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智慧通風進教室:讓孩子呼吸更健康,也讓學校更省電

國際系統性回顧指出,感測器、AI 與需求控制通風可同步改善校園 IAQ 與節能表現


一篇刊登於《Sustainability》的最新系統性回顧,為校園室內空氣品質管理提供更清楚的方向。研究團隊整理 2015 至 2025 年間與學校教室智慧通風有關的文獻,從 1,749 篇初步搜尋結果中,最後篩選出 14 篇具備明確教室場域、智慧控制方法,以及室內空氣品質或能源績效數據的研究,進一步比較不同氣候條件下的應用成效。


研究指出,學生長時間處於教室、補習班與學習空間,若通風不足,二氧化碳、細懸浮微粒、揮發性有機物與其他污染物容易累積,不只可能造成疲倦、頭痛、呼吸道不適,也會影響注意力與學習表現。傳統通風多仰賴固定排程、定風量設備或人工開窗,常出現兩種問題:通風不足時空氣品質下降;過度通風時,冷暖氣耗能與營運成本又大幅增加。


所謂智慧通風,並不是單純把風機開大,而是讓教室「看得見空氣變化」。系統透過 CO2、PM2.5、TVOC、溫度、濕度、人體佔用或雲端控制資料,即時調整新風量、風機運轉、空調或自然通風策略。研究將主要技術分為需求控制通風、溫度調適通風、佔用推估通風、AI 輔助控制、建築管理系統整合,以及視覺化 CO2 警示等類型。


從結果來看,智慧通風已不只是概念,而是具有量化成效的校園改善工具。多數研究顯示,智慧通風可使教室 CO2 濃度下降約 30% 至 60%;能源節省幅度則依系統設計與氣候條件不同,約從 18% 到超過 60%。其中,愛沙尼亞的佔用推估通風模擬研究指出,若能依實際使用情形安排換氣,可在維持可接受空氣品質下,節省最高約 66.4% 能源;澳洲雪梨教室導入雲端控制與 TVOC 感測的案例,則曾降低尖峰 CO2 約 44%,並提升使用者熱舒適感。


不過,研究也提醒,智慧通風不能只看設備規格,更要看控制邏輯、維護能力與現場使用習慣。CO2 型需求控制通風最普遍,適合做為入門型管理工具;結合溫度與人數變化的控制方式,較能兼顧舒適與節能;視覺化 CO2 警示能提升師生開窗或換氣意識,但若未搭配機械通風,對污染濃度的實際降低有限;AI 與 BMS 整合系統潛力高,但需要穩定感測、校正、故障診斷與專業維護。


氣候條件也是關鍵。溫帶地區因室外空氣條件較穩定,智慧通風通常較容易兼顧 IAQ 與節能;炎熱潮濕地區若直接導入大量室外空氣,可能增加冷房負荷,因此需搭配夜間排熱、熱交換、過濾、除濕與空調控制;寒冷地區則必須避免系統故障造成耗能暴增。研究特別指出,目前高溫乾燥地區缺乏實證研究,而長期、多季節、真實學校場域資料仍然不足。


對台灣而言,這項研究的啟示相當明確:學校、幼兒園、托嬰中心與長照機構等敏弱族群場域,未來的室內空品改善不宜停留在一次性檢測或單一清淨機採購,而應逐步走向「連續監測、智慧通風、節能評估、維護合約、公開溝通」的整合模式。尤其台灣夏季高溫高濕、都市 PM2.5 與交通污染仍需留意,若能把 IAQ 數據與空調節能一起納入設計,將有機會同時達到健康校園與淨零節能目標。


研究重點數據

▪ 文獻篩選:初步搜尋 1,749 篇,最後納入 14 篇具備校園教室智慧通風與績效數據的研究。

▪ IAQ 成效:多數案例 CO2 濃度降低約 30% 至 60%。

▪ 節能成效:能源節省約 18% 至超過 60%,佔用推估通風模擬最高約 66.4%。

▪ 控制策略:以 CO2 型需求控制通風最常見;結合溫度、佔用與 BMS 的系統,較能兼顧健康、舒適與節能。

▪ 研究缺口:高溫乾燥地區、長期實場驗證、故障診斷、使用者行為納入控制演算法等仍待補強。


TIEQM評論

TIEQM 認為,室內空氣品質已是校園健康治理與淨零轉型不可分割的一環。台灣推動校園、幼兒園與長照場域 IAQ 改善時,應從「單點檢測」升級為「連續監測加智慧改善」;從「設備採購」升級為「績效驗證與長期維護」。建議中央與地方政府將 CO2、PM2.5、TVOC、溫濕度與能耗資料納入校園環境管理指標,建立分級輔導、補助誘因、廠商維運責任與公開透明的成效報告。唯有把健康、節能、維護與教育溝通整合,才能讓智慧通風真正成為守護敏弱族群呼吸權的公共政策。

(文章出處:Sheikha Ahmed Al Niyadi, Rua Ahmed Maali, Manar Mustafa, Maatouk Khoukhi and Mohamed Elnabawi, “Smart Ventilation Systems for Indoor Air Quality and Energy Efficiency in School Classrooms: Review with Climate-Specific Insights”, Sustainability 2026, 18, 5882.)


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