Ilmanvirtauksia

Ilmanvirtauksia tarkoitetaan ilmakehässä ja rakennusten sisätiloissa tapahtuvia ilmanliikkeitä. Ne syntyvät paine-erojen, lämpötilan vaihtelujen ja tiheyserojen aiheuttamien voimasuhteiden tuloksena. Globaalisti suurimmat virrat ovat ilmastollisia tuulivirtauksia ja jet stream -suihkuvirtoja, kun taas paikallisilla mittakaavoilla esiintyy konvektiivisia virtauksia sekä rakennusten sisätiloissa että kaupunkiympäristössä syntyviä ilmavirtauksia.

Perusmekanismit ovat painegradientin aiheuttama ilmavirta, konvektio lämpimän ilman nousemuksesta ja kylmän ilman laskeutumisesta sekä Coriolis-voima suurissa mittakaavoissa. Rakennuksissa lisäksi stack effect ja mekaaninen ilmanvaihto muovaavat sisätilojen virtoja.

Erityyppisiä ilmanvirtauksia ovat muun muassa globaalit ja alueelliset ilmavirtaukset sekä paikalliset tuulet, kuten merituulet ja maatuulet; vuoristojen ja laaksojen muodostamat konvektiiviset virtaukset; sekä sisätiloissa syntyvät paine-erot ja turbulenssi, joita ohjaavat ilmanvaihto ja rakennusarkkitehtuuri.

Mittaus- ja mallintamistyökaluja ovat anemometrit, joiden avulla mitataan nopeutta ja suuntaa, sekä savukokeet ja tracer-gas- sekä lämpötilaan perustuvat mittaukset. CFD-mallinnus täydentää havaintoja. Sovelluksina ovat rakennusten ilmanvaihdon suunnittelu, energiatehokkuuden parantaminen sekä sisäilman laadun hallinta.

Ilmanvirtauksilla on keskeinen rooli sekä ilmaston ja sään muodostumisessa että energiankulutuksessa ja ihmisten hyvinvoinnissa. Ne vaikuttavat myös saasteiden leviämiseen sekä rakennusten turvallisuuteen ja käytettävyyteen.