编辑推荐：
为探究居住者行为（OB）、建筑能效与室内环境质量（IEQ）的关联，研究人员对宿舍改造前后的 OB、IEQ（含 CO?、TVOC 等）及能源消耗数据进行 2 年追踪。发现改造后 HVAC 能耗降 77.81%，TVOC 浓度降 57.78% 等，为量化三者关系提供关键数据。
建筑能耗问题一直是全球关注的焦点。据统计，全球建筑部门消耗约 35% 的最终能源，其中 HVAC 系统占建筑总能耗的 40% 左右。然而，传统建筑设计常忽略居住者行为（OB）对能耗的影响，导致实际与预测能耗差异达 50%-150%。同时，人们 90% 的时间处于室内，建筑室内环境质量（IEQ，如 CO?、总挥发性有机化合物 TVOC 浓度等）与健康息息相关，但建筑改造对 IEQ 的影响存在争议，部分改造因缺乏机械通风导致污染物积聚。在此背景下，如何通过建筑改造实现能效提升与 IEQ 改善的平衡，成为亟待解决的问题。
为填补这一研究空白，美国雪城大学（Syracuse University）的研究人员开展了一项针对学生宿舍的长期追踪研究。该研究以两栋相同构造的宿舍楼为对象，其中一栋进行深度能源改造，另一栋作为对照，持续两年收集改造前后的居住者行为、IEQ 参数（包括室内温度、相对湿度、光照水平、CO?和 TVOC 浓度等）及 16 个电气通道的能源消耗数据。研究成果发表在《Scientific Data》，为解析建筑改造中行为 - 环境 - 能耗的动态关系提供了重要数据集。
研究采用多传感器监测技术，具体包括：①接触式传感器记录门窗开关状态以获取居住者行为数据；②Milesight AM107 环境监测传感器测量 IEQ 参数（温度、湿度、光照、CO?、TVOC 等），精度达 ±0.3°C（温度）、±3% RH（湿度）等；③ONSET 功率计监测各电器设备能耗，覆盖 HVAC、照明、家电等。数据通过 LoRa 无线网关和以太网传输，经线性插值、标准化等预处理后存储于 GitHub 和 FigShare 平台。
改造对建筑能效的影响
通过 blower door 测试发现，改造后建筑渗透空气变化率（ACH）从 0.33 h?1 降至 0.14 h?1，气密性显著提升。HVAC 能耗方面，改造后采用额定能效比（COP）4.2 的空气源热泵（ASHP）替代传统电采暖，结合热回收通风（HRV）系统，总 HVAC 能耗降低 77.81%。极端寒冷事件（-22°C）对比显示，改造后能耗减少 79.74%，且室内温度维持稳定，证明热泵系统在低温环境下的高效性。
室内环境质量的变化
改造后 IEQ 参数显著改善：TVOC 平均浓度降低 57.78%，CO?浓度从 750 ppm 降至 715 ppm。热舒适方面，夏季过渡季室内温湿度更集中于 ASHRAE 标准舒适区，窗开启频率和时长分别减少 12.33% 和 34.51%，表明改造后被动式通风需求降低。然而，部分新建筑材料导致甲醛等污染物短暂升高，提示需平衡气密性与机械通风设计。
居住者行为与环境的交互作用
研究发现，改造后居住者开窗行为与室内外温差的关联性减弱，反映出主动式环境控制（如热泵）对行为的调节作用。此外，HRV 系统通过维持恒定通风率（15 cfm），有效抵消了气密性提升对 IAQ 的潜在负面影响，证明机械通风在改造中的必要性。
研究结论与意义
该研究首次在学生宿舍场景中整合多维度数据，量化了建筑改造对 OB、能效和 IEQ 的综合影响。结果表明，深度改造（如更换低 U 值窗户、增加保温层、安装 HRV）可显著降低能耗并改善热舒适，但需通过机械通风系统控制污染物累积。研究提供的开源数据集（包含分钟级行为 - 环境 - 能耗数据）为开发更精准的建筑能耗预测模型（如耦合深度学习与 EnergyPlus）、优化改造策略提供了实证依据，尤其为寒带气候区建筑可持续设计提供了参考范式。未来研究可进一步拓展至不同气候区和建筑类型，深化行为与环境的动态耦合机制。
