Administración de datos

DesignBuilder te permite manejar la información relacionada con las características del edificio en forma ágil y confiable, mediante el uso de bibliotecas de componentes y plantillas. Los componentes almacenan información sobre elementos particulares del edificio: materiales, muros, techos, ventanas, dispositivos de sombreado, entre muchos otros. Las plantillas, por otra parte, son paquetes de información organizados en seis campos principales: lugar, actividad, cerramientos, aberturas, iluminación y sistemas de climatización (HVAC). Buena parte de la información contenida en las plantillas proviene de los componentes.

El programa incluye una gran cantidad de componentes y plantillas, de las cuales puedes elegir para definir los parámetros de los modelos. Lo más importante, sin embargo, es que también te permite crear componentes y plantillas personalizados, con información acorde a cada país o región. A manera de ejemplo, en las siguientes tres imágenes se puede apreciar las ventanas correspondientes al editor de cerramientos. En la primera ventana se define el espesor y el material de cada una de las capas que conforman el cerramiento, en la segunda es posible visualizar su composición y en la tercera se muestran las propiedades calculadas por el programa en régimen estacionario.

Edición de cerramientos :: Capas Edición de cerramientos :: Visualización Edición de cerramientos :: Cálculo

Al crear un modelo, DesignBuilder ofrece la posibilidad de establecer automáticamente sus parámetros mediante plantillas predeterminadas. Una vez creado, sin embargo, es posible hacer cambios globales o específicos a nivel edificio, bloque, zona, superficie y abertura, mediante un sistema de organización jerárquica de la información. Puedes desplegar las siguientes pestañas para ver los principales datos que se definen en cada una de las etiquetas de edición que proporciona el programa:

Datos del lugar

La primera etiqueta de edición de datos permite definir las características del lugar:

  • Ubicación: latitud, longitud, altitud, zona horaria, entre otros.
  • Características del terreno: material constitutivo (con sus respectivas propiedades térmicas), reflexión superficial, temperaturas medias mensuales de las superficies constructivas en contacto con el terreno.
  • Datos climáticos de diseño de calefacción: temperatura exterior, velocidad y dirección del viento.
  • Datos climáticos de diseño de refrigeración: temperaturas de bulbo seco máxima y mínima, temperatura coincidente de bulbo húmedo.

Aquí también se puede ingresar el archivo de datos climáticos horarios, en formato epw, que será empleado en las simulaciones dinámicas. Se trata de archivos basados en mediciones reales, llevadas a cabo por oficinas de servicios climatológicos o por estaciones meteorológicas, que contienen información sobre la temperatura exterior, la humedad ambiental, la radiación solar y el viento, entre otros parametros, para cada hora de un año completo. Los archivos epw pueden ser generados a partir de otros formatos como TMY, TMY2, IWEC, IWEC2, DOE-2, ESP-r y BLAST ASCII.

Datos de actividad

En esta etiqueta se definen los datos relacionados con el uso del edificio, mismos que juegan un papel importante en lo que se refiere a su desempeño térmico:

  • La densidad de ocupación.
  • Las actividades que se desarrollan en el edificio y sus correspondientes tasas metabólicas.
  • El factor metabólico, que define la constitución física de los ocupantes: niños, mujeres, hombres, grupos mixtos.
  • El nivel de aislamiento (Clo) de la vestimenta de los ocupantes, parámetro que afecta principalmente los índices de confort.
  • El índice de consumo de agua caliente por persona y por día.
  • Las temperaturas de funcionamiento empleadas para controlar los distintos medios de climatización: calefacción, refrigeración, ventilación natural, ventilación mecánica.
  • Los requerimientos mínimos de aire fresco.
  • Los niveles de iluminación requeridos en las distintas zonas y espacios del edificio.
  • Los aparatos y equipos usados al interior del edificio, con sus correspondientes aportes térmicos.
Datos de cerramientos

La etiqueta de cerramientos permite definir la configuración de los componentes opacos de la edificación, incluyendo el número de capas, los materiales y sus espesores. De esta manera el programa calcula las propiedades térmicas de cada componente, incluyendo aspectos como el coeficiente de transmisión térmica (valor U) y los coeficientes de transferencia de calor (convectivo y radiativo). Estas propiedades serán aplicadas en los procesos de cálculo y simulación para evaluar el desempeño energético del edificio:

  • Muros exteriores, interiores (particiones) y semiexpuestos (muros ubicados entre un espacio interior y otro semiexterior).
  • Cubiertas planas e inclinadas.
  • Puertas exteriores e interiores.
  • Suelos sobre terreno, suelos interiores (entrepisos) y suelos exteriores (entrepisos en voladizo sobre el espacio exterior).
  • Techos y suelos suspendidos.
  • Sub-superficies en muros, particiones y cubiertas. Las sub-superficies representan partes de los cerramientos en las cuales cambia su configuración material (pueden ser útiles, por ejemplo, para modelar puentes térmicos).
  • Componentes que aportan masa térmica interna.

Al mismo tiempo es posible definir las condiciones de adyacencia de los cerramientos, con el objeto de establecer la manera en que se daran los flujos de calor a través de ellos:

  • No adyacentes al terreno: cerramientos que se ubican entre una zona interior y el espacio exterior, o entre dos zonas con comportamiento térmico distinto.
  • Adyacentes al terreno: cerramientos que están directamente en contacto con el terreno, estableciendo intercambios de calor con él.
  • Adiabáticos: cerramientos que se ubican entre dos zonas con características térmicas muy similares, de tal manera que no se consideran flujos de calor entre ellas. En este caso la masa térmica sí es considerada en los procesos de cálculo.

Finalmente, es posible establecer los índices de infiltración de aire a través de los componentes constructivos, ya sea mediante la definición del grado de resistencia a la infiltración (cuando la ventilación es calculada por el programa), o indicando el número de cambios de aire por hora debidos a este fenómeno (cuando la ventilación se maneja por medio de programaciones).

Datos de aberturas

En la etiqueta de aberturas se definen las características detalladas de las ventanas y otras superficies vidriadas incluidas en el modelo, las cuales pueden ubicarse en muros exteriores, particiones y cubiertas:

  • Acristalamiento: tipo de vidrio (claro, reflectivo, absortivo, electrocrómico), espesores, número de hojas, contenido de las cámaras (aire, gas argón, gas criptón).
  • Marcos y divisores: materiales, dimensiones, ubicación respecto al plano del muro, numero de divisores horizontales y verticales, entre otras características.
  • Sombreado: se pueden incluir diversos dispositivos de protección solar, ya sea integrados en las ventanas (persianas, pantallas, cortinas, sistemas electrocrómicos), o en forma de dispositivos arquitectónicos (louvers, celocias, salientes). En el caso de los primeros es posible controlar su operación mediante parámetros como la temporada del año, la temperatura interior, la radiación solar o el nivel de iluminación.
  • Operación: es posible definir el porcentaje de la superficie de las ventanas que se considera abierta para permitir la ventilación natural, así como los periodos en los que esto sucede. Los periodos de operación se definen mediante programaciones.

También es posible indicar en esta etiqueta la operación de puertas y ventilas, mediante programaciones en las cuales se establecen los periodos en los que se consideran activas.

Datos de iluminación

En esta etiqueta se definen los parámetros relacionados con la iluminación artificial del edificio. Estos datos resultan de gran utilidad para estimar los aportes caloríficos y los consumos energéticos relacionados con la iluminación artificial. Se dispone de dos opciones para definir la iluminación artificial, general y de escritorio, que pueden emplearse por separado o simultáneamente. Es posible establecer los siguientes datos:

  • El tipo de lámparas empleadas: fluorescentes, incandescentes, de alta intensidad.
  • La posición de las luminarias (solo iluminación general): suspendidas, adosadas, empotradas, ventiladas.
  • Los índices de aporte calorífico.
  • Programación, para indicar en que periodos se considera activa la iluminación.

También es posible simular diversos mecanismos virtuales de control de la iluminación. Estos toman en cuenta la disponibilidad de luz natural, así como los niveles requeridos de iluminancia, para activar la iluminación artificial. De esta manera es posible evaluar el desempeño lumínico de los edificios, estimando el potencial de ahorro de energía mediante el aprovechamiento de la luz natural.

Datos de HVAC

Ventilación natural

Una de las características más importantes de DesignBuilder es su capacidad de incluir la ventilación natural como un recurso para climatizar los edificios, lo cual representa un aporte fundamental si se busca hacer más eficiente su desempeño térmico y reducir el gasto energético. El programa ofrece dos maneras de modelar la ventilación natural:

  • Programada: la ventilación natural se define mediante tasas de cambios de aire por hora y programaciones de operación, parámetros que pueden variar para cada zona del edificio.
  • Calculada: la ventilación natural es calculada a partir de la presión del viento, la ubicación y dimensiones de las aberturas (ventanas, puertas y ventilas), la operación de estas últimas y la infiltración, entre otros parámetros. También es posible controlar la activación de la ventilación natural tomando como parámetro de referencia la temperatura en el interior del edificio (ver Actividades).

Sistemas de climatización artificial

Es posible modelar diversos sistemas de climatización artificial que son incluidos en los procesos de cálculo y simulación:

  • Sistemas VAV (Volumen variable de aire).
  • Sistemas de volumen constante.
  • Sistemas divididos (Split).
  • Sistemas con bomba de calor.
  • Unidades Fan Coil.
  • Unidades paquete.
  • Radiadores de agua caliente.
  • Sistemas de piso radiante.
  • Calentadores radiantes de alta temperatura.

El programa ofrece dos maneras de modelar estos sistemas: descripción simple y descripción compacta. La primera representa una manera sencilla de modelar los sistemas de climatización artificial, estableciendo solo los parámetros básicos. Cuando se utiliza la opción HVAC Compacto ofrecida por EnergyPlus, en cambio, es posible definir los sistemas paramétricamente, sin la necesidad de especificar complejas redes de distribución. Las descripciones compactas se expanden "detras de escena" antes de las simulaciones para generar paquetes de datos completos.

No olvides que DesignBuilder permite controlar el nivel de detalle de cada modelo, modificando la cantidad de datos que es necesario ingresar. Esto lo convierte en una herramienta muy útil en cualquier etapa del proceso de diseño.

Actualmente es posible especificar datos en el nivel Abertura, lo cual permite definir diferentes configuraciones de aberturas (ventanas, puertas, etc.) en una misma superficie.
 

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