El motor de cálculo integrado en el programa no presenta limitaciones en sí mismo. No obstante, el manejo del programa y los tiempos de cálculo pueden volverse extremadamente complicados si el modelo es muy complejo. Más allá del tamaño del proyecto, el factor determinante es la cantidad de elementos a analizar. A continuación, se exponen algunos puntos clave que permiten simplificar la obra para reducir estos problemas:
Simplificación por división del modelo en varios ficheros
Si el conjunto edificado a estudiar tiene alguna de las siguientes características, puede utilizar una de las siguientes estrategias para reducir a la vez el número de zonas, elementos, sombras y puentes térmicos contemplados en el cálculo de forma sencilla, dividiendo el cálculo en varios ficheros:
- Conjuntos edificados formados por varios bloques o edificios
Si el conjunto edificado está formado por varios bloques o edificios, puede modelar cada bloque o edificio en un fichero diferente en lugar de simular todo el conjunto en un único fichero.
- Edificios con extensión horizontal
Si la obra está dividida por juntas verticales, o se distribuye en horizontal formando unidades constructivas o funcionales susceptibles de ser concebidas como obras o proyectos separados, como es el caso de un bloque de viviendas distribuido en diferentes portales, puede modelar cada una de estas unidades (por ejemplo, cada portal) en un fichero diferente, considerando la frontera física como una medianera.
- Edificios en altura
Si la obra tiene un gran número de plantas y forma unidades constructivas o funcionales susceptibles de ser concebidas como obras o proyectos separados, como es el caso de una torre con grupos de plantas tipo, puede modelar cada una de estas unidades (por ejemplo, cada conjunto de plantas iguales) en un fichero diferente, considerando la frontera física como un forjado de tipo adiabático o semiadiabático.
Los elementos externos no contemplados en cada modelo pueden considerarse como volúmenes simplificados (por ejemplo, como edificios próximos y otros obstáculos en programas como CYPECAD MEP o IFC Builder), si es necesario.
Reducción del número de zonas
En el tiempo de cálculo de CYPETHERM HE Plus va a influir fundamentalmente el número de zonas que tenga el edificio.
A pesar de que en cuanto a la descripción geométrica del edificio, no existen limitaciones conocidas en el número de elementos (zonas, cerramientos, huecos, etc.), dimensiones ni forma, si se reduce el número de zonas se reducirá el tiempo de cálculo.
A mayor cantidad de zonas y recintos, mayor será la complejidad de la simulación. Sin embargo, aunque el proyecto tenga un gran número de recintos y se distribuyan de forma compleja, el modelo puede simplificarse significativamente al agrupar los recintos en zonas.
La decisión sobre el nivel de simplificación dependerá del grado de detalle necesario en los resultados. Por ejemplo, en proyectos de viviendas, puede ser útil obtener resultados por vivienda y unificar los recintos en zonas basadas en ese criterio. En casos de proyectos más grandes donde las viviendas compartan perfiles de uso y sistemas, es posible agruparlas según la orientación o planta, entre otros factores, para reducir aún más el número de zonas. El motor de cálculo tratará cada zona como una entidad única con una temperatura de estudio. Además, desde el punto de vista del manejo del modelo, puede resultar ventajoso para el usuario unificar los recintos tanto como sea posible para facilitar su uso.
En el mismo programa es posible gestionar las zonas, añadiendo zonas con el botón "Nueva zona", eliminando zonas y asignando los diferentes recintos a las zonas correspondientes usando el botón “Edición múltiple”. De todas formas, si el modelo geométrico-analítico ya está simplificado en origen, va a ser más fácil gestionarlo y el tiempo de cálculo será menor. En ese sentido, también puede ser interesante reducir en ese modelo el número de recintos de cada zona. Por ejemplo, si en CYPECAD MEP se crea directamente un solo recinto por vivienda, el árbol del edificio va a ser mucho más sencillo, pues cada zona solo va a estar compuesta de un recinto.
Consideraciones para la agrupación de recintos en zonas
Para una simulación eficiente, es recomendable que los recintos dentro de una misma zona sean contiguos. Si existen recintos que, aunque pertenezcan a la misma zona térmica, no están en contacto físico entre sí, esto puede generar problemas en la simulación. En esos casos, dichos recintos deben ser considerados como zonas separadas.
Es también importante tener en cuenta las condiciones ambientales para una correcta zonificación, como la orientación de los recintos, su ubicación (enterrados o no), o si se trata de espacios como un ático. El programa calcula una única temperatura interior para cada zona, por lo que factores como la orientación pueden generar diferencias significativas en las temperaturas. En general, los recintos orientados al norte tienden a tener una temperatura más baja en comparación con aquellos orientados al sur, donde la radiación solar es más intensa. Del mismo modo, un sótano y un ático presentarán temperaturas diferentes, debido a la mayor exposición del ático a las condiciones exteriores.
Por ejemplo, los conjuntos de recintos orientados al norte y al sur, o separados por un patio dentro de un edificio, deberían configurarse como zonas distintas.
Si se agrupan recintos con características térmicas muy dispares dentro de la misma zona, el software de simulación EnergyPlus se verá obligado a calcular una única temperatura promedio para todos ellos, lo que complicará el proceso y aumentará los tiempos de cálculo.
Reducción del número de elementos
La cantidad de elementos que debe procesar el motor de cálculo está directamente relacionada con la complejidad geométrica del modelo. Cuanto más sencilla sea la geometría, menos elementos habrá que estudiar y, por tanto, la simulación será más rápida.
Un caso típico es el de los muros curvos. Dado que los modeladores geométricos utilizados no permiten muros curvos, algunos usuarios optan por discretizar estas curvas mediante pequeños segmentos de muro. Cada uno de estos segmentos representa un elemento adicional para el motor, lo que puede ralentizar considerablemente la simulación, incluso más que en proyectos de mayor envergadura pero con geometría simplificada.
Reducción del número de sombras
Aunque las sombras pueden parecer un aspecto secundario, su influencia en el cálculo es considerable. Si el proyecto contiene numerosos elementos que generan sombras, como voladizos, muros bajos o edificaciones cercanas, la simulación puede volverse muy lenta. Estos elementos son determinantes para obtener resultados precisos, pero es recomendable simplificar su definición tanto como sea posible, dado que el motor analizará el impacto de cada sombra en las superficies de cálculo. Por tanto, conviene evitar formas muy complicadas con salientes, entrantes, retranqueos y otras geometrías complejas que proyecten un gran número de sombras.
Reducción del número de puentes térmicos
En este aspecto, el programa realiza una simplificación, ya que EnergyPlus no contempla los puentes térmicos directamente. Por lo tanto, el programa necesita modelarlos como muros con condiciones específicas. Si existen muchos tipos de puentes térmicos con diferentes transmitancias, esto aumentará el número de muros en el modelo, alargando los tiempos de simulación. Es recomendable agrupar los puentes térmicos por transmitancias y tipos similares, cuando sea posible, para optimizar el proceso (por ejemplo, forzando el valor de todos los encuentros entre fachadas y forjados o cubiertas).
Simplificación de las particiones en las opciones de cálculo
En la pestaña de verificación de normativa, en el botón “Opciones de cálculo” el programa permite activar o desactivar la simplificación de las particiones verticales y/u horizontales. Estas opciones eliminan las particiones verticales y/u horizontales dentro de una misma zona, sustituyéndolas por su inercia térmica, por lo que reducen el número de superficies que forman el modelo.
Por la misma razón, si se activa "Simplificación de las particiones", en el modelo se pueden eliminar los recintos interiores dentro de cada zona y las particiones que los delimitan con el resto de recintos de la zona, ya que no tienen ninguna repercusión.
Resumen
En resumen, la extensión física del proyecto, en términos de metros cuadrados o altura, no es lo que determina la complejidad de la simulación, sino la cantidad de elementos que se deben definir y analizar. Esto influirá directamente en la facilidad de manejo del modelo tanto para el motor de cálculo como para el usuario.