Simulación de Sistemas Pasivos con Design Builder
En este módulo se 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 realizará una explicación de los conceptos básicos, las diferentes opciones de modelado que presenta Design Builder, las diversas simulaciones que se pueden ejecutar, modelado de sistemas pasivos relacionados con la ventilación e iluminación natural, estudios paramétricos de diferentes opciones de diseño…etc.
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.
Objetivos Simulación de Sistemas Pasivos con Design Builder
- Obtener datos sobre consumos, costes de energía y de producción para mejorar el entendimiento de los factores que contribuyen a la variación de los índices energéticos de las instalaciones consumidoras de energía
- Obtener los balances energéticos de los cerramientos y otros elementos constructivos
- Identificar las áreas de oportunidad que ofrecen potencial de ahorro de energía
También la reducción de los costes de energía del edificio se puede conseguir por varias vías:
- Mejora de la eficiencia en la utilización de la energía
- Reducción de las necesidades de energía. Se trata en este caso de eliminar las causas que producen la necesidad de consumir energía y la substitución, en lo posible, de la energía proveniente de combustibles fósiles por la proveniente de fuentes alternativas
- Análisis de la envolvente térmica
- Técnicas de ahorro pasivas mediante ventilación natural, iluminación natural, protecciones solares, muros trombe y pozos canadienses
3 razones para hacer Simulación de Sistemas Pasivos con Design Builder
Se ofrecerá al alumnado unas bases técnicas para optimizar sus diseños arquitectónicos en cuanto al aprovechamiento pasivo de Iluminación y Ventilación natural, herramientas indispensables en el diseño de edificios de alto valor de eficiencia energética. Siendo consideradas estas medidas de ahorro energético como fundamentales en el proceso de diseño de edificios sostenibles, aportándonos valores de ahorro energético sin ningún coste en su aplicación.
Se profundizará 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 distribución de la radiación solar.
Se desarrolla el uso de las simulaciones de Computational Fluid Dynamics (CFD) como herramienta de diseño y análisis de los flujos de aire internos y externos al edificio.
Índice Simulación de Sistemas Pasivos con Design Builder
• Introducción
• Simulación energética de edificios
• Modelo matemático para la simulación térmica
• Formación de modelos de edificios. Geometría
• Formación de modelos de edificios. Física
• Método del balance de energía
• Sistemas
• Transferencia de calor
• Introducción a Design Builder, interface de Energy +
• La envolvente térmica del edificio
• Inercia térmica
• Aislamiento térmico
• Documento Básico Ahorro de energía (DB HE) del CTE versión 2013
• DB HE 0. Limitación del consumo energético
• DB HE 1. Limitación de la demanda energética
• Radiación solar
• Radiación solar. Insolación y sombreamiento
• Transferencia de calor por radiación
• Radiación solar: Calentamiento gratuito
• Ventilación natural
• Introducción
• El impacto energético de la Ventilación
• Introducción Design Builder
• Conceptos básicos
• Modelaje del edificio
• Localización
• Geometría
• Modelaje del edificio
• Datos del modelo
• HVAC simple
• HVAC compacto
• Componentes
• Plantillas
• Render
• Simulaciones termodinámicas
• Reportes
• Sistemas de ventilación en edificación
• Propósito y Alcance
• Definiciones
• Requerimientos generales
• Condiciones para cumplir con la Calidad de Aire Interior
• Normativa española y Conformidad (CTE, RITE…)
• Sistemas de ventilación (I): Ventilación natural
• Sistemas de ventilación (II): Ventilación mecánica
• Sistemas de ventilación (III): Ventilación modo mixto
• Normativas a tener en cuenta (ASHRAE, CIBSE, BB 101…)
• Desarrollo teórico de soluciones arquitectónicas
• Ventilación Natural para confort térmico en verano
• Ventilación directa sobre las personas
• Ventilación nocturna
• Las fuerzas que originan la Ventilación Natural
• Efecto debido al viento
• Efecto debido a la temperatura
• Métodos de cálculo
• Predicción de caudales de aire
• Estimación de velocidades de aire dentro de edificios ventilados naturalmente
• Dimensionar aberturas
• Diseño de sistemas de Ventilación Natural
• Ventilación natural en Design Builder
• Ventilación natural programada
• Ventilación natural calculada
• Ventilación natural Modo Mixto
• Modelado
• Análisis de resultados
• Computational Fluid Dynamics (CFD) en Design Builder
• Creación de la geometría del modelo de CFD
• Niveles de construcción y análisis CFD
• CFD condiciones límites
• Condiciones de contorno para el análisis CFD internos
• Bloques de componentes y ensamblajes como límites de CFD
• CFD externo
• Análisis CFD Interno
• Opciones de cálculo CFD
• Visualización de resultados
• Realización de cálculos CFD Confort
• Introducción a la radiación solar
• Iluminación natural en Design Builder
• Radiance. Opciones de cálculo de Daylights
• Radiance. Luz natural: Opciones de visualización
• Diseño solar – Opciones de visualización del recorrido del sol
• Sombreado: Ventana (persianas, cortinas…)
• Muros Trombe en Design Builder
• Modelado
• Análisis de resultados
• Fachadas de doble piel en Design Builder
• Modelado
• Análisis de resultados
• Pozos canadienses en Design Builder
• Modelado
• Análisis de resultados
• Exposición del ejercicio práctico fin de curso
• Modelado del edificio
• Cerramientos exteriores, Particiones interiores y Volumetría
• Programación de las soluciones constructivas
• Programación de los datos de modelo
• Análisis de resultados
• Descripción y modelado de las Medidas de Mejora Energética Pasivas
• Mejora del aislamiento térmico de la envolvente térmica
• Iluminación natural y Protecciones solares
• Ventilación natural cruzada
• Terrazas Captadoras (Muros Trombe)
• Cálculos de las mejoras energéticas y de confort interno
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