Ilmavirtauksen

Ilmavirtauksella tarkoitetaan ilman liikettä tilassa, rakenteiden sisällä tai ympäröivässä ympäristössä. Se syntyy, kun ilmanpaineen epätasapaino, lämpötilavaihtelut ja tiheysvaihtelut saavat ilman liikkumaan. Ilmavirtauksia tarkastellaan muun muassa rakennusfysiikassa, meteorologiassa sekä ilmanvaihdon ja jäähdytyksen suunnittelussa.

Perusmekanismit ovat painegradientti, joka saa ilman liikkumaan kohti matalapaine-aluetta, sekä konvektio, jossa lämpötilaerojen vuoksi lämmin ilma nousee ja viileä laskeutuu. Ilmavirtauksia muovaavat myös ilman viskositeetti ja tiheys sekä esteet kuten seinät, huonekalut ja ilmanvaihtojärjestelmät. Kun ilmavirta virtaa pienissä nopeuksissa, puhutaan laminaarisesta virtauksesta; korkeammilla Reynolds-luvuilla ilmavirta muuttuu turbulenssiksi, mikä lisää sekoittumista ja vastusta.

Mittauksessa käytetään yleensä anemometreja ja Pitot-putkia. Tärkeitä suureita ovat ilmanopeus (metrejä sekunnissa), tilavuusvirta (kuutiometriä sekunnissa) ja massavirta (kilogrammaa sekunnissa), sekä paine-ero.

Ilmavirtauksia hyödynnetään ja hallitaan rakennusten ilmanvaihdossa, ilmastoinnissa ja energiankulun optimoinnissa; ne vaikuttavat sisäilman laatuun, käyttömukavuuteen ja rakennusten energiatehokkuuteen sekä toimivat keskeisinä tekijöinä sää- ja ilmastointimallinnuksissa. Esimerkkejä ovat luonnollinen ilmanvaihto talvella, ilmanvaihtokanavien kautta tuleva tulo- ja poistoilma sekä etkijä tuulen vaikutus rakennuksen ympärillä.