La eficiencia energética en la fase de diseño del edificio: simulación vs certificación con herramientas BIM

Abstract

[ES] La metodología Building Information Modeling aplicada al proyecto de edificación es transversal a todas las fases de este, desde su diseño meramente conceptual hasta la construcción, la explotación, el mantenimiento y la rehabilitación o, en su caso, la demolición del edificio y la gestión de residuos generados. En la fase de redacción de proyecto con BIM, el análisis del comportamiento energético del edificio, 6D en BIM, se aborda desde dos puntos de vista. Por una parte, desde la simulación del comportamiento del edificio con diferentes definiciones geométricas,materiales y soluciones constructivas utilizadas, equipamientos, diseños, etc. Esta simulación, que es posible realizar con herramientas BIM sobre el modelo virtual, ayudará en la toma de decisiones de diseño necesarias para cumplir con los requisitos de consumo y demanda de energía establecidos por la legislación española y tratar de garantizar el confort térmico. Y, por otra parte, desde la certificación energética, obligatoria, que debe aparecer en todo proyecto de edificación. El objetivo principal de este Trabajo Final de Máster del Máster Universitario de Edificación es analizar la correspondencia de resultados entre los obtenidos con distintas aplicaciones informáticas BIM de simulación (Autodesk® Revit, DesignBuilder, etc.) que llevan a tomar decisiones de diseño, y los obtenidos al someter dicho diseño a herramientas de certificación energética reconocidas (HULC y CYPETHERM HE Plus) o reconocidas simplificadas (CE3X). Con ello se pretende poder dar al proyectista la combinación más eficaz de herramientas de trabajo en esta fase del proyecto. Al mismo tiempo dar indicaciones sobre el flujo de trabajo al construir el modelo y el tipo y cantidad de información a aportar al mismo que permita su análisis energético según la normativa aplicable. El TFM se abordará para ello en varias fases: el estudio profundo del estado del arte en materia de normativa de aplicación, análisis energético con BIM y certificación energética; el análisis de las aplicaciones BIM que posibilitan la simulación en los modelos y las aplicables a la certificación, sus prestaciones, los problemas prácticos que presenta su utilización y la interoperabilidad entre ellas; y, por último, la aplicación a un caso real, de vivienda unifamiliar, modelada en BIM, que permita la comparación y evaluación de resultados de simulación durante la fase de diseño y la certificación preceptiva del diseño definitivo.

[CA] La metodologia Building Information Modeling aplicada al projecte d'edificació és transversal a totes les fases del mateix, des del seu disseny merament conceptual fins a la construcció, l'explotació, el manteniment i la rehabilitació o, si és el cas, la demolició de l'edifici i la gestió de residus generats. En la fase de redacció de projecte amb BIM, l'anàlisi del comportament energètic de l'edifici, 6D en BIM, s'aborda des de dos punts de vista. D'una banda, des de la simulació del comportament de l'edifici amb diferents definicions geomètriques, materials i solucions constructives utilitzades, equipaments, dissenys, etc. Aquesta simulació, que és possible realitzar amb eines BIM sobre el model virtual, ajudarà en la presa de decisions de disseny necessàries per a complir amb els requisits de consum i demanda d'energia establits per la legislació espanyola i tractar de garantir el confort tèrmic. I, d'altra banda, des de la certificació energètica, obligatòria, que ha d'aparéixer en tot projecte d'edificació. L'objectiu principal d'aquest Treball Final de Màster del Màster Universitari d'Edificació és analitzar la correspondència de resultats entre els obtinguts amb diferents aplicacions informàtiques BIM de simulació (Autodesk® Revit,DesignBuilder, etc.) que porten a prendre decisions de disseny, i els obtinguts en sotmetre aquest disseny a eines de certificació energètica reconegudes (HULC i CYPETHERM HE Plus) o reconegudes simplificades (CE3X). Amb això es pretén poder donar al projectista la combinació més eficaç d'eines de treball en aquesta fase del projecte. Al mateix temps donar indicacions sobre el flux de treball en construir el model i el tipus i quantitat d'informació a aportar al mateix que permeta la seua anàlisi energètica segons la normativa aplicable. El TFM s'abordarà per a això en diverses fases: l'estudi profund de l'estat de l'art en matèria de normativa d'aplicació, anàlisi energètica amb BIM i certificació energètica; l'anàlisi de les aplicacions BIM que possibiliten la simulació en els models i les aplicables a la certificació, les seues prestacions, els problemes pràctics que presenta la seua utilització i la interoperabilitat entre elles; i, finalment, l'aplicació a un cas real, d'habitatge unifamiliar, modelada en BIM, que permeta la comparació i avaluació de resultats de simulació durant la fase de disseny i la certificació preceptiva del disseny definitiu.

[EN] Building Information Modeling methodology applied to the building project cuts across all stages thereof, from its purely conceptual design to construction, operation, maintenance,and rehabilitation or, where appropriate, the building demolition and the management of waste generated. In the drafting project stage with BIM, the energy performance analysis of the building project, 6D in BIM, is approached from two points of view. On one side, from the building behavior simulation with different geometric definitions, materials and constructive solutions used, facilities, designs,etc. This simulation, which is possible with BIM tools on the virtual model, will help in the decisions making for the design needed to comply with the consumption and energy demand requirement established by Spanish legislation and try to ensure thermal comfort. And, on the other, from the mandatory energy certification, that must appear in every building project. The main purpose of this Master Thesis of the Building Constructions University Master is to analyze the correspondence of results between those obtained with different BIM simulation applications (Autodesk® Revit, DesignBuilder, etc.) which are directed to the decisions making design process, and those obtained by submitting such design to energy certification recognized tools (HULC and CYPETHERM HE Plus) or simplified recognized tools (CE3X). This is intended to give to the planner the most effective combination of workplace tools in this project stage. Simultaneously give indications about the workflow in constructing the model and a kind and a quantity of information to provide to it allowing it energy analysis according to the applicable legislation.The Master Thesis will be addressed in several stages: detailed review of the state of the art in the field of applicable legislation, energy analysis with BIM and energy certification, the analysis of BIM applications enabling simulation models and the suitable to certification applications, its performances, practical issues that present it use and the interoperability with each other, and finally the approach on a real case, single-family house, modeled on BIM, which allow the comparison and evaluation of simulation results during the design stage and the mandatory certification of the final design.