01분반 4조
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축
영문 : All-in-One System through the Optimization of Fully Enclosed Smoking Booths and the Introduction of Monitoring
과제 팀명
담배 냄새 싫조?
지도교수
서명원 교수님
개발기간
2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 2021890015 김예진(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 2021890012 김서현
서울시립대학교 환경공학부 2021890019 김지우
서울시립대학교 환경공학부 2021890068 정채인
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
- - 서울시의 흡연시설 중 개방형 흡연부스의 비중이 높아 대기오염 및 간접흡연 피해가 발생하고 있으며, 일부 설치된 폐쇄형 흡연부스는 사후 관리의 부족으로 흡연자의 이용률이 낮은 실정이다.
- - 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.
개발 과제의 배경
- - 국내 흡연율은 감소 추세에 있으나, 여전히 남성 30.0%, 여성 5.0%로 적지 않은 비율을 차지하고 있다.
- - 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.
- - 간접흡연 역시 폐암과 심장병 등 심각한 건강 문제에 노출될 위험이 크며, 만 19세 이상 비흡연자의 공공장소 실내 간접흡연 노출률은 21.1%에 이른다.
- - 따라서 흡연자들이 실제로 이용할 수 있는 흡연구역을 조성하는 동시에, 흡연율을 점진적으로 낮추기 위한 방안이 필요하다.
개발 과제의 목표 및 내용
“완전폐쇄형 흡연부스 최적화 및 모니터링 도입을 통한 All-in-One 시스템 구축”
- 1. 흡연부스 내 유해물질 정화 필터의 효율을 높여, 유해물질 저감 수준을 향상시키고 경제성을 극대화한다.
- 2. 흡연부스 내에 모니터링 시스템을 도입해 내부 공기질 관리를 쉽게 할 수 있도록 한다.
- 3. 흡연부스의 에너지 효율을 높여, 환경적 및 경제적 측면에서 우수한 성과를 낼 수 있도록 한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 기술현황
- 특허조사 및 특허 전략 분석
가. 흡연용 부스
나. Ceramic Catalst Filter
다. 지능형 흡연부스 시스템
라. 흡연부스
- 기술 로드맵
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
가. 에어로메이트
나. 수공아이앤씨
- 마케팅 전략 제시
Strength
- 정화배출방식의 채택
- 완전폐쇄형 흡연시설의 도입
- 모니터링 시스템을 통한 공기질 관리 및 에너지 절
Weakness
- 높은 초기 설치 비용
- 시설 크기에 따른 최적화 필
Opportunity
- 완전폐쇄형 흡연시설을 통한 시민건강 보호
- 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연자 건강 및 쾌적성 향상
- 흡연시설 표준화를 통한 도시 환경 개
Threat
- 설계도 비공개로 인한 불확실성
- 정화효율에 대한 불확실
마케팅 전략
개발과제의 기대 효과
기술적 및 사회적 기대효과
1. 기술적 기대효과
- - 3중 필터가 설치된 흡연부스 내 집진기로 설계를 간소화하여 경제성을 확보함.
- - 공기질 모니터링 시스템을 통한 흡연시설 유지 및 관리 효율을 향상시킴.
2. 사회적 기대효과
- - 해당 흡연부스의 도입으로 유해물질의 외부 확산을 방지하고 간접흡연으로 인한 피해를 최소화함.
- - 모니터링 시스템 도입을 통한 관리 효율 증대로 관리 주체의 유지보수 비용을 절감하고, 지속가능한 운영을 도모함.
- - 어플리케이션 연동으로 시민에게 흡연 부스 관련 정보를 편리하게 공개함.
경제적 기대효과
(1)편익
- 보건 피해 저감 비용
보건 피해 저감 비용 = ① 길거리 간접흡연 노출인구 산정 x ② PAF x ③ 질병별 사회적 비용/인
- 환경 피해 저감 비용
환경 피해 저감 비용 = 감소된 오염물질 배출량(kg/년) x 피해 단가(원/kg)
(2)비용
- - 비용은 초기 비용과 유지관리 비용으로 구분하였다.
- - 초기 비용에 포함되는 제품 자재 비용과 제품 설치 비용의 총 합계는 30,006,993원으로 산정하였다.
- - 유지관리 비용은 1,317,081원/년으로 산정하였다. 서울시 내 흡연부스를 300대 설치한다고 가정할 경우, 총 비용은 9,397,220,400원으로 산정되었다.
- 초기 비용
초기 비용 = 제품 자재 비용 + 제품 설치 비용
- 유지관리 비용
유지관리 비용 = 전력 비용 + 청소 비용 + 소모품 교체 비용
(1) 전력 비용
- - 흡연부스에 필요한 전력량 및 그 비용은 냉난방 가동과 조명 기구에 의한 전력으로 산출하였다.
- - 냉난방 및 조명 가동 시간 산출
Ø 점심시간(11:30-14:30) 및 저녁 시간(17:30-20:30)은 지속 가동 Ø 새벽 시간(00:00-06:00)은 가동 X Ø 나머지 12시간: 시간당 평균 10.1명 x 12시간 x 5(분/명) = 2.02 시간 가동 ⇒ 하루 총 8.02시간 냉난방 및 조명 가동 필요
- - 냉난방 전력 소비량 계산
Ø ASHRAE 산업 표준: 소형 공간 냉난방 전력 소비량 50W/m3 Ø 흡연부스 부피: 4m x 2.5m x 2.7m = 2.7m3 Ø 환기 팬 소비 전력 0.5kW/hr ⇒ 시간당 1.85kW 필요
- - 조명기구 전력 소비량 게산
Ø 흡연부스 필요 밝기: 400lux Ø 필요 총 밝기: 면적 x 조도= 10m2 x 400lux = 4000lm Ø 필요 소비 전력(kW)= 필요밝기(lm)/LED효율(lm/W) = 4000lm/100(lm/W) = 40W/hr ⇒ 시간당 40W 필요
- - 1년 전력 요금
*봄, 가을(3-5월, 9-10월): 91.9(원/kW) / 여름(6-8월): 132.4(원/kW) / 겨울(11-2월): 119(원/kW) (한국전력공사) 봄, 가을 = 하루당 1,393.20원⇒ 213,160.21원 여름 = 하루당 2,007.18원⇒ 184,660.93원 겨울 = 하루당 1,804.04원⇒ 216,484.80원 ⇒ 총 617,305.94원
(2) 청소 비용
- - 내부 청소:200,000원/회 (주기: 6개월)
:- 총 계: 400,000원/년
(3) 소모품 교체 비용
- - 배관 교체: 207,000원, 인건비:10,000원 (교체 주기: 12.5년)
- - 필터 교체(PRE + Carbon): 82,778원
:- 총 계: 299,775원/년
(3)B/C Ratio
상단 편익 및 비용 산정을 통해 계산한 B/C Ratio는 다음과 같다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
구성원 및 추진체계
공통 분담
1) 발표를 위한 자료조사 및 ppt 제작
2) 과제 주제 선정 및 자료 조사
3) 관련 기술 및 제품 조사/분석
4) 개념설계 및 상세설계
5) 프로토타입 제작
개별 분담
김예진: 경쟁력분석 발표, 최종설계 발표, 3D 흡연부스 제작, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석
김서현: 개념설계 발표, 시연물 발표, 3D 필터 설계, 흡연부스 시연물 제작, 비용 분석
김지우: 상세설계 발표, 최종설계 발표, 3D 부품 제작, 흡연부스 시연물 제작
정채인: 과제제안서 발표, 포스터 제작, 포스터 발표, 시연물 아두이노 코드
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
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
