城市建筑环境是我国生态文明建设和人民生命健康保障的核心影响要素。针对我国长期存在的城市建筑空气环境监测能力弱、预测效率低、设计调控体系不完善等“痛点”问题，项目聚焦城市建筑空气环境快速预测与智能化调控技术难题，围绕“空气湍动输运及全局时空演化机制”科学问题，建立了空气环境快速预测新理论、智能化监控新技术、室内外耦合设计新体系，发展了“模型构建、技术引导、软件自主、应用推广”的空气环境智能化调控全链条创新模式，突破了建筑空气环境预测与调控严重滞后的瓶颈，实现了复杂要素下城市建筑空气环境的高效设计与调控，解决了城市设计与空气环境量化协同技术难题。
（1）创建了空气环境自适应“非均匀降维-降阶-线性”快速预测理论与模型。创建了自适应“非均匀降维-降阶-线性”快速预测模型，计算成本降低超过90%（从几小时甚至几天降到几秒），数据存储占容降低超过90%（从几百MB甚至上万MB降到几百KB）；构建了空气环境参数特征提取及逆解算法，建立了基于“动态模态分解”时间序列分析的空气环境参数快速降维重构方法，揭示了复杂外界扰动下空气湍动模态特征及时空演化机制。
（2）建立了建筑空气环境“有限监测-快速预测-实时控制”智能化监控方法与体系。在空气湍动模态特征及时空演化机制基础上，融合自适应“非均匀降维-降阶-线性”模型和人工智能理论建立了超实时预测方法；进一步结合有限传感监测策略和智能控制硬件，构建了基于“有限监测-快速预测-实时调控”的建筑空气环境智能化监控理论和智慧运维平台；研发了包括“紫外-静电-负氧离子-过滤”多场协同空气净化消杀等在内的城市建筑环境空气污染智能化控制方法与技术装备，为城市建筑空气环境智慧安全运维提供了坚实的硬件基础。
（3）提出了建筑室内外空气环境“多要素-多目标”快速耦合设计方法与策略。明晰了空气环境与多要素（如建筑、交通、景观等）时空耦合输运分布及交互映射机制，融合“非均匀降维-降阶-线性”快速预测理论与模型，建立了基于城市多要素解构的“聚类-降维”快速预测模型，阐明了城市空间形态、空气环境以及健康风险之间的量化关联，为快速耦合优化设计提供了关键支撑；进一步揭示了区域差异化空气污染与风险暴露，提出了城市空气环境综合调控策略。
项目团队将研发成果应用于100余项工程项目，累计应用工程面积超2000万平方米，对营造安全、健康、低碳、节能的城市和建筑空气环境起到了良好的促进作用，近2年总利润近4.7亿元，产生的社会与环境效益显著。

城市建筑环境是我国生态文明建设和人民生命健康保障的核心影响要素。针对我国长期存在的城市建筑空气环境监测能力弱、预测效率低、设计调控体系不完善等“痛点”问题，项目聚焦城市建筑空气环境快速预测与智能化调控技术难题，围绕“空气湍动输运及全局时空演化机制”科学问题，建立了空气环境快速预测新理论、智能化监控新技术、室内外耦合设计新体系，发展了“模型构建、技术引导、软件自主、应用推广”的空气环境智能化调控全链条创新模式，突破了建筑空气环境预测与调控严重滞后的瓶颈，实现了复杂要素下城市建筑空气环境的高效设计与调控，解决了城市设计与空气环境量化协同技术难题。
（1）创建了空气环境自适应“非均匀降维-降阶-线性”快速预测理论与模型。创建了自适应“非均匀降维-降阶-线性”快速预测模型，计算成本降低超过90%（从几小时甚至几天降到几秒），数据存储占容降低超过90%（从几百MB甚至上万MB降到几百KB）；构建了空气环境参数特征提取及逆解算法，建立了基于“动态模态分解”时间序列分析的空气环境参数快速降维重构方法，揭示了复杂外界扰动下空气湍动模态特征及时空演化机制。
（2）建立了建筑空气环境“有限监测-快速预测-实时控制”智能化监控方法与体系。在空气湍动模态特征及时空演化机制基础上，融合自适应“非均匀降维-降阶-线性”模型和人工智能理论建立了超实时预测方法；进一步结合有限传感监测策略和智能控制硬件，构建了基于“有限监测-快速预测-实时调控”的建筑空气环境智能化监控理论和智慧运维平台；研发了包括“紫外-静电-负氧离子-过滤”多场协同空气净化消杀等在内的城市建筑环境空气污染智能化控制方法与技术装备，为城市建筑空气环境智慧安全运维提供了坚实的硬件基础。
（3）提出了建筑室内外空气环境“多要素-多目标”快速耦合设计方法与策略。明晰了空气环境与多要素（如建筑、交通、景观等）时空耦合输运分布及交互映射机制，融合“非均匀降维-降阶-线性”快速预测理论与模型，建立了基于城市多要素解构的“聚类-降维”快速预测模型，阐明了城市空间形态、空气环境以及健康风险之间的量化关联，为快速耦合优化设计提供了关键支撑；进一步揭示了区域差异化空气污染与风险暴露，提出了城市空气环境综合调控策略。
项目团队将研发成果应用于100余项工程项目，累计应用工程面积超2000万平方米，对营造安全、健康、低碳、节能的城市和建筑空气环境起到了良好的促进作用，近2年总利润近4.7亿元，产生的社会与环境效益显著。