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2023년 12월 17일 (일) 06:10 판
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 침수방지 스마트 빗물받이 시스템
영문 : Smart Rain Gutter System for Flood Prevention
과제 팀명
떡잎방범대
지도교수
오희경 교수님
개발기간
2023년 9월 ~ 2023년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 2019890002 고수림(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 2017890059 임장현
서울시립대학교 환경공학부 2018890011 김대현
서울시립대학교 환경공학부 2019890055 전유정
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
폭우나 호우에 의한 침수를 예방할 수 있고 관리성이 개선된 스마트 빗물받이 시스템
개발 과제의 배경
• 사회기반시설의 건설로 인한 도심지역의 녹지공간 감소와 건물, 도로의 증가로 인한 불투수면적의 증가.
• 불투수면적이 상대적으로 적은 농촌지역과 비교했을 때, 농촌지역은 강수량의 약 45%가 지하로 침수하지만, 도시지역은 강수량의 25% 이내만 침투.
• 불투수면적의 증가로 인한 도시침수 문제를 해결하기 위해 서울시 기준 약 55만 개의 빗물받이가 설치되어 있음.
• 하지만 담배꽁초를 비롯한 각종 쓰레기로 인해 빗물받이에 이물질이 쌓이면 강우시 제역할을 하지 못함.
• 이를 해결하기 위해 각종 시나 구에서 청소 인력을 동원하는데 이 과정에서 막대한 예산이 투입됨 (23년 4, 5월 기준 서울시 예산 약 900억 원).
• 성동구에서는 스마트 빗물받이를 개발하여 설치하였지만, 침수시 제 작동을 하지 못하고 이 또한 설치비가 많이 들어 경제적인 문제도 함께 발생.
• 본설계를 통해 적용하고자 하는 기술은 이물질을 걸러내 빗물받이의 막힘 현상을 최소화하고 관리를 용이하게 함으로써 긍정적인 영향을 줄 것이라 판단됨.
개발 과제의 목표 및 내용
• 본 과제는 기존의 빗물받이를 개선하여 호우 및 태풍으로 인한 침수 피해를 예방하고 관리성을 개선하는 것을 목표로 함.
• 목표 1. 거름망을 사용하여 이물질과 토사 분리
• 목표 2. 담배꽁초를 포함한 이물질을 걸러 비점오염원 저감
• 목표 3. IoT 기술을 이용한 수위 감지 및 이물질 양 모니터링 시스템 설계
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 특허조사 및 특허 전략 분석
도로용 빗물 배수구의 자동개폐 장치 (허원회 외, 2022)
• 서울특별시 성동구 적용된 빗물 배수구의 형태로, 비가 오면 자동으로 덮개가 열리는‘스마트 빗물받이' 개발.
• 장애물이 존재하거나, 비가 오는 경우 덮개가 열리지 않는 상황이 발생.
투수 가능한 환경 친화형 스틸 그레이팅 (김동현, 2007)
• 빗물받이의 그레이팅을 투수성 소재로 덮어 하수관로로 유입되는 이물질 차단.
• 스틸 그레이팅의 바닥면에 골재이탈 방지부재를 고정하고, 상기 격판 사이의 공간에 토르마린이 혼합된 투수성 골재를 충진하여 투수성 골재가 골재이탈 방지부재에 의하여 유지.
• 이미 제작되어져 있는 구조의 스틸 그레이팅을 이용하여 개선된 구조의 스틸 그레이팅 제공.
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
원활한 우수의 배수를 통한 침수 피해 감소
거름망을 통한 비점오염 감소
센서를 활용한 빗물받이 내의 이물질양 측정
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
폭우 시 침수피해복구비용 감소
모니터링을 통한 원활한 빗물받이 관리
원활한 우수의 배수를 통한 침수 피해 감소
기술개발 일정 및 추진체계
설계
설계사양
제품의 요구사항
현 빗물받이의 문제점
이물질이 빗물받이 배관으로 들어가서 관을 막히게 하고, 역류를 발생시킴.
관리자가 이물질이 얼마나 쌓였는지 알 수 없어 주기적인 청소가 이루어지지 않고, 민원이 접수되는 경우에 한하여 비정기적으로 청소가 이루어짐.
빗물받이 청소는 기계를 사용하므로 비용이 많이 들고, 제때 청소가 이루어지지 않을 경우, 호우 시 이물질에 의해 역류가 발생하여 도시침수가 발생함.
요구사항
설계 사양
목적계통도
QFD
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
내용
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용
