Modelado Energético De Edificaciones (Bem)

Determinación del consumo y desempeño energético de una edificación mediante la simulación de su desempeño térmico simulando a través de OpenStudio® cada espacio y zona térmica de la edificación para determinar sus tasas de consumo y compararlas con edificaciones de referencia ya sea por la norma ASHRAE 90.1, LEED, EDGE, NOM-008-ENER, o similares. Las métricas de evaluación del modelo dependen de los requerimientos de cada cliente y la norma que se desee cumplir, a continuación se enumeran los más importantes:

Consumo energético
Generación de carbono
Tasas de ventilación
Iluminación
Manejo de agua

El nivel de detalle del modelo depende del ciclo de desarrollo del modelo el cual se acoge a los especificados por la norma ANSI/ASHRAE 209-2018 y descritos a continuación:

Ciclo 1: Caja sencilla

El modelo es construido con sólo la geometría exterior planteada y, si el caso lo permite, con las alturas de cada nivel del edificio. No se espacios internos sino que se crea una gran zona térmica por nivel o una única zona para toda la edificación. Utilizando horarios estandarizados para todas las cargas internas de la edificación se evalúan los resultados de las métricas establecidas y se identifican cambios que se puedan hacer en cuanto a materiales, área de ventanería, tipo de sistemas de climatización, sistemas de recuperación de agua y energías renovables que puedan optimizar las métricas y llevar encaminar el diseño de detalle bajo los cambios establecidos y aprobados por el propietario y registrados en su documento de requerimientos (OPR).

Ciclo 2: Diseño conceptual

El modelo incluye la superficie interior y clasifica espacios acorde a los horarios de las cargas internas y las zonas térmicas acorde a los requerimientos de climatización establecidos por el propietario. Se hace encuestas para determinar los horarios de carga interna para cada espacio y en los que no es posible saber horarios se implementan horarios estandarizados para el tipo de edificación. El modelo permite determinar protecciones solares, sistemas de climatización, sistemas de control y automatización, niveles de iluminación, tasas de ventilación.

Ciclo 3: Reducción de carga

Modelo generado antes del diseño esquemático del proyecto. Busca evaluar estrategias para la reducción de demanda energética anual de la edificación y la disminución de las cargas pico de aire acondicionado. El modelo permite evaluar los beneficios del uso de estrategias bioclimáticas y de bajo consumo energético en la edificación tales como películas, ventilación natural, enfriamiento evaporativo y radiativo, iluminación natural, entre otras.

Ciclo 4: Selección de sistemas de climatización

En este nivel de detalle el modelo energético incluye la simulación de desempeño de los sistemas de climatización de cada zona térmica. En este ciclo el modelo incluye curvas de desempeño de los sistemas de climatización con los que se puede determinar si estos cumplen con los requerimientos energéticos mínimos exigidos por la norma. El modelo permite la selección de los sistemas pasivos y activos de climatización que se utilizarán en la edificación.

Ciclo 5: Refinamiento

Modelado energético que se desarrolla después de la aprobación de la geometría final del proyecto y que ajusta el desempeño acorde a los cambios realizados durante el diseño esquemático del proyecto. El modelo ajusta dimensiones de ventanería y aperturas, protecciones solares y cargas internas acorde a los submittals finales de selección del diseño y corrobora que el diseño cumpla los objetivos y métricas energéticas planteadas.

Ciclo 6: Optimización

Este modelo busca la mejora de los sistemas ya planteados mediante la evaluación de cambios específicos evaluados a través de la parametrización del modelo que permite evaluar el desempeño de la edificación bajo múltiples escenarios y determinar los que mejor cumplen con los requerimientos del propietario (OPR). Para esto se utiliza la herramienta OpenStudio® PAT con la que se crean métricas de evaluación y reportes de comparación. Después de desarrollado el proyecto hasta este ciclo se garantiza al cliente que el consumo de energía de su edificación será el menor posible bajo las restricciones establecidas ene el diseño.

Ciclo 7: Ingeniería de valor

Es el alcance final aplicable en la etapa de diseño de una edificación. En este ciclo el modelo térmico incluye un análisis en el que se busca una alternativa que reduzca el costo de implementación del modelo cumpliendo con los valores límite de desempeño energético establecidos para la edificación. Para esto se hace un análisis de ciclo de vida del proyecto y se determina los costos de instalación y operación del modelo térmico y los costos mínimos que se pueden conseguir si se sacrifica desempeño energético manteniendo los márgenes establecidos en el diseño.

Ciclo 8: Desempeño de operación

Modelo energético desarrollado posterior a la etapa de diseño. Este modelo busca simular las condiciones de operación definitivas con las que se proyecta que se comportará la edificación utilizando los documentos definitivos del diseño. El modelo reportará las condiciones de operación de la edificación bajo las métricas de evaluación establecidas por el OPR y generará recomendaciones que se puedan implementar en caso de que los resultados muestren que el diseño no cumple con los valores límites exigidos.

Ciclo 9: Órdenes de cambio

Desarrollo de modelado energético durante la etapa de desarrollo del proyecto. Se mantiene un modelo actualizado acorde a los cambios que se generan durante la construcción y que permiten tomar decisiones al cliente sobre la conveniencia o no de aprobar cambios al diseño y generar alternativas que solucionen los problemas que se tengan por los imprevistos que se presentan. El modelo estará actualizado las veces que se acuerde con el propietario y se guardará el registro de los cambios del modelo para la documentación final del proyecto.

Ciclo 10: Desempeño de funcionamiento

Modelo energético desarrollado a manera de auditoría después de la construcción de la edificación. Busca establecer que la edificación construida cumple con los valores límite de las métricas establecidas para la evaluación del desempeño energético de la edificación. Este modelo busca ser un apoyo de justificación para el propietario para la aprobación y entrega del proyecto. En caso de que la edificación no cumpla con los requerimientos del OPR, se realizará una evaluación de alternativas de contingencia que impacten al mínimo al propietario y que sean viables para dar cumplimiento a los objetivos establecidos.

Ciclo 11: Comparación post-ocupación

Modelado energético desarrollado para la etapa de operación de la edificación. Busca realizar comparaciones entre el desempeño real de la edificación frente al proyectado. Sirve como apoyo para determinar los problemas que se pueden tener en la edificación y realizar los ajustes que permitan el cumplimiento de las métricas de desempeño energético establecidas en el OPR. Este modelo requiere de mediciones en sitio para poder ajustar el modelo térmico a las condiciones reales de funcionamiento por lo que es recomendado hacerlo como parte del comisionamiento del servicio de mantenimiento de la edificación.

Entregables

Modelo energético de la edificación en formato gbXML
Documento de Bases de Diseño (BOD)
Reporte de resultados de la simulación acorde a métrica evaluada