Optimización Energética en Edificios de Alto Rendimiento: El Papel de la Simulación Energética

¿Qué es una simulación energética de optimización?

Una simulación energética es un análisis dinámico bioclimático que permite diagnosticar y optimizar el proyecto en el que está trabajando el equipo de diseño y realizar cambios que afecten de manera significativa en el comportamiento energético.

El objetivo de la simulación energética va más allá de la verificación reglamentaria o de la certificación energética.

Beneficios de una simulación energética de optimización

1. Potencial ahorro en la inversión de la ejecución del proyecto

Permite probar diferentes estrategias de diseño antes de la construcción, lo que puede resultar en una reducción de costos (en algunos proyectos de hasta 500.000 €) al optimizar el diseño, la selección de materiales e instalaciones térmicas y de producción renovable.

2. Ahorro en emisiones y costes operativos

Este tipo de análisis nos permite determinar la cantidad de emisiones de CO2 (tanto derivadas de los materiales como del consumo energético) que se reducirán al implementar cada propuesta de mejora y, de esta manera, poder justificar, gracias a estas mejoras, el alineamiento con la Taxonomía Europea.

Ilustración 1 – Reducción de la demanda energética anual derivada de implementar las propuestas de mejora escogidas en el análisis de optimización

3. Maximización del confort: lumínico y térmico

La ventaja de realizar la optimización nos permite verificar que las propuestas planteadas nos proporcionen buenos niveles de iluminación natural, pudiendo visualizar en qué espacios hay deficiencias y en qué otros hay deslumbramientos. Asimismo, se puede verificar cuántos puntos se obtendrían con cada configuración en los créditos de iluminación natural.

Ilustración 2 – Medición de la autonomía de la iluminación natural (sDA) para justificar el cumplimiento del crédito Daylight de LEED

Las simulaciones energéticas pueden revelar áreas del edificio que podrían experimentar problemas de confort térmico y permitir la implementación de soluciones preventivas.

4. Alineamiento con certificaciones medioambientales

Optimizar el modelo energético en fases tempranas del proyecto, permite alinear de mejor manera el proyecto para el cumplimiento de los créditos relacionados con las certificaciones internacionales de prestigio como LEED o BREEAM, impulsando la sostenibilidad del mismo.

Enfoques

Para llevar a cabo una simulación energética, es fundamental destacar que, cada edificio puede abordarse desde tres enfoques distintos en colaboración con el equipo de diseño, y determinar de manera conjunta cómo se desea utilizar el edificio:

Enfoque activo: El edificio estará equipado con sistemas de climatización mecánicos para satisfacer la demanda energética del edificio.
Enfoque pasivo: El edificio minimizará los sistemas de climatización mecánicos y se emplearán estrategias de ventilación natural y captación solar.
Enfoque mixto: Se alternarán de manera optimizada las instalaciones con el enfoque pasivo.

Fases

Dentro de todo el proceso de optimización existen diferentes fases en función de la etapa en la que se encuentre el proyecto en el momento de realizar una simulación energética.

1. Fase 0 (fase previa): optimización orientación, compacidad, % de huecos, incidencia solar, etc.

Normalmente cuando se decide realizar una simulación energética de optimización los aspectos de orientación solar, compacidad, cantidad de acristalamiento, incidencia solar son variables que ya están definidas en el proyecto. Es precisamente en estas fases iniciales donde el potencial de ahorro es mayor y donde tiene más sentido entrar a estudiarlas en detalle.

Ilustración 3 – Estudio de sombreamiento para determinar las zonas más expuestas al sol

2. Fase 1: Diagnóstico proyecto base

Se recopilarán todos los datos relacionados con la geometría, la materialidad, las cargas internas y el uso previsto para cada espacio con el fin de identificar las oportunidades de mejora que permitan reducir la demanda energética y mejorar el confort. Dado que cada edificio es único, su diagnóstico también lo es. Por lo tanto, resulta sumamente útil llevar a cabo el modelado energético en las etapas iniciales de un proyecto, cuando todas las opciones están abiertas y es posible tomar decisiones que tendrán un impacto significativo en el rendimiento del edificio.

3. Fase 2: Evaluación económica y energética de mejoras

En este tipo de análisis, en el que las opciones de diseño son variadas y los objetivos planteados pueden ser contradictorios, como la reducción del consumo energético y el coste de construcción, la tarea se torna compleja.
Un ejemplo de las variables que se pueden analizar, y que influyen significativamente en el comportamiento energético del edificio incluyen los cerramientos opacos (aislamiento e inercia térmica), el tipo y la proporción de acristalamiento, las protecciones solares, el factor de forma, la orientación solar, y otros aspectos similares.

Ilustración 4 – Análisis de optimización coste beneficio de utilizar diferentes grosores de aislamiento en los cerramientos opacos y diferentes tipos de acristalamientos

4. Fase 3: simulación final y cálculo de cargas

En la fase final del estudio, se recogen todas las propuestas planteadas y validadas por el equipo de diseño para realizar una simulación energética final para obtener los consumos energéticos desglosados y las cargas térmicas de los sistemas de calefacción y de refrigeración.

Gracias a estos resultados el equipo de diseño puede conocer la potencia necesaria de las instalaciones para poder satisfacer las necesidades energéticas del edificio.