실내 공기질 개선 프로젝트 산소 농도와 공기질의 관계 - 환기 시간대별 비교 기록

산소 농도와 공기질의 관계 - 환기 시간대별 비교 기록

산소 농도와 공기질의 관계를 시간대별 환기 실험으로 분석했습니다.
산소·CO₂·TVOC·PM 변화 데이터를 바탕으로 가장 효과적인 환기 시간과 공기질 개선 루틴을 정리했습니다.

 

집 안에서 숨을 쉬는 것은 너무 당연한 일이기 때문에 우리는 실내 산소 농도를 의식하며 살아가지 않으실 때가 많습니다.
하지만 최근 공기질 센서 사용이 많아지면서 “CO₂는 높아지는데 산소는 그대로인가?” “환기하면 공기질이 좋아진다는데, 산소 변화가 정말 큰 영향을 줄까?” 라는 질문을 하시는 분이 점점 늘어나고 있습니다.

 

저도 궁금했습니다.
실내 산소 농도는 사실 크게 변하지 않는다고 알려져 있지만, 체감되는 답답함은 분명 존재합니다.
그래서 실제로 시간대별 환기를 하면서 산소 농도, CO₂, TVOC, PM2.5를 함께 측정했습니다.

 

특히 환기 시간대가 오전·오후·저녁·밤 중 어느 때가 가장 효과적인지 데이터를 기반으로 명확히 확인해보고 싶었습니다.
결론부터 말씀드리면 CO₂와 산소 농도의 아주 작은 변화가 공기질 체감에 큰 차이를 만들고 있었습니다.

 

이 글에서는 실험에서 측정한 데이터와 함께 “산소 농도는 얼마나 바뀌는지”, “왜 환기 시간이 달라지면 공기질 개선 폭이 다른지”
그 이유를 설명해드리겠습니다.

실내 공기질 실험 환경 구성 - 24시간 동안 시간대별 실내 환기 테스트

실험은 25㎡ 규모의 원룸 구조에서 진행했습니다.
하루 동안 총 4번의 환기를 실시했고 각 시간대마다 산소·CO₂·TVOC·PM2.5 변화를 1분 단위로 기록했습니다.

 

측정한 시간대는 다음과 같습니다.

1. 오전 8시 환기
2. 오후 2시 환기
3. 저녁 7시 환기
4. 밤 11시 환기

실내 기본 환경은 다음과 같은 상태였습니다.

 

실험 시작 전

• 산소 농도: 20.7%
• CO₂: 830ppm
• TVOC: 0.19ppm
• PM2.5: 10㎍/㎥
• 습도: 43%

일반적인 실내 수준이며 산소농도는 대부분의 가정과 비슷했습니다.

오전 8시 실내 환기 - 산소 농도는 크게 안 바뀌지만 실내 공기질 CO₂는 급감

아침 환기는 많은 분들이 추천하는 시간인데 데이터에서도 그 이유가 그대로 나타났습니다.

 

실내 환기 5분 후

• 산소 농도: 20.7% → 20.8%
• CO₂: 830 → 540ppm
• TVOC: 0.19 → 0.14ppm
• PM2.5: 10 → 7㎍/㎥

산소 농도는 거의 변하지 않았지만 CO₂가 300ppm 가까이 줄어들었습니다.

 

산소 농도는 실내에서 크게 낮아지지 않습니다.
사람이 혼자 있는 공간에서는 실내 산소가 0.1~0.3% 정도만 움직이며 대부분 환기로 큰 변화를 만들지는 않습니다.

 

그럼에도 아침 환기가 상쾌하게 느껴지는 이유는 ‘산소 증가’ 때문이 아닙니다.

 

아침 환기가 실내 공기질에 좋은 이유

1. CO₂가 가장 효과적으로 빠져나감
2. 밤새 정체된 공기가 바뀌며 냄새 감소
3. 바깥 공기가 가장 맑은 편
4. TVOC가 밤 동안 축적됐다가 아침에 환기로 한 번에 빠짐

즉, 상쾌함의 핵심은 산소 증가가 아니라 CO₂ 감소와 체감 공기의 변화였습니다.

오후 2시 실내 환기 - 실내 공기질 산소 변동이 가장 큰 시간

오후는 햇빛과 온도 상승으로 인해 바깥 공기의 이동이 가장 활발한 구간입니다.

 

실내 환기 5분 후

• 산소 농도: 20.7% → 20.9%
• CO₂: 780 → 520ppm
• TVOC: 0.21 → 0.18ppm
• PM2.5: 12 → 8㎍/㎥

이번에는 산소 농도가 0.2% 정도 상승했습니다.
수치상으로는 아주 작은 변화지만 산소가 증가하면 뇌는 미세한 공기 압력 차이를 감지하기 때문에 체감되는 상쾌함이 분명합니다.

 

오후 환기의 특징

• 햇빛으로 인한 공기 흐름이 좋음
• 바람 방향이 일정해 공기 교체 속도 빠름
• 실내 온도 상승으로 CO₂ 배출 속도 증가

다만 TVOC가 오전보다 덜 떨어지는 경향이 있었습니다.
오후에는 외부 온도가 올라가 건물 외벽, 도로, 자재 등에서 VOC가 조금 더 나온다고 알려져 있습니다.

 

데이터에서도 그 차이가 미세하게 나타났습니다.

저녁 7시 실내 환기 - 실내 공기질 산소는 거의 안 바뀌고 CO₂만 떨어진다

많은 가정에서 저녁 시간 환기를 하는데 이 시간대는 교통량과 생활 오염이 가장 많은 구간이기도 합니다.

 

실내 환기 5분 후

• 산소 농도: 20.7% → 20.7%
• CO₂: 910 → 640ppm
• TVOC: 0.23 → 0.25ppm(오히려 증가)
• PM2.5: 14 → 18㎍/㎥

다른 시간대와 달리 TVOC와 PM이 외부 영향을 받아 증가했습니다.

 

저녁 환기 단점

1. 외부 공기 오염도가 낮 시간보다 높음
2. 주변 차량 배기가스·미세먼지 유입
3. 산소 농도 변화 거의 없음

즉, 저녁 환기는 공기질 개선 폭이 가장 낮은 시간대였습니다.

 

다만, 실내에서 요리하거나 가전 사용량이 많은 시간이라 CO₂ 감소 효과는 여전히 의미가 있습니다.

밤 11시 실내 환기 - 실내 공기질 산소는 안정적이지만 냄새 제거가 잘됨

밤 시간대는 외부 활동량이 낮아 오염도가 낮은 편입니다.

 

실내 환기 5분 후

• 산소 농도: 20.7% → 20.75%
• CO₂: 780 → 530ppm
• TVOC: 0.20 → 0.15ppm
• PM2.5: 10 → 6㎍/㎥
• 냄새 지수: 52 → 38

이때 가장 두드러졌던 변화는 ‘냄새 지수의 급격한 감소’ 였습니다.
밤 환기는 실내에서 하루 동안 축적된 생활 냄새를 단시간에 제거하는 데 효과적이었습니다.

 

밤 실내 환기의 장점

1. 외부 공기가 상대적으로 깨끗
2. 생활 오염원 활동이 적어 VOC 유입 낮음
3. 냄새 제거 효과 뛰어남

밤 환기에서는 산소 농도 변화는 거의 없었지만 체감되는 상쾌함은 오후와 비슷했습니다.

데이터로 본 ‘산소 농도’와 ‘공기질’의 관계

실험에서 확인한 핵심 결론을 먼저 말씀드리면 산소 농도는 공기질 변화의 가장 작은 지표였습니다.

 

그럼에도 인간이 공기질 변화를 강하게 느끼는 이유는 산소 때문이 아니라 다섯 가지 요소 인

1. CO₂
2. TVOC
3. 공기 흐름
4. 냄새 지수
5. 온습도

등이 크게 작용하기 때문에 공기질의 변화를 크게 느끼게 됩니다.

 

산소 농도는 왜 크게 바뀌지 않을까?

1. 실내 대부분의 공간은 완전 밀폐가 아님
2. 사람 한 명 기준 산소 소모량은 내부 공간 대비 미미
3. 내부 공기 미세 이동만으로도 산소는 유지됨

산소 농도는 20.7%에서 ±0.3% 범위를 벗어나기 어렵습니다.
반면 CO₂는 600~1000ppm 차이가 발생할 수 있어 체감되는 공기질 차이는 대부분 CO₂ 변화 때문입니다.

실내 공기질 시간대별 실내 환기 효과 비교표

실험 기록을 종합해보면 다음과 같습니다.

시간	산소 변화	CO₂ 감소	TVOC 감소	PM 감소	체감 개선도
오전 8시	▲0.1%	매우 큼	큼	큼	매우 좋음
오후 2시	▲0.2%	큼	중간	큼	가장 상쾌함
저녁 7시	변화 없음	큼	감소 거의 없음	오히려 증가	보통
밤 11시	▲0.05%	매우 큼	큼	매우 큼	좋음

데이터를 기준으로 볼 때 가장 좋은 환기 시간은 오후 2시 → 오전 8시 → 밤 11시 순이었습니다.

산소 농도는 작게 변하지만 실내 공기질 체감은 크게 변하는 이유

이번 실험에서 가장 흥미로운 부분은 산소 농도가 거의 변하지 않음에도 체감하는 공기질 차이가 크다는 점이었습니다.

 

이유는 다음과 같습니다.

 

첫 번째 : CO₂가 줄어들면 뇌가 느끼는 피로가 즉시 감소

CO₂ 900ppm → 500ppm 이 변화만으로도 머리가 맑아지는 느낌이 생깁니다.

 

두 번째 : 공기 이동이 후각을 리프레시

정체된 공기에서 벗어나면 뇌는 신선한 공기라고 인식합니다.

 

세 번째 : TVOC 감소는 냄새와 직결

VOC가 줄어드는 순간 상쾌함이 크게 증가합니다.

 

네 번째 : 산소 농도는 작은 변화도 체감 가능

비록 0.1~0.2%에 불과하지만 뇌는 이러한 변화도 민감하게 받아들일 수 있습니다.

실내 공기질을 가장 효율적으로 개선하는 실내 환기 루틴

실험을 통해 가장 효과적이었던 루틴은 다음과 같습니다.

1. 환기는 10~15분 짧게 여러 번
2. 오전 + 오후 조합 추천
3. 저녁 환기는 최소화하거나 공기청정기와 병행
4. 환기 중 선풍기 or 서큘레이터로 바람 유도
5. 습도가 높을 때 환기하면 PM이 잘 내려감
6. 요리 직후 환기하면 CO₂·TVOC 개선폭 커짐
7. 하루 최소 3번 환기하면 CO₂ 평균치가 200~300ppm 낮아짐

산소 농도는 작게 바뀌지만 실내 공기질의 핵심은 CO₂와 공기 흐름

이번 실험을 통해 실내 산소 농도는 크게 변하지 않으며 공기질의 개선은 대부분 CO₂·TVOC·PM 감소에서 온다는 것을 확인했습니다.

 

단 실내 10분 환기만으로도 CO₂가 300~400ppm 감소하고 TVOC도 눈에 띄게 줄어드는 만큼 환기 시간대를 잘 활용하면
실내 공기질 개선 효과는 상당히 큽니다.

 

특히 오후 2시와 아침 8시가 가장 효과적인 시간대로 나타났으며 산소 농도는 미세한 변화임에도 체감되는 상쾌함에 의미 있는 영향을 주었습니다.

 

결국 “공기질을 지키는 핵심은 환기의 타이밍과 빈도” 였고 올바른 환기 루틴만 유지해도 집 안의 공기질은 누구나 쉽게 관리할 수 있습니다.