2016
19
Ene

Simulación Energética de Edificios mediante Design Builder

La Simulación Energética Termo-Dinámica sub-horaria del año completo es una herramienta informática utilizada en la (pre)evaluación del consumo energético que posee un edificio y el uso eficiente de la energía utilizada.

Para ello se requiere de una inspección detallada (proyecto ejecutivo o edificio ya construido) y de un análisis detallado de los consumos y pérdidas de energía, propiedades de las soluciones arquitectónicas utilizadas, datos climáticos y ganancias energéticas internas que poseen los edificios a analizar.

Gracias a esta herramienta podemos conocer de antemano los consumos energéticos que va a tener el edificio real, pudiendo actuar sobre el mismo antes de la construcción del mismo, con las ventajas económicas que esto supone. Esta metodología de trabajo sirve tanto para edificios de nueva construcción, como para edificios existentes.

Este curso propone una metodología practico-teórica para el aprendizaje del uso de Design Builder como simulador termodinámico en proyectos de edificación de alto valor energético. Se realizarán diferentes módulos, con una introducción teórica del contenido a desarrollar en cada uno de ellos, seguido por explicaciones prácticas mediante Masters Class.

Para la realización de este curso es recomendable conocer el manejo básico del programa Design Builder, mediante aprendizaje por cuenta propia o habiendo realizado el curso de SIMULACIONES ENERGÉTICAS, ofertado por Gestor Energético

Durante el desarrollo del curso se realizará una explicación de los conceptos básicos, las diferentes opciones de modelado que presenta Design Builder.

Curso de 100 horas (corresponde a 4 ECTS) compuesto por 4 módulos de 2,5 horas semanales + 8 horas exámenes test + 60 horas para la realización de ejercicios prácticos y horas de tutorías + 42 horas de estudio a distancia (lectura de documentación):

Módulos Online:
 4 sesiones en directo de 2,5 horas cada una, en total interacción con el profesor y los otros participantes

Aula Virtual:
 Allí encontrarás todos los documentos, ejercicios, trabajos y un foro relacionado con el curso online.
8 horas: realización de exámenes test
60 horas para desarrollo del ejercicio práctico y horas de tutorías (mediante foro virtual)
42 horas de estudio a distancia (lectura y visionado de documentación adjunta)

Objectivos Didácticos

  • Conocer los aspectos básicos de la simulación energética termodinámica de edificios
  • Aprender a realizar un modelado y simulado virtual de calidad, aprovechando las posibilidades de modelado de Design Builder como modelador energético
  • Conocer los aspectos fundamentales del Energy+ como motor de cálculo de Design Builder
  • Capacitar a los alumnos con el aprendizaje de los distintos sistemas de climatización activos a modelar en el simulador
  • Realizar procesos de modelización y simulación energética, analizando los resultados, proponiendo Medidas de mejora de Eficiencia Energética y edición de los informes finales.
  • Modelajes avanzados. Ventilación natural
  • Modelajes avanzados. Iluminación natural
  • Modelajes avanzados. Computational Fluid Dynamics

Módulos del curso

En este módulo se hace una explicación generalista de las diferentes opciones de modelado de Design Builderpara realizar simulaciones energéticas dinámicas. Se repasarán todos los aspectos a tener en cuenta para realizar el modelo de un edificio para poder realizar una simulación energética. Se explicarán las metodologías simplificadas de simulación más utilizadas actualmente, realizando los cálculos oportunos en cada metodología propuesta.

  • 1. Introducción a las simulaciones termodinámicas
  • 1.1. Inercia térmica y capacidad de almacenamiento de energía
  • 1.2. Obtención de los factores de respuesta de muros a una excitación diaria (24 h)
  • 1.3. Grados-día
  • 1.4. Temperatura sol-aire
  • 2. Introducción Design Builder
  • 2.2. Modelaje del edificio
  • 2.3. Localización
  • 2.4. Geometría (referencia dxf, bloques, creación de zonas térmicas, Dimensiones de zonas térmicas)
  • 2.5. Datos del modelo
  • 2.6. Componentes (construcción, materiales, acristalamiento, programaciones, texturas, sombreado local y de ventana, rejillas)
  • 2.7. Plantillas (de actividad, de cerramiento y fachadas, de acristalamiento, de iluminación, del lugar, de HVAC, datos climáticos horarios y coeficientes de presión del viento, tasas metabólicas)
  • 2.8. Render
  • 2.9. Tipos de simulaciones posibles con Design Builder
  • 2.10. Tipos de reportes obtenidos
En este módulo se desarrolla las diferentes posibilidades que ofrece Design Builder a la hora de modelar los sistemas de climatización activos, sistemas HVAC. Se presentan las opciones de HVAC SIMPLE, COMPACTO Y DETALLADO, analizando las diferencias entre ellos, la programación interna que procesa Design Builder en cada opción, las ventajas de cada uno de ellos y la correcta elección de un tipo de modelado HVAC en función de los resultados buscados.

Se procederá a realizar simulaciones reales y se explicará cómo afrontar el análisis de resultados..

  • 1. HVAC Simple
  • 1.1. Energía Auxiliar
  • 1.2. Ventilación mecánica
  • 1.3. Ventiladores
  • 1.4. Aire exterior
  • 1.5. Calefacción
  • 1.6. Refrigeración
  • 2. HVAC Compacto
  • 2.1. Unidades Fan Coil
  • 2.2. Unitary single zone
  • 2.3. Unitary multizone
  • 2.4. VAV
  • 2.5. CAV
  • 2.6. Componentes HVAC (Boilers, Chillers, Performance Curves)
  • 2.7. Control Zonas
  • 2.8. Plenums
  • 3. HVAC Detallado
  • 3.1. Entendiendo HVAC Loops
  • 3.2. Air Loops
  • 3.3. Plant and Condenser Loops
  • 3.4. Entendiendo HVAC Zone Groups
  • 3.5. HVAC System Control – Setpoint Managers
  • 3.6. Autodimensionar HVAC Components
  • 3.7. Trabajando con Loops and Zone Groups (HVAC System Level)
  • 3.8. Trabajando con Sub Loops (Sub Loop Level)
  • 3.9. Trabajando con HVAC Zone Groups (HVAC Zone Group Level)
  • 3.10. Trabajando con HVAC Zones (HVAC Zone Level)
  • 3.11. Trabajando con Components (Component Level)
  • 3.12. Componentes HVAC
Este tercer módulo presenta las posibilidades de modelización de sistemas de ventilación natural con Design Builder. Las técnicas bioclimáticas pasivas se basan en gran medida en la utilización de la ventilación natural como fuente energética para climatizar los edificios.

Se explicarán las opciones que ofrece Design Builder para modelar este tipo de sistemas, haciendo hincapié en la Ventilación natural calculada, como herramienta de diseño y análisis de los flujos de aire internos en el edificio.

  • 1. Teoría sobre Ventilación natural en edificación
  • 1.1. El impacto energético de la Ventilación y la infiltración
  • 1.2. Ventilación y refrigeración
  • 1.3. Desarrollo de las estrategias de diseño
  • 1.4. Integración de los sistemas y componentes de la ventilación
  • 1.5. Métodos de medición
  • 1.6. Métodos de cálculo
  • 1.7. Explotando las propiedades de las soluciones constructivas (capacidad térmica de las fábricas de los edificios)
  • 2. Ventilación natural en Design Builder
  • 2.1. Ventilación natural programad
  • 2.2. Ventilación natural calculada
  • 2.3. Ventilación natural Modo Mixto
El último módulo profundiza en herramientas de simulación avanzada que ofrece Design Builder, como es la iluminación natural (mediante motor de cálculo Radiance), y el uso de las técnicas pasivas mediante radiación solar. Se explicarán las opciones que ofrece Design Builder para modelar este tipo de sistemas, haciendo hincapié en los diferentes sistemas de control de la Iluminación natural y las diferentes programaciones que posibilita Design Builder en la simulación de la distribudión de la radiación solar.

Otro punto que se desarrolla en este capítulo es el uso de la simulaciones de Computational Fluid Dynamics (CFD) como herramienta de diseño y análisis de los flujos de aire internos y externos al edificio.

  • 1. Introducción a la radiación solar
  • 2. Iluminación natural en Design Builder (Radiance)
  • 2.1. Opciones de cálculo de Daylights
  • 2.2. Luz natural: Opciones de visualización
  • 2.3. Diseño solar – Opciones de visualización del recorrido del sol
  • 2.4. Sombreado: Ventana (persianas, cortinas…)
  • 2.5. Sombreado: Local (Voladizos, lamas, salientes laterales)
  • 3. Computational Fluid Dynamics (CFD)
  • 3.1. Creación de la geometría del modelo de CFD
  • 3.2. Niveles de construcción y análisis CFD
  • 3.3. CFD condiciones límites
  • 3.4. Condiciones de contorno para el análisis CFD internos
  • 3.5. Bloques de componentes y ensamblajes como límites de CFD
  • 3.6. CFD externo
  • 3.7. Análisis CFD Interno
  • 3.8. Opciones de cálculo CFD
  • 3.9. Visualización de resultados
  • 3.10. Realización de cálculos CFD: Confort

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Víctor Moreno BREEAM Assesor, LEED AP, CMVP, BEMP.

Energy Building Engineer & Technical Architect, especializado en consultoría energética en edificación. Inmerso en la realización proyectos de construcción bioclimática y de alto valor energético. Especialista en Simulaciones energéticas, termodinámicas así como de Dinámica de Fluidos Computacional.

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Gestor Energético
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Simulación Energética de Edificios mediante Design Builder
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