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EnergyPlus es un programa desarrollado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). Se trata de una de las herramientas más avanzadas del mundo para la simulación dinámica de fenómenos relacionados con el desempeño ambiental y energético de los edificios, ya sea que estos operen en modo mecánico (con sistemas de climatización), en modo pasivo (solo aprovechando recursos naturales como el viento y la radiación solar) o en modo mixto.
EnergyPlus se basa en dos programas precedentes, BLAST y DOE-2, pero incluye mejoras muy significativas. Entre estas, por mencionar algunas, se encuentra la solución integrada de los procesos, el manejo de etapas de simulación menores a una hora, el cálculo simultáneo de los fenómenos radiantes y convectivos en las superficies de los cerramientos, el uso de modelos detallados de confort higrotérmico y la incorporación de sistemas energéticos complementarios (fotovoltaicos, solar térmicos, geotérmicos). Puedes encontrar más información sobre las prestaciones de EnergyPlus en su sitio oficial.
El módulo EnergyPlus de DesignBuilder ofrece una de las mejores y más completas interfaces gráficas para acceder a las funciones de dicho programa (la cual se complementa con el módulo HVAC Detallado). Al integrar el motor de cálculo de EnergyPlus con su modelador 3D y su sistema de administración de datos, DesignBuilder permite desarrollar simulaciones avanzadas con gran rapidez y eficiencia, incluso a usuarios con poca experiencia en el campo de la simulación.
Mediante el módulo EnergyPlus es posible llevar a cabo dos diferentes tipos de análisis: diseño de calefacción/refrigeración y simulación dinámica. Los cálculos de diseño de calefacción y refrigeración funcionan en régimen estacionario y permiten estimar la capacidad necesaria de esos sistemas para mantener unas condiciones de confort adecuadas. Las simulaciones, por otro lado, funcionan en régimen dinámico y ofrecen una comprensión detallada del desempeño ambiental y energético de los edificios en "tiempo real", considerando unas condiciones ambientales exteriores definidas hora a hora mediante un archivo de datos climáticos.
Al desplegar las siguientes pestañas puedes ver los principales paquetes de datos que es posible obtener con los cálculos y simulaciones ofrecidos por DesignBuilder:
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Diseño de calefacción
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Desglose de resultados
- Temperaturas interiores: temperatura media del aire, Temperatura Radiante Media (MRT, por sus siglas en inglés) y temperatura operativa (el promedio calculado de las dos primeras).
- Temperatura exterior de bulbo seco.
- Ganancias y pérdidas de calor, en régimen estacionario, a través de ventanas y superficies vidriadas, muros exteriores e interiores, suelos, entrepisos, cubiertas y demás componentes de la edificación.
- Pérdidas de calor provocadas por el ingreso de aire exterior mediante la ventilación mecánica y la infiltración a través de los componentes de la edificación.
- Energía calorífica introducida al edificio, por medio del sistema de calefacción, para mantener la temperatura interior de diseño (invierno).
- Capacidad de diseño: capacidad necesaria del sistema de calefacción, que resulta de multiplicar las pérdidas de calor en régimen estático por el factor de seguridad.
Tabla resumen del diseño de calefacción
- Temperatura operativa máxima (promedio de la temperatura del aire y la temperatura radiante).
- Pérdidas de calor en régimen estático.
- Capacidad de diseño: capacidad necesaria del sistema de calefacción, que resulta de multiplicar las pérdidas de calor en régimen estático por el factor de seguridad.
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Diseño de refrigeración
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Desglose de resultados
- Temperaturas interiores: temperatura media del aire, Temperatura Radiante Media (MRT, por sus siglas en inglés) y temperatura operativa (el promedio calculado de las dos primeras).
- Temperatura exterior de bulbo seco.
- Ganancias y pérdidas de calor, en régimen estacionario, a través de ventanas y superficies vidriadas, muros exteriores e interiores, suelos, entrepisos, cubiertas y demás componentes de la edificación.
- Ganancias y pérdidas de calor provocadas por el ingreso de aire exterior mediante la ventilación natural, la ventilación mecánica y la infiltración a través de los componentes de la edificación.
- Ganancias de calor producidas por luminarias, estufas y aparatos electromecánicos.
- Ganancias de calor debidas a las personas que ocupan el edificio.
- Ganancias solares (radiación solar de onda corta) transmitidas a través de ventanas y superficies vidriadas.
- Energía de enfriamiento introducida al edificio, por medio del sistema de refrigeración, para mantener la temperatura interior de diseño (verano).
- Enfriamiento máximo: valor máximo de la energía de enfriamiento introducida al edificio.
- Capacidad de diseño: capacidad necesaria del sistema de refrigeración, que resulta de multiplicar el enfriamiento máximo por el factor de seguridad.
Tabla resumen del diseño de refrigeración
- Enfriamiento máximo: valor máximo de la energía de enfriamiento introducida al edificio.
- Temperatura operativa máxima (promedio de la temperatura del aire y la temperatura radiante).
- Hora a la que ocurre el enfriamiento máximo.
- Capacidad de diseño: capacidad necesaria del sistema de refrigeración, que resulta de multiplicar el enfriamiento máximo por el factor de seguridad.
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Simulaciones dinámicas
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Datos climáticos del sitio
- Temperaturas exteriores de bulbo seco y de rocío.
- Radiación solar directa y difusa.
- Velocidad y dirección del viento.
- Presión atmosférica.
- Ángulos de altitud y azimut solares.
Ambiente y confort
- Temperaturas interiores: temperatura media del aire, Temperatura Radiante Media (MRT, por sus siglas en inglés) y temperatura operativa (el promedio calculado de las dos primeras).
- Temperatura exterior de bulbo seco.
- Humedad relativa.
- Índices de confort y disconfort, a partir de diversos métodos de cálculo.
- Horas de disconfort con ropa de verano y de invierno.
Cerramientos y ventilación
- Ganancias y pérdidas de calor a través de ventanas y superficies vidriadas, considerando marcos y elementos divisorios.
- Ganancias y pérdidas de calor a través de los componentes opacos de la construcción: suelos, entrepisos, muros exteriores, particiones y cubiertas, entre otros.
- Ganancias y pérdidas de calor provocadas por el ingreso de aire exterior, incluyendo la ventilación natural, la ventilación mecánica y la infiltración a través de los componentes de la edificación.
Pérdidas y ganancias internas
- Ganancias de calor producidas por luminarias, estufas y aparatos electromecánicos.
- Ganancias de calor debidas a las personas que ocupan el edificio.
- Ganancias solares (radiación solar de onda corta) transmitidas a través de ventanas y superficies vidriadas.
- Pérdidas y ganancias de calor relacionadas con la energía de calefacción y enfriamiento introducidas al edificio por medio de sistemas de climatización artificial.
Energía y contaminación
- Consumo energético derivado del uso de sistemas de calefacción y refrigeración, calentadores, enfriadores, mecanismos de precalentamiento, ventiladores, bombas y demás equipos relacionados con la climatización del edificio.
- Consumo energético provocados por iluminación y aparatos eléctricos.
- Consumo energético del sistema de generación de agua caliente doméstica.
- Consumo total de combustibles: electricidad, gas y petróleo, entre otros.
- Emisiones totales de dióxido de carbono (CO2) por el consumo de electricidad y combustibles.
Los resultados obtenidos mediante los cálculos y simulaciones se pueden visualizar en intervalos anuales, mensuales, diarios, horarios o de fracciones de hora. Por otro lado, es posible mostrar los resultados en forma de gráficas, tablas o celdas (las cuales se pueden exportar en formato ccv). Combinando esas alternativas de visualización de resultados puedes generar reportes de alta calidad.
     
Con el módulo EnergyPlus los sistemas de climatización se pueden modelar mediante las opciones HVAC Simple o HVAC Compacto. La opción de HVAC Compacto permite definir paramétricamente diversos sistemas de calefacción y refrigeración, mediante datos sintéticos que se expanden “detrás de escena” para describir sistemas completos antes de las simulaciones.
Se dispone de varias opciones de simulación con EnergyPlus, incluyendo la versión ejecutable DOE y la versión DLL. Así mismo es posible extraer y visualizar los detalles de las simulaciones efectuadas en DesignBuilder mediante EP-Launch, programa auxiliar de EnergyPlus. También es posible utilizar DesignBuilder para generar archivos IDF que se pueden ejecutar directamente en EnergyPlus, con lo que se tiene acceso a las funciones más especializadas y complejas que éste programa ofrece.
Desde la Versión 2 es posible modelar aspectos como la ventilación mixta, control de humedad, sistemas de calefacción de rodapié y cubiertas verdes, entre otras. También permite generar resultados para superficies y aberturas particulares.
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