Hoy en día hay un mayor grado de consciencia sobre la importancia de cuidar el consumo de energía en los edificios, en parte porque nuestro conocimiento sobre el impacto ambiental que estamos teniendo en el planeta ha aumentado y, quizá mayormente, por la repercusión económica que implica el uso de energía.
Las estrategias para reducir los costos eléctricos de un edificio son muchas y muy variadas, como el uso de aislantes térmicos, iluminación y equipos de aire acondicionado eficientes, sistemas de automatización para la operación de equipos, uso de ecotecnias como calentadores o paneles solares… Si bien, todas estas estrategias pueden ayudar a nuestro edificio, hay que considerar que la mayoría de las veces contamos con un presupuesto limitado, entonces la pregunta se centra en ¿cómo saber cuál es la mejor estrategia para nuestro proyecto? ¿cuál será aquella que resulte más rentable? – Es aquí donde juega un papel importante la simulación energética.
Una simulación energética consiste en un modelo computacional de nuestro edificio, a través del cual podemos hacer predicciones precisas sobre su consumo de energía. Para esto, debemos alimentar el software con información sobre todos los equipos que emplearán energía en el edificio (lámparas, cargas conectadas, bombas, motores, equipos de aire acondicionado), proporcionar información de la envolvente (muros, ventanas, pisos, techos, aislamientos térmicos, elementos de sombreado) y un archivo climático que refleje las condiciones reales del sitio (temperatura, humedad, precipitación, nubosidad).
Beneficios de la simulación energética
La gran ventaja de la simulación energética recae en que nos permite estimar el impacto económico (ya que traduce los kWh de nuestro proyecto a pesos y centavos) de implementar una táctica de ahorro de energía, sin tener que hacer la inversión de aplicarla a nuestro edificio, es decir, nos permite evaluar y comparar el impacto de las diferentes estrategias para únicamente seleccionar aquellas que nos resulten más rentables.
Si empleamos esta herramienta desde etapas tempranas de diseño, en una nueva construcción nos puede ayudar a:
– Determinar cuál es la forma óptima de nuestro edificio.
– Identificar los elementos críticos de la envolvente, es decir aquellos a través de los cuales se da una mayor ganancia o pérdida de calor.
– Colocar y dimensionar correctamente nuestros elementos de sombreado.
– Determinar dónde y cuánto aislante térmico debemos emplear.
– Dimensionar correctamente los equipos de calefacción y refrigeración.
– Evaluar el impacto de diferentes sistemas de calefacción y refrigeración (chillers, vrv, unidades paquete).
– Identificar el tipo de luminarias y distribución óptima para ahorrar energía.
– Determinar cuáles serán los sistemas y equipos que tendrán un mayor consumo de energía en nuestro edifico.
El ahorro de energía que se puede obtener al utilizar la simulación energética es muy variado, dependerá de la etapa del proyecto en la que se utilice y del número de estrategias de ahorro de energía que podamos implementar (hay que considerar el costo asociado con cada estrategia). Sin embargo, es importante considerar que emplear la simulación en etapas de pre-diseño trae mayores beneficios, ya que generalmente las estrategias con mayor impacto y menor costo son aquellas que tienen que ver con el diseño de la forma y la selección de materiales para el edificio.
Los beneficios no se limitan a nuevas construcciones, también resulta una herramienta útil para aquellos edificios existente que desean reducir su consumo de energía. En este tipo de proyectos, la simulación va acompañada de una auditoria energética, la cual consiste en un levantamiento de los equipos instalados que consumen energía, de la envolvente y de los parámetros de operación del edificio. El modelo computacional se alimentará con estos datos recopilados durante la auditoría; permitiéndonos así el evaluar el impacto de hacer ajustes o modificaciones a nuestro edificio y/o sus sistemas energéticos, tales como:
– Modificaciones en los horarios de operación del edificio.
– Modificaciones a los horarios de programación de los sistemas (hvac, iluminación, motores).
– Cambio de equipos o componentes en los sistemas energéticos.
– Modificaciones a la envolvente del edificio (agregar elementos de sombreado, cambio de ventanas, instalación de aislantes térmicos).
Programas para simulación energética
Entre los programas más utilizados para realizar las simulaciones del consumo de energía total de un edificio (whole-building energy simulation) se encuentran eQUEST, OpenStudio y EnergyPlus, que funcionan de manera gratuita; además de DesignBuilder, IES-VE, Trace700 y HAP, los cuales tienen costo. La diferencia entre un software y otro generalmente recae en los siguientes puntos:
– La interface, hay programas más visuales y por lo tanto más intuitivos y fáciles de usar.
– La velocidad de procesamiento del software.
– Las actualizaciones continuas, que permitan que nuestro modelo computacional refleje las nuevas tecnologías que van saliendo al mercado.
– La precisión de los resultados proporcionados.
Hay que considerar que independientemente del software que se utilice, la habilidad y experiencia del simulador energético es la que determinará la confiabilidad de los resultados obtenidos. Debido a que estos modelos incorporan información sobre todos los sistemas energéticos que hay en el edificio (aire acondicionado, cargas conectadas, motores, luminarias, energías renovables), es necesario que la persona que haga la simulación tenga nociones sobre el funcionamiento de estos sistemas; debe entender de transferencia de calor a través de la envolvente y los equipos instalados; y sobretodo ser capaz de interpretar resultados para asegurarse que el consumo energético proyectado este dentro de parámetros reales.
Existen pocas herramientas tan completas y versátiles como la simulación energética, la cual puede ser empleada por arquitectos para explorar diferentes diseños, asistir a ingenieros en la selección de aquellos equipos y sistemas más apropiados, o por inversionistas y/o desarrolladores para seleccionar las estrategias más redituables; al final de cuentas ¿quién no querría usar una herramienta que nos permita asomarnos al futuro? ¿quién no querría conocer cuál es el impacto que tendrán nuestras acciones en el desempeño del edificio?
Si quieres saber más sobre las simulaciones energéticas y como las puedes utilizar para reducir el consumo de energía de tu proyecto da click aquí.
Autor: Natalia Piñeyro – 26/03/2019
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