文章背景與介紹
此研究主要探討如何透過最佳化能源使用，滿足室內空氣品質（Indoor Air Quality, IAQ）的需求。研究指出，室內空氣品質對居住者健康具有重要影響，且通風是改善室內空氣的重要技術。然而，通風不當可能導致高達70%的能源損失，因此如何同時確保通風效果與能源減少，並維持居住者健康成為設計上的挑戰。
研究的主要目的是計算韓國室內空間的補充空氣率（Makeup Air Rate）與循環空氣率（Recirculation Air Rate），並評估兩者的最佳比例，以兼顧節約能源與室內空氣品質。
研究方法與模型
通風系統參數：
空氣交換率（Air Exchange Rate, ACH）：決定污染物濃度的重要指標。
補充空氣率與循環空氣率：影響能源消耗的關鍵因子。
模型公式： 使用混合空氣溫度公式與二氧化碳平衡公式，計算室內二氧化碳濃度變化與能源消耗。
實驗條件
區域特性： 研究基於首爾首都圈，該地區人口密集，且高樓建築普及，天然通風困難。
氣候條件：
夏季：平均氣溫30°C，室內設置溫度26°C。
冬季：平均氣溫-1°C，室內設置溫度20°C。
二氧化碳濃度：
戶外：392.5 ppm（772.2 mg/m³）。
室內：1465 ppm（2900.7 mg/m³）。
分析與結果
室內二氧化碳濃度變化： 隨補充空氣比例增加，室內二氧化碳濃度下降。例如，補充空氣與循環空氣比例(QM/QR)為0.1時，室內二氧化碳濃度為2477.9 mg/m³；當比例增至2.0時，濃度降至1888.6 mg/m³。
混合空氣溫度變化：
夏季：混合空氣溫度隨補充空氣比例增加而升高，冷卻負載增加。
冬季：混合空氣溫度隨補充空氣比例增加而降低，取暖負載增加。
能源消耗：
當補充空氣比例增加，能源消耗隨之增加。
比例為0.1時，夏季冷卻負載為86.9 kW/h，冬季取暖負載為461.2 kW/h；比例增至2.0時，分別升至644.7 kW/h與3380.6 kW/h。
最佳能源使用： 研究顯示，補充空氣與循環空氣比例(QM/QR)為1.2時，能源消耗與室內空氣品質達到最佳平衡：
能源節約效果： 相較於傳統系統，此比例的夏季冷卻負載為526.4 kW/h，冬季取暖負載為2764.9 kW/h，比傳統系統分別降低約22.1%。
室內空氣品質： 當(QM/QR)達到1.2時，室內二氧化碳濃度降低至合理範圍內（低於1980 mg/m³的ASHRAE標準）。
操作實務： 補充空氣與循環空氣的比例需根據季節、建築特性及居住者需求進行調整，以確保系統在全年均能達到最佳效益。
可持續性： 此配置不僅提升室內居住舒適性，還可降低能源使用對環境的負擔，適合推廣應用於各種氣候條件與建築類型。
結論與建議
設計建議：
推薦採用機械通風系統，並設置補充空氣與循環空氣比例(QM/QR)為1.2，以確保室內空氣品質和能源效率。
此比例不僅能滿足室內空氣標準，也能有效降低能源消耗，適用於高密度都市地區及高樓建築。
能源效率與環境效益：
研究顯示，該系統可降低能源消耗約22.1%，顯著減少運行成本，並減輕環境負擔。
由於能源使用減少，導致的室外污染物排放也相對降低，有助於改善整體空氣品質。
經濟效益與長期影響：
初期安裝成本可能較高，但由於運行效能的提升，長期運行成本將顯著降低。
結合節能補助政策與智慧建築技術，此系統可成為可持續發展的典範。
政策推廣與應用建議：
建議政策制定者將研究成果納入室內空氣品質與建築節能法規，鼓勵廣泛應用。
特別是在能源進口依賴度高的國家，如韓國，此系統的應用將具有顯著的國家戰略價值。
推動教育與宣導活動，提升大眾對室內空氣品質與能源節約重要性的認識。
未來研究方向：
建議進一步研究不同氣候條件與建築結構下的適用性，以擴大技術應用範圍。
探討智慧化控制技術在補充與循環空氣比例調整中的應用，進一步提高系統效能與操作便利性。
台灣室內環境品質管理協會認為此研究提供了改善室內空氣品質與節約能源的具體方法，對高樓密集的都市地區尤其具有參考價值。然而，仍需注意以下幾點：
實際應用挑戰：
在不同地區（如熱帶或乾燥氣候）的應用效果可能有所不同。
初期安裝成本與維護費用需要進一步評估。
數據更新： 該研究基於2012年的數據，應結合最新政策與技術發展進行補充。
推廣建議： 該成果應與政策制定者合作推廣，並結合室內空氣品質法規與節能政策，實現更大影響力。
此研究兼顧節能與健康方面的雙重效益，在淨零碳排政策與室內空氣品質政策間的共同推動上值得重視與改進。
(參考 Jinkyu Joo, “ Optimum energy use to satisfy indoor air quality needs”, Energy and Buildings, Vol 46, p62–67, 2012)
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