Capítulo 4: Uso de modelos de simulación en la optimización energética de edificios

SILVANA FLORES LARSEN

Uso eficiente de la energía en edificios

Editorial Amerindia

Lugar: Santa Rosa - La Pampa; Año: 2005; p. 37 - 60

La simulación del comportamiento térmico transitorio de un edificio es fundamental para comprender cómo funcionan cada uno de los elementos que lo componen (paredes, ventanas, puertas, etc.) y predecir de antemano qué puede esperarse del mismo bajo determinadas condiciones climáticas. Una simulación detallada del edificio en las primeras etapas de diseño permite detectar errores constructivos que en el futuro provocarán problemas de confort como sobrecalentamiento, bajas temperaturas, grandes amplitudes térmicas en el interior, etc., siendo una herramienta de fundamental importancia para proponer soluciones que corrijan o minimicen estos problemas térmicos. Por otro lado, es muy común en la obra pública y fundamentalmente en el caso de viviendas de interés social que se proyecten prototipos que luego se construyen en distintas localidades, con lo que es de esperar que un mismo prototipo responda de manera diferente de acuerdo a las condiciones ambientales de la localidad en donde esté ubicado. Para determinar estas variaciones en el comportamiento térmico de un edificio es fundamental realizar una simulación detallada del mismo con datos climáticos del lugar. De esta manera, frente a un cambio de ubicación y/o cambios tecnológicos y de diseño, los programas de simulación permiten predecir con buena aproximación la respuesta térmica de la nueva implementación. El aumento del tamaño y velocidad de las computadoras ha propiciado la aparición de programas de simulación de variadas características, lo cual es una señal no sólo del avance en cálculo numérico sino de la creciente importancia de las simulaciones para estudiar el probable comportamiento de un futuro edificio y su consumo energético. La amplia gama de programas disponibles actualmente en el mercado, tanto para Windows como para Linux, abarcan desde aproximaciones rápidas en estado estacionario basadas en cálculos con valores medios hasta aplicaciones detalladas que utilizan técnicas CFD para resolver las ecuaciones complejas de mecánica de fluidos. En el primer caso, la entrada de datos es relativamente sencilla y rápida pero los resultados son poco exactos. Suelen utilizarse estas aproximaciones en etapas preliminares del diseño de edificios para estimar los requerimientos energéticos anuales del mismo y la performance de los equipos de acondicionamiento de aire. En el extremo opuesto existen programas muy sofisticados, que permiten calcular detalladamente el comportamiento térmico transitorio de edificios resolviendo las ecuaciones de Navier Stokes de mecánica de fluidos. Estos últimos programas suelen requerir de una entrada de datos extremadamente detallada y además el usuario debe ser lo suficientemente experimentado como para comprender cómo ingresar dichos datos y cómo interpretar los resultados obtenidos. Existen programas intermedios que incorporan a la simulación parámetros que pueden estimarse, como el número de renovaciones de aire de cada local, el área en que incide la radiación en cada local, etc. con lo que la gran cantidad de variables que influencian el comportamiento térmico de un edificio se reduce a parámetros globales que se estiman mediante consideraciones sencillas y criterio común. Dentro de este grupo de programas se encuentra SIMEDIF para Windows, estudiado en el presente capítulo. Se presentan en los siguientes apartados un resumen de las características más importantes de SIMEDIF, una breve explicación del modelo utilizado por el programa, una descripción del aspecto visual del mismo y un ejemplo sencillo de aplicación. Los instaladores del programa pueden bajarse gratuitamente de Internet o solicitarse a los autores. SIMEDIF para Windows ha sido registrado en la Dirección Nacional del Derecho de Autor  y tiene su página Web en la dirección http://inenco.unsa.edu.ar/~seflores/index.html.