智能照明系统在环保工程中的应用

引言

环保工程作为促进生态环境改善与可持续发展的重要领域，涉及工业污染治理、城市生态修复、自然保护区管护以及固废和水处理等多个场景。在这些场景中，照明系统作为基础配套设施，传统照明模式存在一定优化空间。实际应用表明，智能照明在环保工程中展现出较好的节能效果，节能比例可达30%～60% ，光污染影响范围也有超过 50% 的缩减，为环保工程实现“降碳、减污、协同增效”提供了可探索的方向。进一步研究其应用模式，或能为环保技术体系的完善与升级带来有益启示。

1 智能照明系统的环保技术特性

1.1 动态能耗调控技术

通过布设光照传感器（精度可达 ±5lux ）、红外人体感应装置（探测距离处于 5～10 米范围）及适应复杂工业场景的微波雷达设备，对环境光照强度与人员、设备活动状况进行动态感知，进而实现 LED 灯具在 0%～100% 亮度区间的灵活调控。以实际应用场景为例，工业车间内，当处于无人值守时段，照明亮度会自动降低至 10% 的基础水平，待检测到人员进入后，通常会在 3 秒左右将亮度提升至适宜作业的 80% ；而城市环保公园的路灯，借助光敏电阻对环境光线的实时监测，于黄昏时分亮度会从 30% 逐步提升至 100% ，在凌晨2 点后，又会适度降低至 40% 。这种基于实际需求的照明调节模式，相较于传统持续照明方式，能够在一定程度上减少能源消耗，根据相关研究及实践经验，预计可实现 40%～60% 的节能效果。

1.2 低污染光源与智能光谱控制

LED 芯片采用高光效技术，光效可达 150～200lm/W ，相较于传统白炽灯有显著提升。其光谱分布集中于可见光范围（ 400-700nm ），紫外与红外辐射比例控制在较低水平，占比不超过 5% ，这在一定程度上降低了对大气臭氧层可能产生的影响。值得一提的是，智能照明系统配备的可编程控制器具备光谱参数调节功能：在生态保护区，可选择 500-600nm 的黄绿光波段，以尽量减少对夜行性动物的干扰；而在污水处理厂等腐蚀性环境中，通过优化设计将蓝光占比控制在 20% 及以下，从而减缓设备防腐涂层的老化进程。

2 智能照明在环保工程中的典型应用场景

2.1 工业环保设施：节能与安全双保障

照明强度随生产动态调节：在污水处理厂这类间歇性运行的场所，曝气池、沉淀池区域的照明设置与水泵、风机运行状态相关联。设备运转时，照明亮度自动提升至 80% ，以满足工作人员巡检需求；设备停机后，亮度降低至 30% ，仅提供基础照明。

防爆区域照明精细化管理：在危废暂存库等具有防爆需求的区域，配备防护等级达 IP66 的隔爆型 LED 灯具，并结合红外感应技术，实现“人员进入自动亮灯，人员离开亮度降低”的功能，降低传统持续照明可能导致的灯具过热隐患。此外，系统会持续监测灯具表面温度，一旦超过 60% 便会触发报警，有助于防范因高温引发的挥发性有机物（VOCs）燃爆风险。

2.2 城市生态环保：减碳与光污染治理

道路照明智能调光：主干道采用“车流量感应 + 时段分区”的控制模式，借助埋地线圈检测车流情况。在车流高峰时段（17：00-21：00）保持正常亮度，平峰时段（21：00-24：00）适度降低至 70% ，低谷时段（24：00-5：00）进一步调至 40% ，同时应急车道维持原有亮度。某试点城市对生态廊道进行改造后，道路照明能耗有了明显改善，节电率达到 52% ，周边居民区夜空亮度也有所降低，降幅约 30% ，鸟类栖息活动也呈现出积极变化，频率提升了 15%_c 。

公园与湿地光环境定制：在城市湿地公园，运用“月光模拟”模式营造舒适光环境。将灯具色温设定在 2700K 左右的暖黄光，亮度控制在不超过 5lux，同时通过调节灯具角度，避免光线直射水面，减少对鱼类繁殖活动的潜在影响。系统还会根据季节变化灵活调整开关时间，夏季日落较晚，19：30 开启照明；冬季日落较早，17：00 开启，尽可能契合动植物的自然作息规律。

建筑立面照明管控：针对楼宇亮化带来的光环境问题，智能系统通过光照传感器进行联动控制。当自然光照度达到 300lux 及以上时，自动关闭立面照明；夜间照明亮度也控制在不超过 200cd/m² ，避免强光直接照射居民窗户。

2.3 自然保护区：生态友好型照明

科研监测照明：在鸟类观测场景中，可尝试采用 940nm 波段的红外补光设备，这类光源处于人眼不可见光谱范围，能与夜视相机协同工作实现有效监测。系统搭载雷达感应装置，仅在探测到监测目标时自动启动，单次照明时长严格控制在10 分钟以内，以此减少持续光照对鸟类栖息习性可能产生的干扰。

巡护路径照明：保护区巡护步道的照明设施选用地埋式LED 灯具，将亮度设定在 ⩽3lux 、光束角控制在 ⩽30^∘ ，光线覆盖范围精准限制在路面 0.5 米区域内。同时采用接近自然光的 5000K 色温，并为灯具外壳涂装树皮棕、草绿等伪装色彩，在保障基础照明功能的同时，尽可能降低对周边植被景观的视觉影响。

生态通道照明：针对野生动物穿越公路的生态廊道，推荐采用“低亮度间歇闪烁”的照明模式。将亮度维持在 5lux 水平，以每 30 秒一次（ 0.5Hz 频率）的节奏进行闪烁，既为夜间活动的动物提供必要的方向指引，又避免因强光吸引导致动物长时间停留。根据部分保护区的实践反馈，该模式应用后显著提升

了动物夜间穿越的成功率。

3 未来发展趋势

3.1 与可再生能源深度融合

智能照明有望进一步探索“太阳能 + 储能”供电模式，通过光伏板收集电能（当前转换效率可达 23% 以上），配合锂电池储能（循环寿命约 3000 次），结合光照预测算法（准确率处于 90% 左右水平）实现离网运行。在偏远地区生态监测站的实践中，该模式展现出实现照明零碳排放的潜力，现有试点项目已初步达成连续阴雨天5 天稳定供电的成效。

3.2 AI 预测性调控

基于历史数据训练的 AI 模型（如 LSTM 神经网络），或许能够对不同场景的照明需求进行预测。比如，依据天气预报，或许可以考虑提前 30 分钟左右开启路灯；结合生产计划，也有望对车间照明负荷进行预判，例如批次生产的间歇时段。通过这种方式，调光精度或能从“实时响应”向“提前预判”进阶，能耗或许也会有一定程度的降低，降幅大概在 5%～10% 之间。

3.3 光环境生态效应量化

未来的系统有望融入生态影响评估功能，通过收集动植物活动数据（比如鸟类栖息频次、植物物候变化），为照明参数的优化提供参考。举例来说，若某区域夜行性昆虫数量出现一定程度的减少，系统可考虑适度降低该区域的紫外光占比，进而构建起“照明调控－生态反馈”的良性循环管理模式。

结束语

智能照明系统通过动态调控、精准供能与生态适配，在环保工程中逐步构建起的效益体系。从工业设施的能耗优化实践，到城市光污染治理探索，以及自然保护区的生态照明尝试和污染治理现场的环境适配应用，该技术已显现出一定的环保价值。在实际应用中，建议环保工程根据不同场景特点选择技术方案。例如在工业场景中，可优先考虑设备联动节能技术；生态场景下，侧重采用光谱控制与低干扰的照明方案；城市场景则可更多关注光污染治理与市民体验的平衡，通过合理规划进一步挖掘环保潜力。

参考文献

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