01분반 2조 0존

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 유해물질 감지 기반 연구실 자동 환기 및 실시간 모니터링 시스템

영문 : Hazardous Substance Detection-Based Laboratory Automatic Ventilation and Monitoring System

과제 팀명

0존

지도교수

서명원 교수님

개발기간

2025년 03월 ~ 2025년 06월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 20**8900** 유**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 20**8900** 김**

서울시립대학교 환경공학부 20**8900** 이**

서울시립대학교 환경공학부 20**8900** 황**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

본 과제는 연구실 내 유해가스나 화학물질 누출로 인한 안전사고를 사전에 예방하고, 보다 쾌적하고 안전한 실험 환경을 조성하기 위한 자동 환기 및 공기질 모니터링 시스템을 구축하는 데 목적이 있다. 연구실에서 발생하는 다양한 유해물질을 실시간으로 감지할 수 있는 센서를 설치하고, 이 데이터를 기반으로 환기 시스템이 자동으로 작동하도록 구성한다. 기준 농도를 초과할 경우 환기 시스템이 가동되어 실내 공기를 신속히 배출하며, 이러한 작동 상태는 웹 기반 대시보드에서 실시간으로 확인할 수 있어 연구원들이 직관적으로 위험 상황을 인지하고 대응할 수 있다. 이 시스템을 통해 연구실 내 사고를 줄이고, 연구원의 건강과 장비를 보호하는 동시에, 안전의식을 고취키는 데 기여하고자 한다.

개발 과제의 배경 및 효과

화학물질에 대한 노출은 사람의 몸으로 흡수될 수 있는 물질과의 접촉을 의미한다. 노출을 평가한다는 것은 측정 등을 통하여 흡수의 가능성을 추정하는 것을 말한다. 공기 중에 가스와 증기, 흡입성 입자로 존재하는 것은 주로 호흡기계를 통해서 근로자의 몸으로 들어간다. 호흡기계는 인체에 대한 화학물질의 가장 중요한 흡수경로이다. 어떤 물질은 피부나 소화기계를 통해서 흡수되기도 한다. 화학물질을 사용할 때 환기 등 적정한 관리대책을 수립하여 유해성을 낮추었다 해도 환기의 부적절, 근로자의 부주의 등으로 노출 가능성이 높다면 위험은 높을 수 있다.

과학기술정보통신부의 ‘연구실 안전사고 현황’에 따르면 2023년 연구실 안전사고는 395건을 기록했으며, 부상자가 401명으로 처음 400명을 넘어섰다. 연도별로 보면 2020년 225건에서 2021년 291건, 2022년 326건에 이어 2023년 395건으로 점차 가파르게 늘고 있다. 뿐만 아니라 부상자 중 후유장해 등급을 받은 중상자도 2020년 4명, 2021년 6명, 2022년 11명 등을 기록하다 2023년 21명으로, 사고가 2배가량 늘어나는 동안 중상자는 5배 늘어난 것으로 강도도 점차 커지는 추세다. 
지난해 과학기술정보통신부는 유해물질 노출도가 높은 기관 400곳을 집중 관리하는 한편 연구원들이 안전 교육과 연구실 점검 등에 활용할 수 있는 모바일 애플리케이션 ‘랩스’(Labs) 등을 출시했지만, 출시 50여일 간 다운로드 건수는 500여 회에 그친 것으로 나타났다. 이러한 연구실 안전사고 증가와 연구자들의 낮은 안전의식을 고려할 때, 단순한 교육과 점검만으로는 실질적인 변화를 기대하기 어렵다.
 실제로 서울시립대학교 환경공학부의 약 8개 연구실을 대상으로 연구실 안전관리 현황에 대해 설문조사를 진행한 결과, 연구실 내 공기질에 대해 대체로 불만족을 표했으며, 약 60% 이상이 화학사고를 경험했다고 답했다. 그럼에도 불구하고 70% 이상이 안전장비를 착용하지 않고 있으며, 일부 연구자들은 자연 환기가 충분하다고 판단해 인공적인 환기 장치를 가동하지 않는 것으로 드러났다. 
따라서 연구원들의 안전의식을 높이고 연구실 내 유해물질 노출 위험을 줄이기 위해 자동 환기 시스템을 도입하여, 연구원이 별도로 환기 장치를 조작하지 않더라도 최적의 공기질을 유지할 수 있도록 자동화된 시스템을 구축하고자 한다. 또한, 연구원들이 실시간으로 유해물질 농도를 확인할 수 있는 모니터링 인터페이스를 개발하여 시각적이고 직관적인 방식으로 데이터를 전달하여 위험 여부를 쉽게 인지할 수 있도록 하여, 보다 안전한 환경에서 연구를 수행하고 실험실 내의 화학사고를 최소화하는 것이 목표이다.

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

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설계 사양

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개념설계안

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이론적 계산 및 시뮬레이션

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상세설계 내용

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결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

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포스터

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완료작품의 평가

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향후계획

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특허 출원 내용

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