Simulación energética. Por qué es necesaria?

Introducción

En un tiempo de incertidumbre económica a nivel global y de la construcción en particular, con una creciente interés por el cuidado de nuestro medioambiente y el aumento de la eficiencia energética en nuestro entorno construido y en un momento donde es necesario optimizar los medios y recursos, es ahora cuando el uso de herramientas que prevean comportamientos a futuro de los edificios se hace más imprescindible que nunca.

La simulación energética consiste en un proceso de creación de un modelo o réplica virtual de un edificio – con sus componentes constructivos, técnicos y sus ocupantes- que será expuesto por medio de una herramienta informática a lo largo de un período de tiempo – aconsejablemente de un año- a distintas condiciones y situaciones, tanto climatológicas, geográficas,  como de uso y ocupación, con el fin de obtener resultados cuantitativos y cualitativos de su comportamiento energético.

Toca agregar que en nuestro trabajo diario de diseño y consultoría, obtener un modelo de simulación energética fiable es una herramienta eficaz y sumamente útil por las razones que posteriormente expondré.

Cuándo es más necesaria? El momento ideal es…

El momento ideal para comenzar a trabajar con modelos virtuales del edificio es en el período inicial de proyecto. Lo aconsejable es durante la fase conceptual  de diseño, puesto que es en este momento donde las decisiones tienen un mayor peso. En otras palabras, las decisiones y acciones que se llevan a cabo al inicio  del proyecto impactarán más positivamente a lo largo del ciclo de vida del mismo (Concepción – Diseño – Construcción – Ocupación – Uso – Final ciclo de vida/Reutilización).

Llevar a cabo procesos de simulación energética e implementar cambios en fases avanzadas de diseño, e incluso en obra como ha llegado a darse en algunos casos, son mucho más costosos económicamente y además acarrean un tiempo mayor de implementación. Lamentablemente, debido a la falta de previsión, esto es lo que ocurre habitualmente en nuestro medio profesional.

Fases de implementación. La importancia de los inputs.

Sea cual sea el momento de simulación, cobra suma importancia el ingreso correcto de datos o inputs. Un proceso de simulación energética de un edificio tipo presenta las siguientes fases principales:

• 1. Modelar geométricamente y definir condiciones de clima y ubicación.
• 2. Definir la envolvente arquitectónica  y los usos.
• 3. Definir las instalaciones de climatización, ACS y de iluminación.
• 4. Ejecutar las simulaciones e interpretar resultados.
• 5. Rediseñar el proyecto/propuesta  y reiniciar el proceso/ Finalizar.

Qúe herramienta o software usar?

La respuesta a esta pregunta puede encontrarse en la combinación de tres variables: Alcance del proyecto, tiempo y recursos. Dependiendo de la importancia que se asigne a cada una de ellas obtendremos la solución. En otras palabras, hemos de elegir nuestra herramienta de simulación energética en función de la escala y complejidad del proyecto, la dificultad y horas de trabajo requeridas en introducir datos de entrada (inputs), la fase del proyecto en que nos encontramos, y lo que es más importante: el grado de precisión buscado en los resultados finales (outputs) para así poder obtener conclusiones y aplicarlas en el diseño.

Si lo que deseamos es celeridad, con rápidas simulaciones de los modelos es posible establecer puntos de partida claros que nos ayuden a chequear y optimizar nuestro diseño y además a compararlo con un modelo baseline. Tratándose de esta situación, el uso de una hoja de cálculo puede ser más que aceptable, pudiéndose incluso prescindir de herramientas más sofisticadas que implican disponer de más tiempo y recursos.

Hoy el mercado nos ofrece de manera abundante distintos softwares de simulación energética, ya sea en formato de hojas de cálculo o de complejas herramientas capaces de analizar no sólo el comportamiento energético del edificio, sino también medioambiental, el Ciclo de Vida (ACV), el nivel de iluminación de los espacios, la viabilidad económica o el cálculo de ventilación natural llamado también CFD (Computational Fluid Dynamics). En otras palabras, las piezas están dispuestas, de nosotros depende como deseamos jugar esta partida.

Beneficio, utilidad, rendimiento…

La gran virtud de la simulación energética es sin lugar a dudas predecir cuantitativa y cualitativamente el comportamiento futuro del edificio. Y esto tiene un evidente e incontestable gran valor. Esta valiosa información nos ayuda a optimizar nuestro diseño de distintas maneras: Con relativa rapidez es posible comparar distintas opciones, tanto a nivel pasivo por medio de  la orientación y forma del edificio, composición de fachadas, porcentajes de aberturas en las mismas, envolvente constructiva, transmitancias térmicas, entre otras, y también a nivel activo por medio de sistemas de climatización, ACS e iluminación,  y así elegir la solución más adecuada, viable y sostenible.

En todo proyecto arquitectónico es necesario establecer objetivos claros y realistas a nivel energético, medioambientales, económicos, y además chequearlos para que la propuesta sea factible. El análisis económico y las amortizaciones de las soluciones propuestas pueden ser realizados con gran antelación a la construcción. Para algunos edificios en particular, el aumento de la eficiencia energética puede contribuir notablemente a disminuir los costes de construcción y uso.

Resumiendo el proceso: Rápidas iteraciones, veloz feedback y mejores resultados.

Palabras finales

La simulación energética es una herramienta importante, eficaz y potente dentro del proceso  global e integrativo que debe tener un proyecto arquitectónico, pero también es justo decir que no es la solución definitiva a todos los problemas. No existen soluciones mágicas derivadas de ella, pero su uso puede potenciar sinergias y elevar la calidad del proyecto.

Además, desde nuestra experiencia aconsejamos como criterio no confiar sólo en una única herramienta de simulación al analizar un modelo determinado, es también necesario y conveniente contrastar valores obtenidos mediante distintos softwares.

El objetivo final y principal del uso de la herramienta de simulación es el de ayudar a  incrementar la eficiencia energética de los edificios  y esto debe ser conseguido sobre todo desde la Arquitectura mediante estrategias bioclimáticas de mejora del diseño pasivo y la reducción de la dependencia de los sistemas mecánicos de climatización y además siempre con un pensamiento en mente: debemos recordar que ante todo nuestra misión como arquitectos es la de crear espacios de alta calidad y confort para sus ocupantes.

Julio Bermejo arq.

Arquitectura Ambiental. Febrero 2015.