Capítulo 2.8.- Certificación energética de edificios con EnergyPlus

Introducción al módulo: TK-EEP

Tekton3D-EEP es un módulo de Tekton3D que exporta edificios definidos con la interfaz gráfica de TeKton3D al motor de cálculo de referencia EnergyPlus para realizar una simulación energética. La simulación energética con EnergyPlus da como resultados un análisis preciso de la demanda y el consumo del edificio para obtener la calificación energética del edificio.

Mediante este enlace, Guía rápida, puede seguir en poco pasos cómo se puede realizar la aplicación de este módulo.

Requisitos

Además de los requisitos propios que necesita el software TeKton3D, es necesario que esté instalado en el equipo previamente la versión 8.9.0 del software EnergyPlus™ (que requiere a su vez: Windows 7, 8 o 10).

(También funciona con la versión anterior del software EnergyPlus™ V8.8.0 ).

TK-EEP estará disponible de forma gratuita en esta versión de TeKton3D, aunque iMventa Ingenieros se reserva la posibilidad de limitar su uso a través de una licencia en próximas versiones.

Instalación

La descarga de EnergyPlus™ es libre y gratuita desde su página web. Los enlaces de descarga de EnergyPlus (web del desarrollador V-8.9.0) son:

EnergyPlus, Copyright (c) 1996-2017, The Board of Trustees of the University of Illinois and The Regents of the University of California, through Lawrence Berkeley National Laboratory (subject to receipt of any required approvals from the U.S. Dept. of Energy). All rights reserved. For more information, see the Licensing page.

Ámbito de aplicación

TK-EEP cubre los siguientes casos de certificación energética:

Edificios de uso residencial utilizando los sistemas de referencia.
Edificios de uso residencial con alguno de los siguientes sistemas de climatización:
1. Sistemas unizona:
  - Calefactor eléctrico efecto Joule.
  - Equipos autónomos aire-aire compactos.
  - Equipos autónomos aire-aire divididos 1 x 1 (Split).
  - Equipo ideal de calefacción (rendimiento constante).
  - Equipo idea de refrigeración (rendimiento constante).
2. Calefacción multizona por agua:
  - Caldera con radiadores.
  - Caldera con paneles radiantes/suelo radiante.
3. Climatización multizona por expansión directa:
  - Equipos autónomos aire-aire divididos n x 1 (multi-split).
  - Equipos autónomos aire-aire VRV sin recuperación.
4. Climatización multizona por conductos:
  - Equipos autónomos aire-aire para conductos.
5. Sistemas de producción de ACS:
  - Agua caliente sanitaria.
6. Mixto Calefacción y ACS:
  - Instalaciones mixtas de calefacción multizona por agua y ACS.

TK-EEP permite además comprobar la justificaciones de los documentos básicos HE1 y HE0.

Marco Normativo

Cumplimiento de la exigencia básica HE0 del CTE-DB-HE.
Cumplimiento de la exigencia básica HE1 del CTE-DB-HE.
Cumplimiento de las exigencias técnicas marcadas en el documento “Condiciones técnicas de los procedimientos para la evaluación de la eficiencia energética de los edificios”.
Cumplimiento de las exigencias marcadas en el documento “Calificación de la eficiencia energética de los edificios”.

Método de cálculo

El Ministerio de Industria, Energía y Turismo acredita el motor de cálculo EnergyPlus como motor de cálculo de referencia. Se considera que los motores de cálculo de referencia obtienen resultados de simulación con una precisión suficiente para su uso en la evaluación de la eficiencia energética de los edificios.

EnergyPlus™ es actualmente el programa de simulación energética de edificios más prestigioso a nivel internacional. Ha sido desarrollado por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), basa su funcionamiento en el método del Balance de calor (Heat Balance de ASHRAE), y plantea una solución simultánea e integrada entre las condiciones de las distintas zonas del edificio y la respuesta de los sistemas de climatización (HVAC).

Fundamentos técnicos

Los fundamentos técnicos del motor de cálculo E+ pueden verse en el documento: EnergyPlus™ Version X.X.X Documentation; Engineering Reference.

En el siguiente enlace se encuentra la información correspondiente a la última versión:

EnergyPlus™ Version 8.9.0 Documentation; Engineering Reference.

Dos parámetros fundamentales para la realización de la certificación energética son:

Tratamiento de la radiación solar.
Transferencia de calor a través de las superficies.

A continuación se detalla la opción que utiliza el módulo:

El tratamiento de la radiación solar y la reflectancia se realiza mediante la opción “FullExterior”, la cual tiene en cuenta las sombras producidas por los distintos elementos de la fachada; salientes, voladizos y retranqueos de ventanas, afectan las sombras producidas por los propios elementos de sombra, tales como toldos y persianas. Toda la radiación solar que entra por las ventanas exteriores se concentra primero en el suelo; una parte es absorbida por éste y el resto se refleja en forma de radiación difusa al resto de las superficies interiores de forma uniforme.

El algoritmo elegido para el cálculo de la transferencia de calor a través de las superficies del edificio es “Conduction Transfer Function”. La función de transferencia por conducción es la opción más sencilla para este fin que tiene Energy+, pero también es la que consume menos recursos y da como resultado una simulación más eficiente.