https://capstone.uos.ac.kr/env/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=2024enveng04env wiki - 사용자 기여 [ko]2026-04-22T07:37:22Z사용자 기여MediaWiki 1.28.2https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356901분반 4조2024-12-19T14:36:07Z<p>2024enveng04: /* (1) 공기정화부 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
===프로토타입 사진 혹은 작동 장면===<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
===포스터===<br />
<br />
[[파일:4조포스터.png]]<br />
<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
<br />
[[파일:4조사업비1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조사업비2.png]]<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
<br />
:- 실제 부스를 구현하여 유해물 저감 성능(PM10, VOCs, CO 등), 공기 순환 및 정화 효율, 필터의 내구성과 유지관리 용이성, 에너지 소비량 및 비용 절감 효과, 사용자 만족도 등을 종합적으로 검증해볼 수 있음.<br />
:- 이를 통해 기술적·경제적·환경적 측면에서 본 설계의 실효성을 입증하고, 기존 개방형 흡연부스와의 비교 평가를 통해 완전폐쇄형 흡연부스의 우수성을 확인할 수 있을 것이라 기대됨.</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356801분반 4조2024-12-19T14:35:40Z<p>2024enveng04: /* (2) 댐퍼 및 배관 설계 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
===프로토타입 사진 혹은 작동 장면===<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
===포스터===<br />
<br />
[[파일:4조포스터.png]]<br />
<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
<br />
[[파일:4조사업비1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조사업비2.png]]<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
<br />
:- 실제 부스를 구현하여 유해물 저감 성능(PM10, VOCs, CO 등), 공기 순환 및 정화 효율, 필터의 내구성과 유지관리 용이성, 에너지 소비량 및 비용 절감 효과, 사용자 만족도 등을 종합적으로 검증해볼 수 있음.<br />
:- 이를 통해 기술적·경제적·환경적 측면에서 본 설계의 실효성을 입증하고, 기존 개방형 흡연부스와의 비교 평가를 통해 완전폐쇄형 흡연부스의 우수성을 확인할 수 있을 것이라 기대됨.</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356701분반 4조2024-12-19T14:34:22Z<p>2024enveng04: /* 특허 출원 내용 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
===프로토타입 사진 혹은 작동 장면===<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
===포스터===<br />
<br />
[[파일:4조포스터.png]]<br />
<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
<br />
[[파일:4조사업비1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조사업비2.png]]<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
<br />
:- 실제 부스를 구현하여 유해물 저감 성능(PM10, VOCs, CO 등), 공기 순환 및 정화 효율, 필터의 내구성과 유지관리 용이성, 에너지 소비량 및 비용 절감 효과, 사용자 만족도 등을 종합적으로 검증해볼 수 있음.<br />
:- 이를 통해 기술적·경제적·환경적 측면에서 본 설계의 실효성을 입증하고, 기존 개방형 흡연부스와의 비교 평가를 통해 완전폐쇄형 흡연부스의 우수성을 확인할 수 있을 것이라 기대됨.</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356601분반 4조2024-12-19T14:34:03Z<p>2024enveng04: /* 완료 작품의 소개 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
===프로토타입 사진 혹은 작동 장면===<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
===포스터===<br />
<br />
[[파일:4조포스터.png]]<br />
<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
<br />
[[파일:4조사업비1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조사업비2.png]]<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
<br />
:- 실제 부스를 구현하여 유해물 저감 성능(PM10, VOCs, CO 등), 공기 순환 및 정화 효율, 필터의 내구성과 유지관리 용이성, 에너지 소비량 및 비용 절감 효과, 사용자 만족도 등을 종합적으로 검증해볼 수 있음.<br />
:- 이를 통해 기술적·경제적·환경적 측면에서 본 설계의 실효성을 입증하고, 기존 개방형 흡연부스와의 비교 평가를 통해 완전폐쇄형 흡연부스의 우수성을 확인할 수 있을 것이라 기대됨.<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356501분반 4조2024-12-19T14:31:44Z<p>2024enveng04: /* 포스터 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
====포스터====<br />
<br />
[[파일:4조포스터.png]]<br />
<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356401분반 4조2024-12-19T14:31:31Z<p>2024enveng04: /* 포스터 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
====포스터====<br />
<br />
[[파일:4조포스터.png]]<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356301분반 4조2024-12-19T14:31:16Z<p>2024enveng04: /* 프로토타입 사진 혹은 작동 장면 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
<br />
[[파일:4조시연물.png]]<br />
<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1356201분반 4조2024-12-19T14:30:12Z<p>2024enveng04: /* (2) 출입감지부 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.png]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조코드2.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1355901분반 4조2024-12-19T14:29:39Z<p>2024enveng04: /* (1) 공기정화부 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
이를 위해 작성한 아두이노 코드 일부는 다음과 같다.<br />
[[파일:4조코드1.png]]<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.pg]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%BD%94%EB%93%9C2.png&diff=13558파일:4조코드2.png2024-12-19T14:28:43Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%BD%94%EB%93%9C1.png&diff=13557파일:4조코드1.png2024-12-19T14:27:57Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1355601분반 4조2024-12-19T14:26:36Z<p>2024enveng04: /* (1) 공기정화부 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.png]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.pg]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1355501분반 4조2024-12-19T14:26:21Z<p>2024enveng04: /* (1) 공기정화부 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
공기정화부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노1.pg]]<br />
<br />
:- VOC, CO, 일산화탄소, 미세먼지에 대한 공기질 측정 센서를 활용해서 실시간으로 흡연부스 내 공기질을 파악함.<br />
:- 측정된 데이터는 공기정화장치와 연동되어 공기질 관리가 가능하도록 함.<br />
:- 측정된 유해인자의 위해 정도는 내부 경보등으로 표시됨.<br />
<br />
===(2) 출입감지부===<br />
<br />
출입감지부의 아두이노 설계 도안은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조아두이노2.pg]]<br />
<br />
:- 인체 감지 센서는 적외선 감지로 사용자의 움직임을 인식하며, 이를 아두이노 보드로 전송함.<br />
:- 내부 조명은 인체 감지 센서에서 신호가 감지될 경우 자동으로 켜지며, 사용자가 없을 때는 꺼짐.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1355201분반 4조2024-12-19T14:21:20Z<p>2024enveng04: /* 이론적 계산 및 시뮬레이션 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
<br />
==제어부 및 회로설계==<br />
<br />
[[파일:4조아두이노모식도.png]]<br />
<br />
===(1) 공기정화부===<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1355101분반 4조2024-12-19T14:19:39Z<p>2024enveng04: /* 조립 순서 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
<br />
(2) 인체감지기 설치<br />
:- 부스 내부에 인체감지기를 설치함.<br />
:- 인체감지기는 아두이노 및 LED 조명 등과 추가로 연결함,<br />
<br />
<br />
(3) 공기질센서 설치<br />
:- 유해물질 감지기를 부스 내부에 설치하고, 타겟 오염물질의 기준치 준수 여부를 측정함.<br />
:- 해당 센서는 아두이노 및 환기팬 등과 추가로 연결함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1354601분반 4조2024-12-19T14:15:42Z<p>2024enveng04: /* 조립도 및 조립 순서 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
<br />
====조립 순서====<br />
(1) 완전폐쇄형 흡연부스 일부배기 환기시스템 조립<br />
:- 부스를 중형 규격(4x2.4x2.7) 비율에 맞춰 조립함.<br />
:- 천장에는 3개의 집진부를 설치함.<br />
:- 배관을 통해 집진부에서 나온 공기는 하나의 흐름으로 합쳐지도록 함.<br />
:- 합쳐진 배관은 부스 외벽으로 나와 측면에서 부스와 연결되도록 함.<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1354501분반 4조2024-12-19T14:13:43Z<p>2024enveng04: /* 조립도 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조부품도.png]]<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1354401분반 4조2024-12-19T14:13:27Z<p>2024enveng04: /* 상세설계 내용 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
<br />
===조립도 및 조립 순서===<br />
====조립도====<br />
[[파일:4조조립도.png]]<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1354301분반 4조2024-12-19T14:10:05Z<p>2024enveng04: /* (1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 '''0.875m2'''이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
<br />
====(2) 댐퍼 및 배관 설계====<br />
<br />
- 집진기 과부하 예방을 위해, 환기량 중 30%(567m3/h)는 댐퍼를 이용해 외부로 배출하고자 함.<br />
<br />
- 이에 따라, 댐퍼의 각도를 ''17.5︒''로 산정함.<br />
<br />
[[파일:4조댐퍼.png]]<br />
<br />
- 댐퍼에서 30%의 공기가 배출된 후 남는 공기량은 1,323(m3/hr)며, 이때 공기 흐름 속도는 7m/s로 가정하였다.<br />
<br />
<br />
====(3) 흡연부스 측면 공기 유입 노즐 설계====<br />
<br />
- 흡연부스 벽면에서 정화된 공기가 유입되기 위해, 공기 유입 노즐이 필요함.<br />
- 공기 흐름 속도를 0.2m/s로 가정했을 때, 필요한 노즐의 면적은 1.84m2임.<br />
<br />
Q = A x v<br />
(Q: 공기 순환량(m3/hr), A: 총 노즐 면적(m2), v: 공기 흐름 속도(m/s))<br />
<br />
- 노즐 하나당 직경을 5cm로 가정했을 때, 필요한 노즐의 개수는 '''937개(78 x 12)'''임.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1354101분반 4조2024-12-19T14:03:55Z<p>2024enveng04: /* (1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
- 최종 환기량 1,890m3/hr 및 공기 흐름 속도 0.2m/s를 이용해 필요한 집진기의 필요 면적은 0.875m2이다.<br />
<br />
- 따라서 흡연부스 집진부 규격 3D 도면은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조상단.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1353801분반 4조2024-12-19T14:00:26Z<p>2024enveng04: /* 유해물질 저감 필터의 선정 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
====CCF 필터 세척주기 산정====<br />
<br />
:- 앞서 계산한 환기량 및 오염물질 발생량을 이용해 CCF 필터의 세척 주기를 산정함.<br />
:- CCF 필터 최대 부하량(250Pa, 21.6g/L)을 오염물질 발생량 단위에 맞게 변환한 값은 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조ccf.png]]<br />
<br />
:- 해당 값을 이용해 3개의 CCF 필터를 세척해야 하는 주기는 '''281.46 day'''로 산정됨.<br />
<br />
<br />
===흡연부스 시스템 설계===<br />
<br />
====(1) 흡연부스 상단 필터 및 집진부 규격 설계====<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%82%AC%EC%97%85%EB%B9%842.png&diff=13534파일:4조사업비2.png2024-12-19T13:55:38Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%82%AC%EC%97%85%EB%B9%841.png&diff=13533파일:4조사업비1.png2024-12-19T13:55:27Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%ED%8F%AC%EC%8A%A4%ED%84%B0.png&diff=13532파일:4조포스터.png2024-12-19T13:55:04Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%8B%9C%EC%97%B0%EB%AC%BC.png&diff=13531파일:4조시연물.png2024-12-19T13:54:50Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B82.png&diff=13530파일:4조아두이노2.png2024-12-19T13:54:40Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B81.png&diff=13529파일:4조아두이노1.png2024-12-19T13:54:29Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B8%EB%AA%A8%EC%8B%9D%EB%8F%84.png&diff=13528파일:4조아두이노모식도.png2024-12-19T13:54:16Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EB%B6%80%ED%92%88%EB%8F%84.png&diff=13527파일:4조부품도.png2024-12-19T13:54:03Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EB%8C%90%ED%8D%BC.png&diff=13526파일:4조댐퍼.png2024-12-19T13:53:47Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%83%81%EB%8B%A8.png&diff=13524파일:4조상단.png2024-12-19T13:53:35Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0ccf.png&diff=13523파일:4조ccf.png2024-12-19T13:53:24Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1350901분반 4조2024-12-19T13:30:08Z<p>2024enveng04: /* 유해물질 저감 필터의 선정 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs 제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1350801분반 4조2024-12-19T13:29:35Z<p>2024enveng04: /* 흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
===유해물질 저감 필터의 선정===<br />
:- 흡연부스 공기 내부순환을 위한 필터부를 설계함.<br />
:- 설계한 필터부는 실내 공기 중 입자성 물질 포집을 위한 '''집진장치''', 먼지 제거를 위한 '''Pre Filter''', PM10 및 VOCs <br />
제거를 위한 '''CCF''', 냄새제거를 위한 '''Carbon Filter'''와 실내 공기 흡입을 위한 '''배기팬'''으로 구성됨.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1350201분반 4조2024-12-19T13:27:11Z<p>2024enveng04: /* 흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
'''(2) 오염물질 발생량 계산'''<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 568.114.82 µg/m3임.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1350101분반 4조2024-12-19T13:26:41Z<p>2024enveng04: /* 흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
(2) 오염물질 발생량 계산<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조실내기준.png]]<br />
<br />
:- 문헌을 참고해 계산한 내부공기질 평균은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질.png]]<br />
<br />
:- 총 발생량 산정을 위해, 성동구 흡연부스 이용인원(1일 평균 1,200~1,600명) 값을 이용함.<br />
:- 1인당 흡연 평균은 3.35개비로 가정함.<br />
:- 이에 따른 총 오염물질 발생량은 다음과 같음.<br />
<br />
[[파일:4조오염물질총.png]]<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%98%A4%EC%97%BC%EB%AC%BC%EC%A7%88%EC%B4%9D.png&diff=13498파일:4조오염물질총.png2024-12-19T13:24:06Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%98%A4%EC%97%BC%EB%AC%BC%EC%A7%88.png&diff=13496파일:4조오염물질.png2024-12-19T13:23:53Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EC%8B%A4%EB%82%B4%EA%B8%B0%EC%A4%80.png&diff=13495파일:4조실내기준.png2024-12-19T13:23:41Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1349201분반 4조2024-12-19T13:21:38Z<p>2024enveng04: /* 흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
'''(1) 환기량 계산'''<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
'''Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)'''<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
(2) 오염물질 발생량 계산<br />
:- 타겟 오염물질은 흡연 시 대기오염 및 인체 피해에 기여도가 큰 PM10, VOCs, CO로 한정함.<br />
:- 다중이용시설 실내공기질 기준은 다음과 같음.<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1348901분반 4조2024-12-19T13:19:45Z<p>2024enveng04: /* 이론적 계산 및 시뮬레이션 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
<br />
===흡연부스 환기량 및 오염물질 발생량 계산===<br />
<br />
(1) 환기량 계산<br />
:- 환기량 계산을 위해 시간당 환기횟수(ACH)를 이용함.<br />
:- 일본과 미국의 ACH 권고 기준을 참고하여, 본 설계의 환기 횟수를 70ACH로 설정함.<br />
:- 이에 따른 필요 환기량은 다음과 같음.<br />
Q = ACH x V = 70(/h) x 27(m3) = 1,890(m3/h)<br />
(Q: 환기량(m3/h), V: 공간의 부피(m3)<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1348401분반 4조2024-12-19T13:14:54Z<p>2024enveng04: /* 평면 모식도 및 3D 모식도 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도2.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
내용<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EB%AA%A8%EC%8B%9D%EB%8F%842.png&diff=13483파일:4조모식도2.png2024-12-19T13:14:30Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1348201분반 4조2024-12-19T13:13:43Z<p>2024enveng04: /* 3D 모식도 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===평면 모식도 및 3D 모식도===<br />
<br />
[[파일:4조모식도.png]]<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
내용<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%EB%AA%A8%EC%8B%9D%EB%8F%84.png&diff=13480파일:4조모식도.png2024-12-19T13:10:05Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1347901분반 4조2024-12-19T13:09:37Z<p>2024enveng04: /* 개념설계안 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
===3D 모식도===<br />
<br />
<br />
==이론적 계산 및 시뮬레이션==<br />
내용<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1347701분반 4조2024-12-19T13:06:11Z<p>2024enveng04: /* (2)비용 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
'''- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
'''- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
내용<br />
<br />
===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br />
내용<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=2024%ED%95%99%EB%85%84%EB%8F%84_2%ED%95%99%EA%B8%B0&diff=133492024학년도 2학기2024-12-19T11:22:36Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div>==Course Information==<br />
<br />
과목명 : [2024.2학기] 환경종합설계<br />
<br />
담당교수 : 구자용 교수님, 서명원 교수님<br />
<br />
<br />
<br />
==Course Description==<br />
<br />
환경공학 간 분야의 기초지식을 바탕으로 창의설계와 요소설계에서 습득한 설계능력을 십분발휘하여 환경, 윤리, 사회 각 분야의 이슈들을 고려하는 종합적인 설계를 하도록 한다.<br />
창의적인 환경공학 설계를 위하여 설계방법과 절차를 배우고, 실제로 과제를 부여하며, 팀을 구성하여 팀별로 과제의 수행과 발표 및 토론을 통하여 공학적인 설계감각과 공학인증에서 요구하는 여러가지 학습성과를 달성한다<br />
<br />
==Ongoing Project==<br />
===2024년 2학기===<br />
<br />
<br />
*'''[[01분반 1조|01분반 1조 H2S2H조]]''' - 최*수 (팀장),이*영, 전*형, 조*진 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 2조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 3조|01분반 3조 水호해조]]''' - 안*연 (팀장),김*연, 양*은, 이*원 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 4조|01분반 4조 담배냄새싫조?]]''' - 김*진 (팀장),김*현, 김*우, 정*인 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 5조|01분반 5조 폼폼푸린]]''' - 서*수 (팀장),성*명, 윤*영, 이*희 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 6조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 7조|01분반 7조 속이쓰리디]]''' - 공*호 (팀장),김*석, 김*빈, 윤*범 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 8조|01분반 8조 히트다 Heat!]]''' - 김*섭 (팀장),김*준, 양*모, 임*제 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 9조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br><br />
<br />
*'''[[01분반 10조|01분반 10조 타이어드(Tire D)]]''' - 노*철 (팀장), 김*성, 이*엽, 최*훈 <br><br />
<br />
<br />
<br />
*'''[[02분반 1조|02분반 1조 메탄탄후루후루]]''' - 조*희 (팀장), 여*형, 정*수, 조*주 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 2조|02분반 2조 맨홀 안ZONE]]''' - 이*연 (팀장), 변*진, 문*현, 노*진 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 3조|02분반 3조 창지기]]''' - 최*성 (팀장),강*진, 김*수, 김*우 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 4조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 5조|02분반 5조 엉차!엉차!]]''' - 신*승 (팀장),김*연, 정*규, 박*현 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 6조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 7조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br><br />
<br />
*'''[[02분반 8조]]''' - 이*매 (팀장),김*매, 박*매, 방*매 <br></div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=01%EB%B6%84%EB%B0%98_4%EC%A1%B0&diff=1334601분반 4조2024-12-19T11:22:16Z<p>2024enveng04: /* 완료작품의 평가 */</p>
<hr />
<div><div>__TOC__</div><br />
<br />
==프로젝트 개요==<br />
=== 기술개발 과제 ===<br />
''' 국문 : ''' 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축<br />
<br />
''' 영문 : ''' All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring<br />
<br />
===과제 팀명===<br />
담배 냄새 싫조?<br />
<br />
===지도교수===<br />
서명원 교수님<br />
<br />
===개발기간===<br />
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)<br />
<br />
===구성원 소개===<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우<br />
<br />
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인<br />
<br />
<br />
==개발 과제의 개요==<br />
[[파일:과제개요.png]]<br />
====개발 과제 요약====<br />
:- 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.<br />
:- 본 과제는 이러한 문제를 해결하기 위해 완전폐쇄형 흡연실의 최적화 및 모니터링 기술을 도입한 All-in-One 시스템을 구축하고, 기존 흡연부스의 낮은 공기 정화율과 높은 비용 문제를 개선하고자 하였다.<br />
<br />
====개발 과제의 배경====<br />
:- 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.<br />
:- 흡연 시 1인당 발생하는 미세먼지(PM10)량은 10~10.7 µg/m³에 달하며, 담배 연기에는 미세먼지와 더불어 69종의 1군 발암물질과 7,000여 종의 유해물질이 포함되어 있다. <br />
:- 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.<br />
:- 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.<br />
<br />
====개발 과제의 목표 및 내용====<br />
'''“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”'''<br />
:1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.<br />
:2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.<br />
:3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵.png]]<br />
===기술개발 일정 및 추진체계===<br />
====개발 일정====<br />
[[파일:4조개발일정.png]]<br />
<br />
====구성원 및 추진체계====<br />
[[파일:4조추진체계.png]]<br />
<br />
'''공통 분담'''<br />
<br />
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작<br />
<br />
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사<br />
<br />
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석<br />
<br />
4) 개념설계 및 상세설계<br />
<br />
5) 프로토타입 제작<br />
<br />
<br />
'''개별 분담'''<br />
<br />
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석<br />
<br />
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작<br />
<br />
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드<br />
<br />
==관련 기술의 현황==<br />
====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br />
<br />
'''- 기술현황'''<br />
<br />
[[파일:4조기술현황.png]]<br />
<br />
'''- 특허조사 및 특허 전략 분석'''<br />
<br />
가. 흡연용 부스<br />
<br />
[[파일:4조특허1.png]]<br />
<br />
나. Ceramic Catalst Filter<br />
<br />
[[파일:4조특허2.png]]<br />
<br />
다. 지능형 흡연부스 시스템<br />
<br />
[[파일:4조특허3.png]]<br />
<br />
라. 흡연부스<br />
<br />
[[파일:4조특허4.png]]<br />
<br />
'''- 기술 로드맵'''<br />
<br />
[[파일:4조기술로드맵2.png]]<br />
<br />
===시장상황에 대한 분석===<br />
<br />
'''- 경쟁제품 조사 비교'''<br />
<br />
가. 에어로메이트<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사1.png]]<br />
<br />
나. 수공아이앤씨<br />
<br />
[[파일:4조경쟁사2.png]]<br />
<br />
'''- 마케팅 전략 제시'''<br />
<br />
'''Strength'''<br />
<br />
- 정화배출방식의 채택<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입 <br />
<br />
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절<br />
<br />
'''Weakness'''<br />
<br />
- 높은 초기 설치 비용<br />
<br />
- 시설 크기에 따른 최적화 필<br />
<br />
'''Opportunity'''<br />
<br />
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호<br />
<br />
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상<br />
<br />
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개<br />
<br />
'''Threat'''<br />
<br />
- 설계도 비공개로 인한 불확실성 <br />
<br />
- 정화효율에 대한 불확실<br />
<br />
<br />
'''마케팅 전략'''<br />
<br />
[[파일:4조마케팅전략.png]]<br />
<br />
==개발과제의 기대 효과==<br />
===기술적 및 사회적 기대효과===<br />
<br />
'''1. 기술적 기대효과'''<br />
:- 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.<br />
:- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.<br />
<br />
'''2. 사회적 기대효과'''<br />
:- 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.<br />
:- 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.<br />
:- 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.<br />
<br />
[[파일:4조UI.png]]<br />
<br />
===경제적 기대효과===<br />
<br />
[[파일:4조편익비용.png]]<br />
<br />
====(1)편익====<br />
<br />
* 보건 피해 저감 비용<br />
<br />
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인<br />
<br />
[[파일:4조편익1.png]]<br />
<br />
[[파일:4조편익2.png]]<br />
<br />
* 환경 피해 저감 비용<br />
<br />
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)<br />
<br />
[[파일:4조편익3.png]]<br />
<br />
====(2)비용====<br />
<br />
:- 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.<br />
:- 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다. <br />
:- 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.<br />
<br />
* 초기 비용<br />
<br />
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용<br />
<br />
[[파일:4조비용1.png]]<br />
<br />
* 유지관리 비용<br />
<br />
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용<br />
<br />
(1) 전력 비용<br />
:- 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.<br />
<br />
:- 냉난방 및 조명 가동 시간 산출<br />
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 <br />
Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X <br />
Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 <br />
⇒ '''하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요'''<br />
<br />
:- 냉난방 전력 소비량 계산<br />
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 <br />
Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 <br />
Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr <br />
⇒ '''시간당 1.85kW 필요'''<br />
<br />
:- 조명기구 전력 소비량 게산<br />
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux <br />
Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm <br />
Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr<br />
⇒ '''시간당 40W 필요'''<br />
<br />
:- 1년 전력 요금<br />
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사)<br />
봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 <br />
여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 <br />
겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원<br />
⇒ '''총 617,305.94원'''<br />
<br />
(2) 청소 비용<br />
:- 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)<br />
''':- 총 계: 400,000원/년'''<br />
<br />
(3) 소모품 교체 비용<br />
:- 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)<br />
:- 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원<br />
''':- 총 계: 299,775원/년'''<br />
<br />
====(3)B/C Ratio====<br />
<br />
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.<br />
<br />
[[파일:4조BC.png]]<br />
<br />
==설계==<br />
<br />
===제품의 요구사항===<br />
<br />
(D: 필요사항, W: 희망사항)<br />
<br />
[[파일:4조요구사항.png]]<br />
<br />
===목적 계통도===<br />
<br />
[[파일:4조목적계통도.png]]<br />
<br />
===QFD (Quality Function Deployment)===<br />
<br />
[[파일:4조QFD.png]]<br />
<br />
==개념설계안==<br />
내용<br />
<br />
===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br />
내용<br />
<br />
==상세설계 내용==<br />
내용<br />
<br />
==완료 작품의 소개==<br />
====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br />
내용<br />
====포스터====<br />
[[파일:종합설계_포스터.pdf]]<br />
<br />
===관련사업비 내역서===<br />
내용<br />
<br />
===완료작품의 평가===<br />
<br />
[[파일:4조평가.png]]<br />
<br />
===향후계획===<br />
내용<br />
<br />
===특허 출원 내용===<br />
내용</div>2024enveng04https://capstone.uos.ac.kr/env/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:4%EC%A1%B0%ED%8F%89%EA%B0%80.png&diff=13343파일:4조평가.png2024-12-19T11:21:50Z<p>2024enveng04: </p>
<hr />
<div></div>2024enveng04