R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717TBIP-C111792-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 물부족 문제의 해결을 위한 건축물 단위의 저비용/저에너지 물수요 관리기술 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-04-27 ~ 2018-01-26 | |||||
| 연구책임자 | 이광희 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 337,000,000 원 기업 : 226,000,000 원 계 : 563,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 712,000,000 원 기업 : 476,000,000 원 계 : 1,188,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 해성엔지니어링 (주) | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
서울대학교 내 건물들의 용도를 기숙사, 업무용, 체육관시설 등으로 분류 ,건 물용도에 맞는 물수지 분석을 통하여 건물 용도에 적합한 물수지를 도출한다. 빗물과 저농도 오수의 활용을 통한 물재이용 기술과 절수형 변기를 통한 물사 용량 절감을 통하여 개선된 물수지를 여름철 옥상과 건축물 측면에 냉각수로 이용하여 건축물의 온도를 저하시킴으로써 저에너지 건축물을 구성한다. 또한 개선된 물수지를 겨울철에는 옆건물로 공급, 옆건물의 물수지 개선까지 고려할 계획이다. 빗물과 저농도 오수 정화에 나노버블 기술을 도입하여 기존 물재이 용 시설보다 에너지가 적게 소요되는 물 재이용 시스템을 구성하려한다. [최종목표] 건물 용도별 물수지 분석을 통한 용도별 최적의 물재이용 비율을 산정한다. 또 한 절수형 변기 개발을 통하여 용도별 상수사용량 30~50%를 구성하는 화장실 변기 세정수를 기존 15L에서 2.5L로 절감시킴으로써 개별 건물의 물 자급률을 극대화한다. 물재이용수의 여름철 옥상 및 건물 측면 냉각수로의 활용을 통해 기존 냉방 전력을 30% 절감시키며 겨울철에서 물재이용수를 옆 건물에 공급해 줌으로써 개별 건물의 물 자급을 넘어서 생산까지 할 계획이다. 마지막으로 물 재이용 시스템에 나노버블을 이용한 AOP 공정을 적용, 기존 물재이용 시스템 보다 저비용, 저에너지 시스템을 구축, 운영 가능한 물재이용 시설을 설치할 계 획이다. [연구내용 및 범위] 국내외를 막론하고 기존에 거의 모든 빗물이용시스템들의 공통적인 한계점은 용량설계과정에서 단순 모델링에 의존하거나 5㎥ 이하의 규모 또는 짧은 운전 기간에서 얻은 운전자료에 기초하여 그 용량이 결정되었다는 점이다. 따라서 상수대체율, 사용일수와 같은 주요한 운전인자들로 그 효율을 평가할 때, 그 결 과가 당연히 저조하게 나온다. 이러한 한계를 극복하려면 50㎥의 실제 빗물이 용시설에서 다년간 지속적으로 얻어진 운전 자료를 참고하여 빗물이용시스템의 용량을 산정해야한다. 서울대학교 빗물연구센터에서는 세계물협회 IWA에서 발 행하는 잡지인 Water 21의 표지기사로 실린 서울시 광진구 스타시티 빗물이용 시설(07년 5월~현재, 3000㎥)과 서울대 대학원기숙사 빗물이용시설(04년 3 월~현재, 200㎥)을 직접 설계하였고, 현재까지 운전하고 있다. 즉, 대규모의 실제 빗물이용시설의 설계경험과 장기간동안 얻은 운전자료에 기초하여 본 연 구팀은 빗물이용시스템의 용량을 가장 최적의 값으로 설계할 수 있으며, 최적 의 운전조건을 도출할 수 있다. 또한 기존의 빗물이용시스템은 양호한 수질의 빗물을 집수하기 위하여 대부분 의 지붕면을 집수면으로 활용하였다. 즉, 집수가능한 빗물의 양이 매우 제한적 이었고, 집수한 빗물의 활용처도 제한적이다. 빗물집수량을 증대시키려면 다양 한 집수면의 활용이 필요하나 지붕이외의 집수면은 오염인자들이 많아 양호한 수질의 빗물을 집수하기 어렵다. 본 연구팀은 빗물이용시스템의 집수량을 극대 화시키기 위하여 다양한 집수면으로부터 빗물을 집수하고, 침전, 여과와 같은 저비용-저에너지 수처리기법의 적용과 수처리시스템을 조합하여 사용목적에 맞 는 물을 공급할 것이다. 특히, 빗물이용시설의 장점중의 하나인 비상용수 확보 의 관점에서 세계 최초로 빗물의 음용수화에 부산물이 없는 저비용-저에너지 소독기술을 적용할 것이다. 이렇게 본 연구팀은 대규모 빗물이용시설의 설계 및 다년간의 운전경험, 그리 고 수처리에 대한 이론적 실험적 지식을 바탕으로 기존의 빗물이용시스템 설계 와 운전에 있어 여러 한계점을 극복하고 빗물이용시스템의 최적설계 및 운전조 건을 도출할 것이다. 본 연구는 수량측면에서 풍부한 중수처리수와 수질측면에서 청정한 빗물을 상 호 연계하여 초고도, 저에너지를 특징으로 하는 “빗물, 중수 통합 운영한 건물 내 물재이용 자급시스템”을 개발함으로써, 지속가능한 발전을 실현하는 환경보 전 물 순환 시스템 구축 건축물의 물수요 관리를 실증하는데 있다. 이를 위해 직입식 배출원리를 적용하여 절수형 양변기의 사용 수량을 2.5리터 로 최소화하고 기존 절수형 변기들의 단점인 배출력 약화와 막힘현상을 해소한 초절수 양변기의 개발할 계획이며 초미세기포를 활용한 오존의 살균력 및 잔류 효과 조절이 가능한 저비용-고효율 오존처리 장치 개발할 계획이다. 결과적으 로 건축물 내에서 저에너지/저비용으로 물자급이 가능한 물재이용 및 절약 시 스템을 통합 설치하여 효율을 극대화시킬 수 있다. |
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| 영문 | hydrological balance | water-saving toilets | fine bubble | graywater | green technology | |
| 최종보고서 | 2.최종보고서ver2(해성엔지니어링).pdf | |||||