民用建筑在开窗通风的同时,空气中大量颗粒物也随气流进入室内,因此如何防止户外颗粒物和病毒飞入室内尤为重要。一种具有空气过滤功能的“呼吸墙”(Breathing Wall)可在减少开窗通风的同时为室内供给新风。呼吸墙区别于传统密闭墙体,一般由一个带有玻璃板和太阳能吸热板的弯曲流道,以及一个内填充式多孔材料过滤器组成。虽然呼吸墙已被证明具有一定空气过滤功能,但是常用于分析空气过滤器性能的经典过滤理论是否适用于呼吸墙内低面速多孔过滤单元过滤特性分析仍需要进一步验证,并且类似于呼吸墙内低流速流道中颗粒沉积的特性也鲜有研究。首先,搭建了冬季工况呼吸墙试验台,实测呼吸墙过滤效率。该呼吸墙多孔过滤单元填充5cm厚石英砂,实测孔隙率0.48。采用颗粒计数器测量呼吸墙内沿程颗粒数量浓度变化,研究发现多孔过滤单元可以有效捕获大部分颗粒,过滤效率变化幅度较为稳定(<5%)；并且,虽然弯曲流道内颗粒沉积效率变化幅度较大(10%-20%),但是明显看出5μm以上颗粒容易沉积在弯曲流道内。根据实测呼吸墙内气载颗粒沉积规律,本文分别对弯曲流道与多孔过滤单元建立了过滤特性模型。对于弯曲流道,建立基于拉格朗日法的颗粒轨迹分析模型,模拟气载颗粒物在弯曲流道内运动轨迹,统计颗粒沉积效率。其中,颗粒与壁面间相互作用采用硬球模型模拟,呼吸墙内空气流动则采用RNG k-ε湍流涡粘模型和多孔材料平均体积法求解。颗粒轨迹分析模型模拟结果与实测平均数据偏差不超过5%。另一方面,多孔过滤单元内,经典过滤理论预测值与实验平均值偏差不超过5%,证明可采用经典过滤理论预测呼吸墙多孔过滤单元过滤效率。根据建立的呼吸墙气载颗粒物过滤特性模型,本研究总结呼吸墙内气载颗粒物的沉积规律,并且分析设计参数对弯曲流道沉积特性的影响。多孔过滤单元内,0.1～0.3μm以下颗粒在扩散效应和拦截效应作用下被多孔材料拦截,5～7μm以上颗粒则在惯性效应和拦截效应作用下沉积在多孔材料内,而其他粒径颗粒容易通过多孔过滤单元。另一方面,本文将弯曲流道分割为直流道、90°弯管和180°弯管三种流道组件,采用颗粒轨迹分析模型研究设计参数对沉积效率的影响。模拟结果表明,弯曲流道中低速竖直管道、180°上弯管和出口段90°弯管内颗粒基本不发生沉积；180°下弯管和入口段90°弯管承担了弯曲流道主要颗粒沉积量。空气流通量和管道尺寸是影响颗粒沉积效率的主要因素。空气流通量越低、管道宽度和高度越大,颗粒沉积效率越高。