R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C133322-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 실내미세먼지 60%저감 및 인체쾌적지수 30%향상을 위한 인공지능 기반 창호환기시스템 원천모델 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-06-30 ~ 2018-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 박진철 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
9명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 215,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 215,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 360,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 360,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 중앙대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 연구배경 ① 미세먼지 등 외기오염에 따른 미세먼지 차단 창호시스템 개발 필요성 대두 -하루 85%이상 실내에서 거주하는 현대인에게 실내공기질 관리는 매우 중요 -미세먼지 등 대기오염으로 자연환기만으로 실내공기 정화 불가 -일반 주택의 경우 별도의 환기 및 필터시스템의 미비로 인해, 자연환기를 하지 않을 경우 이산화탄소, 라돈, 악취 등 실내 오염 물질 축적으로 인한 실내공기질 악화 (거주용 건축 : 국내 전체 건축물의 61% 차지) -외부 미세먼지 차단을 위한 창호 전면 단순 필터 장착으로 창호의 원척적 기능인 시야확보 장애 발생 및 실내？외 환경에 따른 유연한 활용 불가(3M 자연환기필터 등) -따라서, 실시간 모니터링으로 대기오염물질 또는 실내공기질에 따른 자동 창호 개폐가능 인텔리전트 창호환기시스템 기술 필요성 대두 ② 건강한 삶을 위하여 사용자 중심의 쾌적 환경 조성 시스템 개발 필요 ？ 쾌적한 실내 환경은 삶의 질 향상 및 건강을 유지하는데 기본적 요건 ？ 하지만, 도심지 현대인의 대부분이 실외보다 더 오염되어 있는 실내에서 악취와 각종 유해물질을 흡입하며 하루 중 85%이상을 거주 ？ 따라서, 인공지능 기반사용자 편의성과 쾌적한 실내 환경 및 건강한 실내공기질 조성을 위한 적절 환기 문제 해결 필요 ③ ‘4차산업혁명’에 따른 인공지능형 실내 환경 제어 기술 개발의 시의성 대두 ？ 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 정보통신기술과 건축분야의 접목을 통한 초연결(hyperconnectivity)과 초지능(superintelligence)혁신 필요 ？ 인공지능 및 사물일터넷(IoT) 활성화 정책 및 시장 규모 성장에 비하여 건축？실내환경분야 응용 수준 미미 (전 세계 인공지능 시장규모 2015년 2억 달러 → 2024년 110억 달러 전망) ？ 창호시장 성장률은 점차 하락추세를 보이며 신기술 개발을 통한 창호 시장 활성화 시급 (2014년 기준 국내 창호시장 규모 약 2조 3천억원, 환기시스템 시장규모 약 1조 1500억원 ; 창호시장 성장률 2014년 대비 현재20% 하락 추세) ？ 따라서, 인공지능 기반 지능형 인텔리전트 창호환기시스템 기술 개발 필요 [최종목표] ○ 정전방식 기반 미세먼지(PM2.5~10) 차단 창호환기시스템 개발 - 유지 관리가 쉽고 경제성이 높은 정전필터를 활용하여 (초)미세먼지 차단 - 황사 및 미세먼지 등 외기 상태의 제약 없는 자유로운 환기 가능 - 공기유입로에 팬(FAN)삽입하여 풍속에 따른 자연환기 & 기계환기 병행사용으로 환기성능 및 실내공기 정화 효과 상승 - 전열교환기 필터 삽입으로 효율적 필터교체 가능 및 건물 에너지 소비량 최소화 - 창호 환기시스템 Mock-up 성능평가 - Test Bed 현장적용 성능평가 및 최적화 ○ 쾌적한 실내환경(30% 향상) 조성을 위한 인공지능(AI)기반 알고리즘 개발 - 인공지능(AI)을 기반으로 하여 미세먼지(PM2.5, PM10), 이산화탄소, 라돈 등 실내 유해물질의 제거에 있어서 환기, 창호개폐, 냉·난방의 우선순위 결정 알고리즘 - 인공지능의 자가 학습을 통한 재실자 맞춤형 환기 및 실내환경 조성 가능 - 인공신경망 및 인공지능(AI), 딥러닝(Deep Learning) 활용 창호 환기시스템과 사물인터넷(IoT) 네트워크 구축으로 스마트 홈오토메이션 등 적용성 및 확장성 극대화 - 실내·외 온·습도, 기류, 날씨 등을 고려한 자동 환기 및 창호 개폐 판단 ○ 사물인터넷(IoT) 기반 복합 센서 모듈 개발 - 재실자의 행동 및 상태, 실내·외 기후 및 온습도 상태 인지를 통한 실내 환경 조성 - 사물인터넷(IoT) 적용 재실자 행동 및 재실 유무에 따른 환기시스템 ON/OFF 및 창호개폐 제어 ○ Open API 및 IoT 활용 가능한 플랫폼(Platform) 및 서버(Server)구축 - Open API 활용 상시 모니터링을 통한 대기환경 및 실내환경 정보 활용 - 냉·난방기구, 출입문, 세탁기, 주방기구 등 실내 전자 시스템과의 네트워크망 및 워크스테이션 구축으로 창호환기시스템의 적용성 및 확장성 극대화 [연구내용 및 범위] ○ 연구 주요 내용 0 정전방식 기반 미세먼지(PM2.5~10) 차단 창호환기시스템 개발 - 유지 관리가 쉽고 경제성이 높은 정전필터를 활용하여 (초)미세먼지 차단 - 황사 및 미세먼지 등 외기 상태의 제약 없는 자유로운 환기 가능 - 공기유입로에 팬(FAN)삽입하여 풍속에 따른 자연환기 & 기계환기 병행사용으로 환기성능 및 실내공기 정화 효과 상승 - 전열교환기 필터 삽입으로 효율적 필터교체 가능 및 건물 에너지 소비량 최소화 - 창호 환기시스템 Mock-up 성능평가 - Test Bed 현장적용 성능평가 및 최적화 0 인공지능(AI) 기반 쾌적한 실내환경 조성 알고리즘 개발 - 인공지능(AI)을 기반으로 하여 미세먼지(PM2.5, PM10), 이산화탄소, 라돈 등 실내 유해물질의 제거에 있어서 환기, 창호개폐, 냉·난방의 우선순위 결정 알고리즘 - 인공신경망의 자가 학습을 통한 재실자 맞춤형 환기 및 실내환경 조성 가능 - 인공신경망 및 인공지능(AI), 딥러닝(Deep Learning) 활용 창호 환기시스템과 사물인터넷(IoT) 네트워크 구축으로 스마트 홈오토메이션 등 적용성 및 확장성 극대화 - 실내·외 온·습도, 기류, 날씨 등을 고려한 자동 환기 및 창호 개폐 판단 0 사물인터넷(IoT) 기반 복합 센서 모듈 개발 - 재실자의 행동 및 상태, 실내·외 기후 및 온습도 상태 인지를 통한 실내 환경 조성 - 사물인터넷(IoT) 적용 재실자 행동 및 재실 유무에 따른 환기시스템 ON/OFF 및 창호개폐 제어 0 Open API 및 IoT 활용 가능한 플랫폼(Platform) 및 서버(Server)구축 - Open API 활용 상시 모니터링을 통한 대기환경 및 실내환경 정보 활용 - 냉·난방기구, 출입문, 세탁기, 주방기구 등 실내 전자 시스템과의 네트워크망 및 워크스테이션 구축으로 창호환기시스템의 적용성 및 확장성 극대화 |
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| 색인어 | 한글 | 미세먼지 | 환기시스템 | 창호 | 인공지능 | 인체쾌적지수 |
| 영문 | Fine dust | ventilation system | window system | artificial intelligence | comfort index | |
| 최종보고서 | 중앙대학교_실내미세먼지 60%저감 및 인체쾌적지수 30%향상을 위한 인공지능 기반 창호환기시스템 원천모델 개발_최종보고서.pdf | |||||