自2019年末,新型冠状病毒引发全球疫情,口罩成了保护人们的最后一道防线。但佩戴普通口罩时,容易在口罩与脸部间形成缝隙而引起泄露,降低口罩的防护效果。此外,长时间佩戴口罩后,二氧化碳和水蒸气在口罩内聚集,造成吸入氧气浓度的降低,引发呼吸不适,甚至呼吸困难,产生憋闷感和湿热感。为提高口罩的防护效果和佩戴舒适性,本文在普通口罩的基础上将口罩改造成通风口罩。把经HEPA过滤后的独立洁净空气通入口罩内部,通过在口罩内保持正压来减少环境气溶胶渗入口罩,从而提高佩戴人员的吸入氧含量,并将口罩内积聚的水蒸气有效排出。本研究分别将N95口罩、医用外科口罩和棉布口罩改造成通风口罩,将HEPA过滤后的洁净空气通过硅胶软管通入口罩内部。采用实验测试、数学建模和主观问卷调查来评估通风口罩的防护效果和舒适性。在实验室建造可独立供给HEPA过滤风的实验舱室,HEPA过滤供风量范围在0～36.84L/min,抽取真人佩戴通风口罩时口罩内部的气样进行检测,通过评估通风口罩去除环境PM2.5的效果来评估其防护性能,而口罩内CO2浓度和含湿量则用于评估舒适度。为更加明确地评估通风口罩的性能,分别对不通风口罩和通风口罩建立空气交换流量、PM2.5浓度、CO2浓度和水蒸气含量的守恒方程组,分析HEPA供风量和泄露流量对口罩防护效果和舒适性的影响。此外,还招募了20名志愿者对通风口罩的接受度和舒适性开展主观问卷投票,投票内容包括气流感（AMSV）、气流可接受程度（AMAV）、口罩的重量感、憋闷感和湿热感,其中AMSV和AMAV为五级指标,重量感、憋闷感和湿热感为三级指标。研究发现:（1）普通的非通风口罩有明显的泄漏问题。口罩所提供的防护效果远低于滤料本身,此外二氧化碳和水蒸气都在面罩内积聚,导致呼吸困难和不适。（2）通风口罩不仅可以抑制周围空气中颗粒物向口罩内渗漏,而且还可以通过降低口罩内部的CO2浓度和水蒸气含量来提高舒适度。HEPA过滤供风量越大,口罩内的颗粒物、CO2和水蒸气浓度就越低。（3）志愿者最可接受的HEPA过滤空气供风量为18至23 L/min。具有硬质形状的N95口罩最适合用于改造成通风口罩。而外科口罩和棉布口罩由于质地较软,连接到这两种口罩上的硅胶供风管容易触碰到佩戴人员的嘴唇而感观较差。本文提出的通风口罩非常适用于飞机、大巴等有个性化送风的场所,亦可与便携式HEPA过滤单元连接供风使用。