比較顯示，一般低成本設備約為100至2,500歐元，參考級儀器則約10,000至75,000歐元。前者可固定安裝，也可組成感測網絡，資料能透過Wi-Fi、藍牙、Zigbee或LoRa即時上傳；後者則多為固定式設備，購置、操作與維護成本較高。藉由密集布點，管理者能看見同一棟建築、甚至同一房間內的污染熱點與時間變化，補足傳統單點檢測難以呈現的空間差異。

應用面向也持續擴大。研究指出，低成本感測器可用於學校教室通風管理、醫院及長照機構風險提示、住宅烹飪污染追蹤、辦公建築空調控制、個人暴露評估，以及社區科學與環境教育。若與建築能源管理系統整合，感測資料還可驅動新風、空調或空氣清淨設備，在空氣品質與節能之間進行動態控制，讓建築從被動檢測進入主動管理。

不過，研究也提醒，低成本不等於可直接取代法定檢測。多數低成本感測器仍可能受到溫度、濕度、其他污染物交叉干擾、老化漂移與感測元件差異影響，使用壽命常約1至2年，資料品質高度依賴校正、演算法及維護方式。特別是總揮發性有機物感測器通常無法辨識個別化學物質；以VOC訊號換算的「等效二氧化碳」也不宜視為真正CO₂濃度。若涉及法規符合性、毒理風險判定或正式稽核，仍須以參考級或法定方法確認。

校正因此成為信任的核心。綜述指出，感測器應在接近實際使用條件的環境中，與參考儀器並置比對，並建立品質保證與品質管制程序。文獻回顧顯示，不少研究未完整說明校正流程，部分設備約每六個月就需重新校正；若缺乏長期穩定性測試，容易產生看似精確、實際偏移的資料。近年機器學習校正可修正非線性、環境干擾與感測漂移，但模型仍需參考儀器作為基準，並不能完全脫離專業驗證。

國際標準化工作正在加速。歐洲CEN/TS 17660-1已針對戶外氣體感測系統建立性能評估與三級分類，並以相對擴展不確定度作為重要判定依據；ASTM也已提出室內PM₂.₅感測器評估方法，二氧化碳感測器測試規範亦持續發展。然而，室內環境污染來源複雜、濃度較低且空間差異明顯，全球仍缺乏完整一致的室內低成本感測器認證制度。未來市場競爭不只在硬體價格，更在校正服務、資料品質、維護機制與資訊安全。

研究結論認為，低成本感測器最適合扮演「高密度、長時間、即時預警」的補充角色，而非取代參考級儀器。透過少量高品質參考節點搭配大量低成本節點，可兼顧資料可信度與空間覆蓋；再結合雲端平台、人工智慧與自動控制，便能把監測資料轉化為通風改善、污染源辨識、設備派工與民眾行為改變的具體行動。真正的成本也不只設備採購，還包括安裝、通訊、現場校正、資料處理、維護與汰換，政策與採購制度應採全生命週期評估。

台灣室內環境品質管理協會（TIEQM）認為，台灣應儘速建立低成本室內空品感測器的分級驗證與應用指引，明確區分「法規判定」、「自主管理」、「趨勢預警」及「教育展示」等用途，避免以單一讀值作為裁罰或健康診斷依據。政策上可優先在幼兒園、托嬰中心、長照機構、學校及公共運輸場站推動「參考儀器＋連續感測網絡」示範，要求廠商提出實場比對、校正頻率、漂移管理、資料完整率與資安方案，並將維護服務納入採購。政府亦應建置公開測試平台與共通資料格式，讓感測技術真正成為室內空品治理、節能減碳及健康建築的基礎設施。

（文章出處：Ródenas García, M. et al. (2022), “Review of low-cost sensors for indoor air quality: Features and applications,” Applied Spectroscopy Reviews, 57(9–10), 747–779.）