저승조

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 지하역사 승강장 내 미세먼지 킬체인(Fine Dust Kill-Chain)시스템 개발 및 구축

영문 : Research and development of fine dust Kill-Chain system for citizen-friendly subway platform

과제 팀명

저승조

지도교수

동종인 교수님

개발기간

2019년 9월 ~ 2019년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 2014890033 박동완(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 2014890010 김기현

서울시립대학교 환경공학부 2014890028 도영진

서울시립대학교 환경공학부 2014890038 박태현

서론

1) 과제 요약

● 지하철 승강장내 미세먼지 오염원의 기원을 두 가지로 나누어서 생각했으며 ‘외기 유입’과 ‘선로 유입’이 있음을 인지함.

● ‘외기 유입’ 중 승강장 미세먼지 농도에 영향을 주는 요인은 2가지로 식별되었고 ‘출/입구에서 유입되는 미세먼지’와 ‘급/배기구에서 유입되는 미세먼지’로 나눌 수 있음.

● ‘선로 유입’ 승강장 미세먼지 농도와 중금속 농도에 영향을 주는 요인은 선로 마모로 주로 급정차 시, 지하철이 가속되는 승강장의 선로에서 주로 일어났음.

● ‘외기 유입’의 경우 미세먼지의 제거를 위해 여러 가지 기술이 검토 되었으며(예) 싸이클론 집진기, 전동 집진기 등) 그 결과 역사 외부에 유리문이 없는 경우 유리문을 설치하고, 급기구에 여과 집진기를 추가적으로 설치하여 ‘외기 유입’으로 인한 승강장 미세먼지 농도 악화를 방지하고자 하였음.

● ‘선로 유입’의 경우 미세먼지의 제거를 위해 여러 가지 기술(여과막, 물을 이용한 일시적 농도 제거)이 검토 되었으나 중금속을 효율적이고 경제적으로 제거 할 수 있는 방법은 자성체를 이용하는 것임을 알았음.

● 그 결과 만약 한 시스템만 사용되게 된다면 ‘외기 유입’의 경우 미세먼지 농도 중 95%를 저감 할 것으로 기대되고, ‘자성집진장치’ 또한 경우 미세먼지 농도 중 95% 중금속 성분 50%를 제거 할 것으로 예상됨.

2) 과제 설계 범위

● 본 설계에서는 체계적으로 설계 범위를 설정하고 다양한 참고 문헌 및 기술 현황들을 조사하며 구체적인 연구 추진 순서 및 방법으로 합리적인 설계 목표를 설정하고 수행하였음.

① 공간적 범위

● 지하역사 내 시민들이 지하철을 기다리는 승강장

② 내용적 범위

● 미세먼지 저감 관련 연구 및 기술 개발 현황 조사

● 관련 기술 특징 및 제품 구매처의 경제성 분석 제시

③ 기술적 범위

● 기존 기술 개선과 문제점 보완을 통한 기술 연구 및 개발

● 입체적이고 요약적인 최종 설계 모형(Prototype) 제작[]

개발 과제의 목표와 내용

1) 지하역사 외부 공기의 승강장 유입

● 지하철 공기의 유입은 지하역사 외부 공기가 승강장으로 유입되는 경로(급기, 외기 오염물질 유입)와 지하철 터널 공기의 승강장 유입(터널 미세먼지 유입)으로 크게 나누어 볼 수 있음.

● 이번 과업에 있어 지하역사 내 승강장에서의 미세먼지 저감의 목적에 부합하는 구체적인 설계목표는 외기로부터 유입되는 총 미세먼지의 95%를 저감하고 선로로부터 유입되는 미세먼지 중 VOC는 95% 퍼센트 저감, 자성을 띄는 중금속 성분을 50% 퍼센트 저감 하는 것임.

● 지하 역사 내 승강장으로 유입되는 미세먼지 중 상당 부분을 차지 하는 것이 외부로부터 들어오는 공기의 유입임.

● 외기의 유입원은 크게 두 가지로 다시 나누어 볼 수 있는데 ‘출입구에서 지하역사 내로 들어오는 공기’와 ‘외부에서 강제로 내부로 공기를 순환시키는 급기’가 있음.

● 특히 외부에서 들어오는 공기 양의 상당량이 출입구에서 지하역사 내로 들어오면서 오염된 공기를 유입시키고 있으며, 외부에서 강제로 내부로 공기를 순환시키는 급기, 자연적으로 공기를 급기해주는 자연급기가 있음.

● 대부분의 지하철 역사의 출입구는 미세먼지 유입에 대한 대책이 없으며, 미세먼지가 많은 날의 경우 오염물들이 무방비로 유입되어 지하역사의 공기질이 악화됨.

● 미세먼지의 농도가 낮은 날이라도 보도 근처에 설치되어 있는 환기구의 위치가 충분히 높지 않은 경우(1.5m이하)는 다량의 이물질들로부터 VOC의 유입이 지속적으로 일어나고 있음.

● 따라서, 유입 시 미세먼지에 대한 차단이나 미세먼지가 저감되어 개선된 공기를 승강장으로 유입시킬 필요가 있음.

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적 및 사회적 파급효과

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

조립도

내용

조립순서

내용

부품도

내용

제어부 및 회로설계

내용

소프트웨어 설계

내용

자재소요서

내용

결과 및 평가

완료작품 소개

프로토타입 사진

내용

포스터

내용

특허출원번호 통지서

내용

개발사업비 내역서

내용

완료 작품의 평가

내용

향후평가

내용

부록

참고문헌 및 참고사이트

내용

소프트웨어 프로그램 소스

내용

저승조

목차