北京市市政工程设计研究总院有限公司隧道空气净化技术进展与工程应用
随着我国城市地下空间与路网体系持续完善，隧道成为疏解拥堵、盘活城市空间、提升通行效率的重要市政设施。隧道属于密闭、半密闭空间，车辆排放的颗粒物、氮氧化物、一氧化碳等污染物易聚集滞留，传统“通风稀释、被动外排”模式难以满足日益严格的环保要求，影响司乘健康和隧道出入口周边大气环境。隧道气体污染物从“被动排风”到“主动净化”，已成为城市绿色基建的重要发展方向。
北京市市政工程设计研究总院有限公司深耕隧道通风技术领域，在标准制定、工艺创新及工程应用等方面系统探索，满足隧道绿色低碳运营需求。
01 隧道空气净化国内外标准体系建设现状
当前，隧道通风已形成“洞内设计标准+洞外环保标准+行业专项标准”的多层级标准框架。
在洞内设计标准方面，世界道路协会、日本、欧美等国出台相关技术导则。国内《公路隧道通风设计细则》明确不同隧道长度、交通工况下CO、烟尘的浓度限值，为通风净化设计提供基础依据。
在洞外环保标准方面，我国《环境空气质量标准》划定NO2、PM2.5、PM10等核心污染物的浓度限值，北京市《大气污染物综合排放标准》进一步细化本地的排放管控要求，为隧道外排污染物达标管控提供环保依据。
针对地下道路空气净化专项标准的行业空白，北京市政总院主编的《城市地下道路空气净化系统技术规程》于2025年1月正式实施，该规程系统明确净化风量计算、设备技术指标、施工及运维等核心要求。在此基础上，总院牵头编制《公路隧道空气净化系统设计规范》，对系统设计、机房、供配电、监控等做出规定。
02 净化技术方式与工程应用形式
当前，隧道空气净化技术形成成熟的工艺路线与布设形式。
2.1 核心工艺
除尘工艺：以静电除尘为主，凭借风量大、适配性强、运行稳定的优势，高效去除隧道PM2.5、PM10颗粒物。
脱硝工艺：重点针对隧道内NO2等气态污染物，主要采用活性炭吸附为主。
2.2 系统构成
现阶段应用的空气净化系统主要由初效过滤器、静电除尘器、活性炭吸附装置、风机及配套附属系统等组成，通过对隧道内污染空气进行净化处理，实现污染物源头治理。
2.3 工程布设形式
根据隧道结构及外部环境条件，工程布设形式主要分为三类：
旁通式
通过管路将隧道内部污染空气集中送入空气净化系统过滤净化，净化后的洁净空气重新输送回隧道内部。当前我国内地隧道空气净化系统主要采用该形式。
风机式
通过在隧道内分散布设风机，并于风机进风侧配套安装空气净化装置，将隧道内污染空气过滤净化，处理后的洁净空气重新回流至隧道内部。
竖井式
通过管路将隧道内污染空气集中送入空气净化系统过滤净化，净化完成后空气不回流隧道内部，借助竖井通道直接排放至外界大气。
03 国内典型工程应用实践
历经多年技术迭代与工程实践，北京市政总院创新提出隧道净化工程排烟集约化设计理念，通过风道集约布局、组合式风阀联动切换、净化与排烟双工况协同调控，整合空气净化与火灾排烟两大系统，有效节约地下空间、降低投资与运维能耗，在多地重大工程项目中成功实践。
深圳桂庙路隧道：该项目是内地首个采用空气净化系统的交通隧道工程。结合西行、东行隧道空间条件分别采用顶旁通式和侧旁通式安装方式，系统净化风量为270m3/s和400m3/s，集成初效过滤、静电除尘、活性炭吸附装置、风机等子系统，PM2.5、PM10净化效率超过90%、NO₂净化效率超过80%，治理成效显著，持续优化隧道周边环境的大气质量。
北京运通隧道：项目为广渠路东延地下道路部分，连接主城区与城市副中心，环保要求高。隧道顶部覆土厚度有限、且上层布设综合管廊等结构，净化系统布设难度大。工程设计因地制宜采用侧旁通式布设方案，设置两套空气净化系统，为城市长大隧道在空间受限条件下绿色运维与环境治理积累成功经验。
北京东六环隧道：项目下穿城市核心区，沿线分布大量居住区与公共配套设施，环境敏感性高。净化系统设计依托既有盾构井空间集约设置，节省单独布置机房空间，有效降低隧道机动车尾气污染、服务北京城市副中心生态建设与高质量发展。
04 行业现存问题与未来发展趋势
结合行业研究和工程实践，当前隧道空气净化技术仍存在三大痛点，也是未来技术攻关的重点方向：
一是空气污染物净化能力不均衡
除尘与脱硝净化技术相对成熟，CO高效催化净化技术仍处于工程化研究阶段，需研发全组分净化技术。
二是全生命周期成本偏高
隧道空气净化系统初期建设投资大、运维耗材费用高、净化设备占地大，需要聚焦低成本耗材与小型集成装置、智慧运维技术研发，破解经济性瓶颈。
三是既有隧道改造难度大
早期建设的隧道未预留设备空间，需要通过“一隧一策”精细化设计，研发集约高效、低碳智能净化系统，满足环保达标要求。