특허 명세서 초안 (변리사 검토용)

특 허 명 세 서

출원인 초안 — 변리사 검토 및 보정 전

【출원인】

명칭	주식회사 브록스 (BLOCX)
대표자	권호성
주소	경기도 김포시 김포한강4로 420번길 30 한강비즈나인 지식산업센터 1231호
관련 특허	환기시스템용 유로선택형분기관 및 주방후드연동형 환기시스템 (10-20250015674)

【발명의 명칭】

각실 통합 센서와 스마트 에어 허브를 이용한 재실감지 기반 환기 제어 및 안전관제 통합 시스템

【기술분야】

본 발명은 건축물의 환기 분배기에 각실 센서 데이터를 수집·분석하는 통합 제어 기능을 결합하여, 각실별 재실 인원 기반 환기량 분배 및 거주자 안전관제를 통합 수행하는 스마트 에어 허브 시스템에 관한 것이다.

【배경기술】

건축법에 의한 기계환기 의무화 규정에 따라, 100세대 이상의 공동주택은 기계식 환기장치를 의무적으로 설치하여야 하며, 이에 따라 환기 분배기(급배기 분기관)가 각 실에 공기를 분배하기 위해 함께 설치된다.
기존 분배기의 한계:
- OPEN/CLOSE 2단계 제어만 가능하여, 각실 공기질에 기반한 비례제어가 불가능하다.
- 녹색건축물 인증 환기 1등급에서 요구하는 각실별 공기질 기반 환기량 제어 요구사항을 충족하지 못한다.
- 기존 분배기는 공기질 측정에 한정되어 있어 재실 인원 감지 및 안전관제 기능이 부재하다.
기존 분배기의 기구적 한계:
- 급기 분배부와 배기 분배부의 외형 형상 및 높이 제약으로 인하여 동일 수직선상의 적층(積層) 배치가 구조적으로 불가하여, 각각 상이한 위치에 분산 설치해야 하며, 이에 수반하여 복수의 점검개구부가 세대 내 천장면에 산재(散在)하여 실내 의장(意匠)의 통일성을 현저히 저해한다.
- 종래의 풍량 조절 댐퍼는 회동축(回動軸)을 중심으로 한 회전 개폐 방식으로서 전개(全開) 또는 전폐(全閉)의 이단(二段) 제어만이 가능하여, 각실의 공기질 및 재실 상태에 연동한 연속적 풍량 비례제어를 실현할 수 없고, 녹색건축물 인증기준이 요구하는 각실별 독립 풍량 가변 제어를 충족하기 어렵다.
1인 가구가 전체 가구의 34.5%(약 750만 가구)를 차지하며, 독거노인 고독사가 연간 3,500명 이상 발생하는 심각한 사회문제로 대두되고 있다.
기존 재실감지 및 안전관제 방식의 한계:
- 카메라(CCTV) 기반: 사생활 침해 및 거주자의 심리적 거부감이 현저하여, 주거 공간 내 상시 설치에 적합하지 않다.
- 적외선(PIR) 센서 기반: 인체의 존재 여부(재실 유무)만을 감지할 수 있을 뿐, 낙상·호흡 이상·장시간 미동 등 거주자의 안전 상태에 대한 감지는 불가능하며, 정지 상태의 인체를 감지하지 못한다.
- 각실 CO2·미세먼지 센서만 배치하는 방식: 오염물질 농도가 기준치를 초과한 이후에 사후적으로 환기가 작동되므로, 법정 환기량(시간당 0.5회)의 한계 내에서 공기질 개선 속도가 느리고, 거주자가 이미 오염된 공기에 노출된 후에야 대응이 이루어진다.
- 별도 안전장비: 추가 설치 비용이 발생하며, 환기 시스템과 별도로 구축해야 한다.
기존 시스템은 환기 제어와 안전관제가 분리되어 있어, 양 기능을 위해 별도의 장비와 인프라에 이중 투자가 필요한 문제점이 있다.

선행기술 분석

문헌번호	핵심 내용	본 발명과의 차이점
KR102408312B1	레이더 기반 바이탈사인 모니터링	환기장치와의 연관 없음, 분배기 없음
KR20130001025A	욕실 환기시스템 (자동 환기 제어)	안전감지 기능 없음, 분배기 없음
KR101204328B1	재실감지 기반 환기 제어 (Kinect 방식)	프라이버시 침해, 분배기 없음
기존 분배기 특허	공기질 기반 환기 분배 제어	재실감지/안전판단 기능 없음, 비례제어 미흡

【발명이 해결하고자 하는 과제】

각실에 통합 센서를 설치하여 재실 인원 및 공기질을 정확히 파악한다.
분배기를 스마트 에어 허브로 업그레이드하여, 각실 센서 데이터를 통합 수집·분석하는 두뇌 역할을 수행하게 한다.
CO2가 실내에 축적되기 이전에 재실 인원 수를 감지하여 1인당 필요 환기량을 산출함으로써, 사후 대응이 아닌 사전 예방적 공기질 관리를 실현하고, 에너지를 최적화하며 녹색건축물 인증 환기 1등급을 달성한다.
동일 센서 데이터로 안전관제까지 수행하여 별도 안전장비 설치를 불필요하게 한다.
어떤 환기장비(ERV/HRV)에도 호환되는 범용 통합 제어 시스템을 제공한다.

【과제의 해결 수단】

본 발명의 시스템은 다음의 구성요소를 포함한다:

(a) 각실 통합 센서 모듈

각 실의 천장 또는 벽면에 설치되며, 다음의 센서를 포함한다:

비접촉 재실 감지 센서: 인체 존재 여부, 인원 수, 움직임 상태, 호흡 패턴을 감지한다. 바람직한 실시예로서 FMCW 방식의 밀리미터파(mmWave) 레이더 센서를 사용할 수 있다.
CO2 센서: 실내 CO2 농도를 측정한다.
미세먼지 센서: PM2.5 및 PM10 농도를 측정한다.
통신부: 유선(RS-485) 또는 무선(Zigbee/LoRa/Wi-Fi) 방식으로 스마트 에어 허브에 센서 데이터를 전송한다.

(b) 스마트 에어 허브 (분배기)

복수의 실과 각각 연결되는 급배기 덕트, 각 덕트의 풍량을 개별 제어하는 댐퍼, 및 통합 컨트롤러를 포함하며, 단순한 공기 분배 장치를 넘어 각실 센서 데이터를 수집·분석하여 환기 제어와 안전관제를 통합 수행하는 "두뇌" 역할을 한다. 구체적으로 다음의 기능부를 포함한다:

환기 제어부: 각실 센서 모듈로부터 수신한 재실 인원 수와 공기질 데이터에 기반하여 각실별 환기량을 산출하고, 댐퍼 개도를 비례제어(0~100%)한다. 특히, CO2 농도가 기준치를 초과하기 전에 재실 인원 수 기반으로 1인당 필요 환기량을 선제적으로 공급하여, 사후 대응이 아닌 사전 예방적 공기질 관리를 실현한다.
안전 판단부: AI 알고리즘에 기반한 재실 데이터의 시계열 분석을 통해 거주자의 안전 이상 여부를 정밀하게 판단하며, 오감지를 최소화하고 감지 정확성을 향상시킨다.
환기장비 지령부: ERV 또는 HRV에 총 풍량 지령만을 전달하며, 환기장비의 종류에 무관하게 호환된다.
외부 연동부: 월패드, 룸컨트롤러(선택), IoT 앱, BLE 스마트폰 등과 연동한다.

(c) 기구적 구성

급배기 적층형 일체 하우징 구조:

급기 분배부와 배기 분배부를 곡면(曲面) 외형의 원형 라운드 하우징으로 구성하여, 동일 수직선상에 적층(積層) 배치가 가능하도록 단면 높이를 최소화한 일체형 구조를 채택한다.
상기 적층 구조에 의하여 급기 분배부와 배기 분배부를 단일 시공 공정으로 동시 설치할 수 있어, 시공 효율성 및 설치 공간 활용도가 향상된다.
적층 배치에 의하여 종래 복수 개소에 분산되던 점검개구부를 하단 1개소로 통합하여, 세대 내 천장면의 의장(意匠) 통일성을 확보한다.
상기 통합 점검개구부의 위치에 선택적으로 정보 표시 장치(디스플레이)를 배치할 수 있어, 점검개구부에 실질적 기능성을 부여한다.

직선 병진형(竝進型) 풍량 조절 댐퍼:

종래의 회동축(回動軸) 중심 회전 개폐식 댐퍼를 대체하여, 덕트 토출구 방향과 동축(同軸)으로 배치된 회전축의 나사부(螺絲部) 회전에 의해 유선형(流線型) 개폐체가 덕트 축방향으로 이동하는 스크류 구동식 댐퍼를 채택한다.
상기 직선 병진형 댐퍼는 전폐(全閉, 0%)에서 전개(全開, 100%)까지의 개도(開度)를 연속적으로 가변 제어할 수 있어, 각실별 정밀 풍량 비례제어를 실현한다.
통합 컨트롤러의 환기 제어부가 산출한 각실별 목표 환기량에 따라 댐퍼 개도를 0~100% 범위에서 정밀 구동하며, 이를 통하여 녹색건축물 인증기준이 요구하는 각실별 독립 풍량 가변 제어를 충족한다.

(d) 안전 판단부의 구체적 판단

상기 안전 판단부는 다음의 이상 상태를 판단한다:

낙상 감지: 인체의 급격한 높이 변화(서있는 상태에서 바닥 높이로의 급강하)를 감지하고, 이후 설정 시간 이상 바닥 높이에서 정지 상태가 지속되는 경우 낙상으로 판단
장시간 미동: 특정 실에서 움직임 없이 인체가 감지되는 상태가 설정 시간 이상 지속
호흡 이상: 호흡 패턴이 감지되지 않거나 불규칙한 상태
장기 부재 (선택적, 거주자 동의 시): 전 실에서 인체가 감지되지 않는 상태가 설정 시간 이상 지속
생활 패턴 이탈 (선택적, 거주자 동의 시): 학습된 시간대별 재실 패턴 대비 통계적 이상치가 감지

(e) AI 기반 패턴 학습부 (선택적 구성)

AI 기계학습 알고리즘을 활용하여 재실 데이터의 시계열 분석을 수행하고, 거주자의 생활 패턴을 자동으로 학습한다. 학습된 패턴에 기반하여 해당 실에 거주자가 진입할 것으로 예측되는 시점 이전에 환기를 선제 가동함으로써, 거주자 진입 시 이미 쾌적한 공기질이 확보된 상태를 유지한다. 구체적으로 다음을 수행한다:

시간대별 각실 재실 패턴 학습
거주자가 해당 실에 진입할 것으로 예측되는 시점 이전에 환기를 선제 가동하는 예측 환기
이상 패턴 판단 기준선 자동 설정

(f) 외부 연동

다음의 연동을 수행한다:

월패드: RS-485 또는 TCP/IP 프로토콜로 연동하여, 각실 재실 상태, 공기질, 환기 상태를 표시하고 안전 이상 시 알림을 전달
룸컨트롤러 (선택): 각실 또는 중앙에 설치된 룸컨트롤러가 있는 경우, 해당 실의 공기질 및 재실 상태를 표시하도록 연동 가능
IoT 앱: Wi-Fi 기반 원격 모니터링, 안전 이상 시 보호자 스마트폰에 알림 전송
BLE: 스마트폰 연동을 통해 사전 등록된 비상연락처로 SMS 자동 발송
관리사무실: 다세대 통합 관제 시스템과 연동

【발명의 효과】

각실 개별 통합 센서를 통한 재실 인원 감지 및 공기질 파악으로, 인원 기반 선제적 환기 제어와 안전관제를 동시에 실현
CO2 농도가 기준치를 초과하기 전에 재실 인원 수 기반으로 필요 환기량을 선제적으로 공급하여, 사후 대응이 아닌 사전 예방적 공기질 관리를 실현하며, 재실 인원 비례 환기 제어로 30~65% 에너지 절감
녹색건축물 인증 환기 1등급 달성 용이
동일 센서 데이터로 안전관제까지 수행하여 별도 안전장비 불필요 (이중 투자 제거)
분배기가 두뇌 역할을 수행하여 환기장비(ERV/HRV) 종류에 무관하게 호환 가능
프라이버시 보호 (영상 촬영 없는 비접촉 방식)
기존 분배기 설치 규격 호환 (교체만으로 스마트 에어 허브로 업그레이드 가능)
월패드, 룸컨트롤러(선택), IoT 앱 등 다양한 기기와 통합 연동
낙상감지 센서가 구비된 외부 환기장치와의 데이터 연동이 가능하여 안전관제 범위를 확장할 수 있음
곡면 외형의 적층형 일체 하우징 구조에 의하여 급배기 분배부의 수직 적층 배치가 가능하여, 시공 공정 단축 및 설치 공간 활용도가 향상됨
복수의 점검개구부를 단일 개소로 통합하여 세대 내 천장면의 의장 통일성을 확보함
나사 구동 축방향 이동식 댐퍼의 유선형 개폐체에 의한 전폐(0%)~전개(100%) 무단계 연속 비례제어로 각실별 독립 풍량 가변 제어를 실현하며, 유선형 형상에 의한 기류 저항 최소화로 에너지 손실을 억제함

【도면의 간단한 설명】

도 1: 시스템 전체 구성도 (각실 센서 → 스마트 에어 허브 → ERV + 월패드/룸컨(선택)/앱)
도 2: 통합 센서 모듈 구성 (mmWave + CO2 + PM + 통신부)
도 3: 스마트 에어 허브(분배기) 내부 구성 (덕트, 댐퍼, 컨트롤러, 디스플레이(선택))
도 4: 환기 제어 흐름도 (재실+공기질 → 환기량 산출 → 댐퍼 제어)
도 5: 안전 판단 흐름도 (재실 패턴 분석 → 이상 판단 → 알림)
도 6: 다단계 알림 체계 흐름도
도 7: 패턴 학습 및 예측 제어 흐름도
도 8: 외부 연동 구성 (월패드/룸컨(선택)/앱/관리사무실)
도 9: 낙상감지 센서 구비 외부 환기장치와의 연동 구성
도 10: 급배기 적층형 일체 하우징 구조도 (곡면 외형 원형 라운드 하우징, 수직 적층 배치, 통합 점검개구부)
도 11: 나사 구동 축방향 이동식 풍량 조절 댐퍼 구조도 (동축 회전축, 나사부, 유선형 개폐체, 전폐~전개 무단계 비례제어)

※ 도면은 텍스트로 설명만 기재하였으며, 실제 도면은 변리사가 별도 작성합니다.

【발명의 상세한 설명】

이하, 본 발명의 각 구성요소에 대해 상세하게 설명한다.

1. 각실 통합 센서 모듈

본 발명에서 각실 통합 센서 모듈은 각 실의 천장 또는 벽면에 설치되며, 비접촉 재실 감지 센서, CO2 센서, 미세먼지 센서(PM2.5/PM10)를 통합적으로 포함한다. 비접촉 재실 감지 센서의 바람직한 실시예로서 FMCW 방식의 밀리미터파 레이더 센서를 사용할 수 있으며, 이 경우의 사양은 다음과 같다:

방식: FMCW(주파수변조연속파)
주파수 대역: 60GHz (또는 24GHz)
안테나 구성: 송신 안테나 3개, 수신 안테나 4개 (예시)
감지 거리: 0.5 ~ 6m
감지 각도: 약 ±60°
데이터 갱신 주기: 100ms
출력 데이터: 인체 존재 여부, 인원 수, 움직임 상태, 호흡율
CO2 센서 측정 범위: 0 ~ 5,000ppm (NDIR 방식)
미세먼지 센서: PM2.5/PM10 (레이저 산란 방식)
통신: RS-485 (유선) 또는 Zigbee/LoRa/Wi-Fi (무선)

2. 스마트 에어 허브 (분배기)

스마트 에어 허브는 기존 분배기의 물리적 형태(급배기 덕트, 댐퍼)를 유지하면서, 통합 컨트롤러를 내장하여 각실 센서 데이터를 수집·분석하는 두뇌 역할을 수행한다. 급배기 분배기를 현실적 높이에서 중첩 설치 가능하도록 구성하고, 하단 점검구를 1개로 통합한다.

3. 기구적 구성

3-1. 급배기 적층형 일체 하우징 구조

본 발명의 스마트 에어 허브는 급기 분배부와 배기 분배부를 곡면(曲面) 외형의 원형 라운드 하우징으로 설계하여, 각 분배부의 단면 높이를 최소화함으로써 동일 수직선상에 적층(積層) 배치가 가능한 일체형 구조를 실현한다.

종래의 분배기는 급기 분배부와 배기 분배부의 단면 높이가 커서 수직 적층이 구조적으로 불가하였고, 이에 따라 세대 내 상이한 위치에 분산 설치해야 하여 복수의 점검개구부가 천장면에 산재(散在)하는 의장적 문제가 있었다.

본 발명에서는 곡면 외형 설계에 의한 단면 높이 최소화로 급배기 분배부의 수직 적층을 가능하게 하여, 이하의 기술적 효과를 달성한다:

단일 시공 공정에 의한 급배기 분배부의 동시 설치 — 시공 효율성 향상
설치 소요 공간의 축소 — 천장 내 공간 활용도 향상
점검개구부의 단일 개소 통합 — 세대 내 천장면 의장 통일성 확보
상기 통합 점검개구부 위치에 정보 표시 장치(디스플레이)의 선택적 배치 가능 — 점검개구부의 기능적 효용성 부여

3-2. 나사 구동 축방향 이동식 풍량 조절 댐퍼

본 발명의 스마트 에어 허브에 구비되는 풍량 조절 댐퍼는, 종래의 회동축(回動軸) 중심 회전 개폐식(전개/전폐 이단 제어)을 대체하여, 덕트 토출구 방향과 동축(同軸)으로 배치된 회전축 및 상기 회전축에 형성된 나사부(螺絲部)를 포함하는 스크류 구동 구조를 채택한다. 상기 나사부의 회전에 의하여 유선형(流線型) 개폐체가 덕트 축방향을 따라 전진 또는 후퇴하며, 상기 개폐체의 축방향 이동량에 따라 토출구의 유효 유로(流路) 단면적이 연속적으로 가변되어, 전폐(0%)에서 전개(100%)까지의 개도(開度)를 무단계(無段階)로 정밀 제어할 수 있다.

상기 유선형 개폐체는 기류(氣流)의 흐름 저항을 최소화하는 형상으로 설계되어, 개도 변화에 따른 압력 손실의 급격한 변동을 억제하고 안정적인 풍량 비례제어를 실현한다.

구동 방식: 토출구 동축 회전축의 나사부(스크류) 회전 → 유선형 개폐체의 덕트 축방향 직선 이동으로 변환
제어 범위: 전폐(0%) ~ 전개(100%) 무단계 연속 비례제어
개폐체 형상: 유선형(流線型) — 기류 저항 최소화 및 압력 손실 안정화
제어 주체: 통합 컨트롤러의 환기 제어부가 산출한 각실별 목표 환기량에 따라 회전축 구동량을 정밀 제어
기술적 효과: 녹색건축물 인증기준이 요구하는 각실별 독립 풍량 가변 제어의 충족 및 재실 인원 비례 선제적 환기 제어의 실현

4. 환기 제어부

재실 인원 수에 따른 환기량 계산: Q = N × Q_base (N: 재실 인원, Q_base: 1인당 기준 환기량). 이를 통해 CO2가 실내에 축적되기 이전에 재실 인원 수 기반으로 필요 환기량을 선제적으로 공급한다.
공기질 데이터(CO2, PM) 복합 반영: 재실 인원과 공기질을 모두 고려한 환기량 산출
각실 댐퍼 비례제어: 0~100% 개도 조절
빈 방: 최소 환기량으로 감소 (최소 설정값)
ERV/HRV에는 총 풍량 지령만 전달 → 장비 종류 불문 호환

5. 안전 판단부

낙상 판단: 인체의 급격한 높이 변화(예: 1초 이내 60cm 이상 하강) 감지 후 바닥 높이에서 설정 시간(예: 30초) 이상 정지 시 낙상으로 판단
장시간 미동 판단: 특정 실에서 움직임 없이 인체 감지가 설정 시간 이상 지속
호흡 이상: 호흡 패턴 미감지 또는 불규칙
장기 부재 판단 (선택적, 거주자 동의 필요): 전 실에서 0명 상태가 설정 시간(예: 12시간) 이상 지속
생활 패턴 이탈 (선택적, 거주자 동의 필요): 학습된 시간대별 패턴 대비 통계적 이상치 발생
다단계 알림 체계: 1단계(세대 내 알림) → 2단계(관리시설 전송) → 3단계(보호자/긴급구조)

6. AI 기반 패턴 학습부

입력 데이터: 시간대별 각실 재실 인원, 체류 시간, 이동 패턴
학습 기간: 2~4주 (AI 자동 학습)
AI 알고리즘: 시계열 분류 기반 기계학습(Machine Learning) 모델 — 컨트롤러 내 Edge AI로 구동하여 외부 서버 의존 없이 독립 동작
AI 예측 환기: 학습된 패턴에 기반하여 거주자가 해당 실에 진입할 것으로 예측되는 시점 이전에 환기를 선제 가동, 진입 시 이미 쾌적한 공기질 확보
AI 정확성: 학습 데이터 축적에 따라 예측 정확도가 지속적으로 향상되며, 계절 변화 및 생활 패턴 변동에 자동 적응
이상 패턴 판단 기준선: AI가 자동 설정하고 지속 보정

7. 외부 연동부

센서 모듈 → 스마트 에어 허브: RS-485 (유선) 또는 Zigbee/LoRa (무선)
스마트 에어 허브 → 월패드: RS-485 (KS 표준 호환)
스마트 에어 허브 → 룸컨트롤러 (선택): RS-485 또는 TCP/IP
스마트 에어 허브 → IoT 앱: Wi-Fi
스마트 에어 허브 → 스마트폰: BLE (SMS 자동 발송)
월패드 → 관리사무실: TCP/IP

8. 디스플레이 (선택적 구성)

스마트 에어 허브 본체에 선택적으로 디스플레이를 탑재할 수 있다
표시 항목: 각실 공기질, 재실 상태, 환기 작동 상태

【실시예】

실시예 1: 84㎡ 임대아파트 (3방+거실)

각실 통합 센서 모듈 4개 (거실, 방1, 방2, 방3 각 1개)
스마트 에어 허브 1대 (급배기 분배기, 각실 댐퍼 비례제어)
선택적으로 낙상감지 센서가 구비된 외부 환기장치와 연동 가능
ERV 1대 (스마트 에어 허브로부터 총 풍량 지령 수신)
월패드 연동 (각실 상태 표시 + 안전 알림)

실시예 2: 독거노인 임대주택

실시예 1과 동일한 하드웨어 구성
안전관제 중심 운용: 장기부재/장시간미동 알림 활성화
알림 체계: 세대 내 알림 → 관리사무실 → 보호자/119 자동 연계
패턴 학습부를 통한 생활 패턴 이탈 감지

실시예 3: 요양시설

각 병실에 통합 센서 모듈 설치
복수의 스마트 에어 허브가 중앙 관제 시스템에 연결
다실 통합 모니터링 대시보드 운용
호흡 이상 및 장시간 미동 발생 시 즉시 간호사실에 알림

실시예 4: 리모델링 (무선 구성)

각실 센서 모듈을 무선(Zigbee/LoRa) 통신으로 설치
분배기 없이 무선 허브 + 개별 환기장치 구성
기존 배선 공사 없이 설치 가능
Wi-Fi/BLE를 통한 스마트폰 기반 모니터링

【특허청구범위】

[청구항 1] — 독립항

복수의 실에 각각 설치되어 해당 실의 재실 상태 및 공기질을 감지하는 통합 센서 모듈;

상기 복수의 통합 센서 모듈과 통신하여 각 실의 센서 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기반으로 각 실별 환기량을 산출하여 각 실로의 급배기 덕트에 구비된 댐퍼의 개도를 제어하는 환기 제어부와, 수집된 재실 데이터를 분석하여 거주자의 안전 이상 여부를 판단하고 알림을 발생시키는 안전 판단부를 포함하는 스마트 에어 허브;

를 포함하는, 재실감지 기반 환기 제어 및 안전관제 통합 시스템.

[청구항 2]

제1항에 있어서, 상기 통합 센서 모듈은 비접촉 재실 감지 센서, CO2 센서, 및 미세먼지 센서 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 3]

제2항에 있어서, 상기 비접촉 재실 감지 센서는 FMCW 방식의 밀리미터파 레이더 센서인 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 4]

제1항에 있어서, 상기 통합 센서 모듈은 인체의 존재 여부, 인원 수, 움직임 상태, 및 호흡 패턴 중 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 5]

제1항에 있어서, 상기 환기 제어부는 CO2 농도가 기준치를 초과하기 전에 각 실의 감지된 인원 수에 기반하여 1인당 필요 환기량을 선제적으로 산출·공급함으로써 사전 예방적 공기질 관리를 수행하고, 인원이 감지되지 않는 실의 댐퍼 개도를 최소 설정값으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 6]

제1항에 있어서, 상기 환기 제어부는 각 실의 공기질 데이터와 재실 인원 데이터를 복합적으로 반영하여 환기량을 산출하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 7]

제1항에 있어서, 상기 안전 판단부는 다음 중 하나 이상의 이상 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템:

인체의 급격한 높이 변화 후 바닥 높이에서 설정 시간 이상 정지 상태가 지속되는 낙상;
특정 실에서 움직임 없이 인체가 감지되는 상태가 설정 시간 이상 지속되는 장시간 미동;
호흡 패턴이 감지되지 않거나 불규칙한 호흡 이상;
(선택적) 전 실에서 인체가 감지되지 않는 상태가 설정 시간 이상 지속되는 장기 부재;
(선택적) 학습된 생활 패턴 대비 통계적 이상치가 감지되는 패턴 이탈.

[청구항 8]

제1항에 있어서, 상기 안전 판단부는 다단계 알림 체계를 포함하며:

1단계로 세대 내 알림을 발생시키고;

설정 시간 내 응답이 없는 경우 2단계로 관리 시설에 알림을 전송하며;

위급 상태로 판단되는 경우 3단계로 보호자 연락 및 긴급 구조 요청을 수행하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 9]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 AI 기계학습 알고리즘을 탑재한 패턴 학습부를 더 포함하고, 상기 패턴 학습부는 재실 데이터를 시계열로 수집하여 거주자의 생활 패턴을 자동 학습하며, 해당 실에 거주자가 진입할 것으로 예측되는 시점 이전에 환기를 선제 가동하여 거주자 진입 시 이미 쾌적한 공기질이 확보된 상태를 유지하고, 학습 데이터 축적에 따라 예측 정확도가 지속적으로 향상되는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 10]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 연결된 환기장비(ERV 또는 HRV)에 총 풍량 지령만을 전달하고, 각 실별 풍량 분배는 상기 스마트 에어 허브 내부의 댐퍼에 의해 수행되어, 환기장비의 종류에 무관하게 호환 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 11]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 급기 분배부와 배기 분배부를 곡면 외형의 원형 라운드 하우징으로 구성하여 동일 수직선상에 적층 배치가 가능하도록 단면 높이를 최소화한 일체형 구조를 가지며, 하단에 단일 통합 점검개구부를 구비한 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 11-2]

제1항에 있어서, 상기 댐퍼는 덕트 토출구 방향과 동축으로 배치된 회전축과 상기 회전축에 형성된 나사부를 포함하고, 상기 나사부의 회전에 의하여 유선형 개폐체가 덕트 축방향을 따라 이동함으로써, 전폐(0%)에서 전개(100%)까지 개도를 무단계로 연속 가변 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 12]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 세대 내 월패드와 RS-485 또는 TCP/IP 프로토콜로 연동되어, 각 실별 재실 상태, 공기질, 및 환기 상태를 표시하고, 안전 이상 발생 시 알림을 전달하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 13]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 각실 또는 중앙에 설치된 룸컨트롤러가 있는 경우, 선택적으로 연동되어 각 실의 공기질 및 재실 상태를 해당 룸컨트롤러에 표시하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 14]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 Wi-Fi를 통해 IoT 앱으로 각 실의 상태를 원격 모니터링하고, 안전 이상 시 보호자 스마트폰에 알림을 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 15]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 BLE 통신을 통해 거주자 스마트폰과 연결되어, 안전 이상 감지 시 사전 등록된 비상연락처로 SMS를 자동 발송하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 16]

제1항에 있어서, 상기 통합 센서 모듈은 환풍기, 전열교환기(ERV), 열회수환기장치(HRV), 또는 레인지후드를 포함하는 환기장치에 내장되어, 해당 환기장치의 환기 기능과 재실감지 및 안전감지 기능을 일체로 수행하고, 감지 데이터를 상기 스마트 에어 허브로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 16-2]

제16항에 있어서, 상기 환기장치는 욕실에 설치되는 환풍기인 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 16-3]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 안전감지 센서가 구비된 외부 환기장치로부터 감지 데이터를 수신하여 상기 안전 판단부의 판단 데이터에 통합하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 17]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브는 주방 레인지후드와 연동되어, 레인지후드 가동 시 급기 토출구를 전환하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 18]

제1항에 있어서, 상기 스마트 에어 허브의 본체에 선택적으로 구비되는 디스플레이를 포함하며, 상기 디스플레이는 각 실의 공기질, 재실 상태, 및 환기 작동 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 시스템.

[청구항 19] — 독립항 (방법)

복수의 실에 설치된 통합 센서 모듈로 각 실의 재실 상태 및 공기질을 감지하는 단계;

감지된 데이터를 분배기에 구비된 스마트 에어 허브로 전송하는 단계;

상기 스마트 에어 허브가 수신된 데이터를 기반으로 각 실별 환기량을 산출하여 댐퍼를 제어하는 단계; 및

상기 스마트 에어 허브가 수신된 재실 데이터를 분석하여 거주자의 안전 이상 여부를 판단하고 알림을 발생시키는 단계;

를 포함하는, 스마트 에어 허브 기반 환기 제어 및 안전관제 방법.

[청구항 20]

제19항에 있어서, 상기 재실 데이터를 시계열로 수집하여 거주자의 생활 패턴을 학습하고, 해당 실에 거주자가 진입할 것으로 예측되는 시점 이전에 환기를 선제 가동하여 거주자 진입 시 이미 쾌적한 공기질이 확보된 상태를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.