当室外空气遭受雾霾污染时,空气动力学粒径小于2.5μm(PM2.5)的细颗粒物可通过通风路径进入建筑物。为保证室内空气质量,有必要对室内空气进行净化处理。高效过滤(HEPA)可以去除空气中绝大部分的颗粒物,然而高效过滤的缺点是其具有较大的通风阻力和较高的运行维护成本。且室外PM2.5浓度随时间和地点变化很大,高效过滤的方式可能只需要在一些严重污染的时段采用。另外,由于气体污染物不像颗粒物那样容易过滤,因此在过滤颗粒物的同时,仍然需要适当的通风来稀释气体污染物。目前缺乏一种能够适应时变室外环境和大气污染状况的通风净化器,可以根据不同的室内外空气污染程度、室外气象参数选择合适的通风方式。本研究提出一种具有多种使用模式的通风净化器,包含两种无动力通风模式和三种机械通风模式。在通风净化器自然通风和机械通风风道中安装了不同净化效率的空气过滤器,并考虑通风量、通风阻力、适用情况等因素对通风净化器进行设计和选材。设计制作通风净化器的控制系统,可手动或自动对通风净化器各使用模式及风量进行选择。依据上述原理,本研究建造了一台通风净化器样机,并将其安装在实验房内,对通风量、风压、功率以及净化效率进行了测试。采用EnergyPlus软件建立实验房及通风净化器的模型,给定了通风净化器不同使用模式下的阻力-流量特性和颗粒过滤效率,对各模式下室内的通风量和空气净化效果进行了模拟,并与实验测试结果作比较,以验证计算模型的合理性。最后选择一户典型住宅,模拟通风净化器在我国五个不同气候区代表城市全年的使用效果,并与市场上的新风机进行比较,分析该通风净化器在室内空气质量改善、运行能耗等方面的优势。研究结果显示,与现有新风机比较,通风净化器单位CADR功耗更低;在室外空气品质为优或轻度污染时可采用无动力通风模式,其中自然新风过滤模式在室外风驱动下可获得约40%的PM2.5净化效率;在室外空气处于轻度污染或需快速通风时可采用通风净化器中效机械新风模式,相较于高效模式单位CADR值功耗更低,同时可延长高效过滤器的使用寿命。EnergyPlus计算结果与实验测试数据比较显示,使用流动模型和颗粒物过滤模型可准确模拟通风净化器各模式下室内的通风量及PM2.5浓度。五个气候区城市的模拟结果显示,在满足室内空气环境指标的前提下,通风净化器较现有高效新风机可降低高效净化模式70%左右的使用时长,同时可降低单位面积年通风能耗约30%,且供热、供冷能耗较低。该模拟结果对不同气候区在选择新风净化设备时具有指导意义。