Las propiedades térmicas de las ventanas y puertas, como el Coeficiente de Transmisión Térmica de los vidrios y de los marcos, Permeabilidad de los huecos, Control Solar con dispositivos de sombra activados y Factor solar, tienen un efecto muy importante en el consumo energético del edificio.
Programas para la Certificación Energética del Edificio, como la Herramienta Unificada Lider-Calener (HULC), requieren una serie de datos que, en ocasiones son complicados de obtener.
El objeto de este artículo es simplemente difundir el documento «Manual-Guion de aplicación para huecos en HULC«
No lo he hecho yo, pero me ha parecido muy bueno y el autor me ha autorizado a darle publicidad. Aunque está enfocado a HULC, también se aporta información válida si se usa otro procedimiento de cálculo.
Así que aquí lo tenéis. Pulsando en el nombre se iniciará la descarga del archivo en pdf.
Este artículo se trata sobre cómo proceder para pasar el modelo de un edificio en BIM a diferentes programas de certificación energética. Si bien está orientado a REVIT, porque es el programa que tengo, para otros sistemas BIM el procedimiento es similar, partiendo de la exportación del modelo a IFC.
Si has llegado hasta aquí es de suponer que tienes el modelo de un edificio en BIM (REVIT, ArchiCAD, Allplan, Edificius…) y quieres emitir el certificado energético del mismo.
Según la normativa vigente en España, el certificado energético sólo se puede emitir con algunos de los programas reconocidos por el Ministerio, que se pueden ver aquí:
Parece buena idea aprovechar al máximo la información que ya se tiene en BIM y pasarla al programa de certificación energética, con el objeto de ahorrar tiempo y asegurarse que el edificio que se está calculando corresponde fielmente con el proyectado en BIM.
PROGRAMAS DE CERTIFICACIÓN ENERGÉTICA
Los programas reconocidos por el Ministerio para certificación energética de edificios son:
Herramienta Unificada Lider Calener (HULC).
CYPETHERM HE PLUS
SG SAVE
TeKton3D TK-CEEP
CE3
CE3X
CERMA
Los tres últimos (CE3, CE3X y CERMA) son procedimientos simplificados en los que, por la forma de introducir los datos, no es factible utilizar la información contenida en un modelo BIM.
SG SAVE utiliza el programa SketchUp para introducir la geometría y para ejecutar los programas de cálculo (OpenStudio y EnergyPlus). SketchUp requiere licencia, motivo por el que no lo he probado recientemente y no se incluye en el presente artículo.
Así pues, en lo que sigue se tratará sobre HULC, CYPETHERM HE PLUS (mediante dos flujos de trabajo diferentes) y TeKton3D-CEEP.
Se ha probado con las últimas versiones disponibles en marzo de 2023, lo cual hago constar porque es posible que algunas referencias a páginas WEB cambien o se actualicen las versiones de los programas con nuevas funcionalidades.
CONSIDERACIONES GENERALES
CYPETHERM HE PLUS, TeKton3D-CEEP y SG SAVE utilizan como motor de cálculo para las simulaciones energéticas el mismo programa: EnergyPlus.
HULC utiliza una modificación del programa DOE-2, antepasado de EnergyPlus.
Estos motores de cálculo son gratuitos, de código abierto y multiplataforma. Su desarrollo está financiado por Department of Energy’s (DOE) Building Technologies Office (BTO) de Estados Unidos.
De forma resumida, los programas de certificación energética tratan de recoger la información necesaria del edificio, prepararla de acuerdo al procedimiento de certificación establecido por la normativa, ejecutar el motor de cálculo para hacer la simulación energética, leer los resultados, procesarlos y emitir el certificado energético.
La entrada de datos en los programas de certificación está orientada a la forma que el motor de cálculo lo va a requerir. La simulación energética va a suponer la resolución de una serie de ecuaciones matemáticas que se plantean para los diferentes espacios que forman el edificio. Estas son las principales condiciones que tiene que cumplir el modelo de cálculo:
Los espacios tienen que estar confinados por un suelo horizontal, muros (que incluyen ventanas y puertas) y techos. Pueden estar formados por una habitación o un grupo de ellas.
Para cada uno de estos elementos tiene que esta identificada la colindancia o “qué hay al otro lado”; el exterior, un espacio, el terreno, otro edificio…
Cada muro tiene que ir de suelo a techo del espacio, no siendo posible que un muro de una planta sea el mismo que el muro de un espacio de la planta superior.
Las ventanas y puertas tienen que estar en el interior de muros, es decir, pueden dar problemas las puertas que la parte inferior está a la misma cota que la parte inferior del muro y las ventanas con un lateral justo en el borde del muro.
No es posible definir puertas ni ventanas en muros interiores.
No es posible definir muros ni ventanas curvos; siempre rectangulares.
Si la geometría del modelo del edificio se introduce directamente en el programa de certificación energética, se van a cumplir con los requerimientos referidos.
Ahora bien, si se dispone de un modelo en BIM es posible que no se cumplan algunos requerimientos y sea necesario un procesado previo del modelo; es decir, hacer un Guardar como… cambiar el nombre y sobre éste hacer las modificaciones que nos obliga el programa de certificación energética.
Esto requiere un tiempo y se estaría trabajando con 2 modelos en BIM. Si en el futuro se introducen modificaciones en el diseño require repetir el proceso de Guardar como… , con lo cual el aprovechamiento del modelo de BIM va perdiendo ventajas.
Por otro lado, del modelo BIM solo será aprovechable la geometría. Si se ha introducido otra información como las propiedades térmicas de los muros u otros elementos, no va a llegar al programa de certificación energética, por lo que será necesario definirlos de nuevo.
El proceso de exportación e importación puede hacer que se pierda información o que ésta no llegue de la forma adecuada para ser interpretada. Por ejemplo, si tenemos un armario empotrado, puede ser interpretado como un espacio, lo cual sería incorrecto. Si un muro contiene un pilar, puede ser que se interprete como varios muros, algunos de muy pequeña anchura.
Como se puede ver, el proceso es complejo, lleva tiempo y requiere conocer muy bien el funcionamiento del programa de certificación energética y del sistema BIM.
Es recomendable hacer pruebas con ejemplos (no con un caso que te interese) y evaluar si es más rápido y fiable pasar el modelo BIM al programa de certificación energética o bien introducir directamente en éste la geometría.
HERRAMIENTA UNIFICADA LIDER CALENER (HULC)
Se necesita tener instalado en REVIT el Plug-in APLICAD CTE HULC (requiere licencia):
APLICAD CTE HULC permite definir en REVIT todos los datos que requiere HULC, a excepción de los puentes térmicos y sistemas que sí tienen que ser definidos en HULC.
Así, se introducen los datos generales (situación del edificio, zona climática etc.), los materiales (con sus propiedades térmicas asociadas) y la geometría.
Una vez instalado el Plugin en REVIT y activada la licencia aparece el siguiente menú:
Se pueden cargar los Datos Administrativos que requiere HULC, tipo de edificio, zona climática etc.
Se asignan los materiales de los cerramientos y ventanas definidos en REVIT con los materiales de HULC. Si se utiliza el Plugin Aplicad UpdateBIM se pueden importar en REVIT soluciones constructivas que ya tienen todas sus capas definidas en los Materiales de HULC.
Se pueden indicar las Propiedades de los elementos: la función de los muros, elementos sombra de huecos, porcentaje de marco en huecos, tipo de espacio etc.
En general, se pueden cargar en el Plugin todos los datos generales y de la geometría que requiere HULC.
Al Exportar se crea un archivo con extensión ctehexml que se puede abrir directamente en HULC.
Se completa con la información que falta, como puentes térmicos, sistemas de calefacción, refrigeración y ACS y energías renovables y ya se puede calcular.
El manual de usuario describe en detalle cómo utilizar el programa. Se puede consultar en:
En REVIT aparecerá el Plugin Open BIM. Al ejecutarlo, lo que hace es generar un archivo IFC que lo sube a la plataforma BIMSERVER.
Se ejecuta el programa Open BIM Analytical Model que importa el archivo anterior y genera otro archivo con el modelo analítico para la simulación energética. Así, identifica los espacios, le asigna los elementos que lo limitan, establece las colindancias entre espacios, funciones de muros y otros elementos (interior, exterior, medianera, en contacto con terreno etc.).
Hay que crear los Grupos de Recintos, que serán los espacios (zonas térmicas) y que pueden estar formados por varias habitaciones.
También se identifican y se introducen las sombras, tanto del propio edificio como exteriores.
Una vez realizado este trabajo en Open BIM Analytical Model, se genera el archivo con el modelo que se sube a BIMSERVER.
Se ejecuta el programa CYPETHERM HE PLUS, se importa el archivo creado anteriormente y se procede de la forma normal como si la geometría se hubiera generado con programas propios de CYPE. Así se introducen las características de muros, ventanas, forjados, cubiertas, espacios, situación del edificio etc.
En CYPETHERM HE PLUS no se puede modificar la geometría, lo cual habría que hacerlo en REVIT y repetir el proceso. La opción de Actualizar el modelo facilita la tarea al conservar los datos ya introducidos directamente en CYPETHERM HE PLUS.
Para información en detalle se puede recurrir a los siguientes recursos facilitados por CYPE:
Requiere tener instalado los siguientes programas:
CYPETHERM HE PLUS (CTE 2019)
IFC BUILDER
Todos ellos se pueden descargar gratuitamente de la plataforma de CYPE BIMSERVER.
El proceso a seguir es el siguiente:
El modelo en REVIT se exporta a IFC con las opciones nativas de exportación a IFC de REVIT.
Se ejecuta el programa de CYPE IFC BUILDER y se importa el archivo IFC creado.
Se chequea que todo es correcto. IFC BUILDER permite introducir modificaciones en la geometría e introducir elementos que no estén en el modelo BIM, como pueden ser sombras exteriores.
Se selecciona la opción Resultados>Calcular para determinar si el modelo es correcto.
Se crean los Recintos (habitaciones) y Grupos de Recintos (Zonas térmicas o espacios), ya que no se importan de BIM.
Se pulsa sobre Compartir, con lo que el archivo se subre a BIMSERVER.
Se ejecuta el programa de CYPE CYPETHERM HE PLUS, se selecciona en BIMSERVER el proyecto y archivo generado con IFC BUILDER.
Con esto, se carga la geometría del edificio de REVIT en CYPETHERM HE PLUS. Se sigue el proceso normal de introducción de datos para elaboración del certificado energético.
Este flujo de trabajo también es aplicable si se parte de otro sistema BIM distinto a REVIT.
Llegado a este punto, tal vez tengas la duda de qué flujo de trabajo seguir con CYPETHERM HE PLUS. Yo le plateé esta cuestión a Soporte de CYPE, y me recomendaron PLUGIN OPEN BIM REVIT. No obstante, después de hacer muchas pruebas me resultó mejor utilizar el flujo de trabajo con IFC BUILDER, ya que daba menos problemas y permite hacer modificaciones en la geometría. Con PLUGIN OPEN BIM REVIT en caso de errores, el margen de actuación para solucionarlos es menor, no sabiendo en ocasiones si es actuar sobre el modelo de REVIT o sobre ANALYTICAL MODEL.
TEKTON3D-CEEP
Si bien TEKTON3D-CEEP es gratuito para certificación energética, para importar un modelo de BIM requiere adquirir una licencia del módulo TK-IFC, siendo válido independientemente del sistema BIM utilizado para crear el IFC.
Existen dos opciones:
Vincular el archivo IFC
Importar el archivo IFC
Para simulaciones energéticas es recomendable la primera opción Vincular IFC. Con esto se crean las plantas del edificio y una imagen del mismo en tres dimensiones, sobre la que se procede a dibujar los espacios con las herramientas nativas de TEKTON3D.
También sería posible importar los espacios y habitaciones ya definidos en el IFC, pero esto introduce una serie de requerimientos a la hora de hacer el modelo BIM y un trabajo posterior de ajuste de vértices por la anchura de muros y forjados.
Creados los espacios se procede igual que en cualquier modelo de TEKTON3D, creando los muros, forjados y cubiertas.
Para introducir las ventanas y puertas, se selecciona el vinculo IFC y se pulsa sobre el botón Insertar Ventana y Puerta, creandose todas de una vez en su correspondiente muro.
Cargada la geometría se procede con el procedimiento general.
Para información en detalle se puede recurrir a los siguientes recursos facilitados por IMVENTA:
El procedimiento aquí presentado reduce los requisitos de modelado en BIM y la generación de errores al pasar la geometría de BIM al programa de certificación energética.
RESUMEN Y CONCLUSIONES
Lo aquí presentado trata de exponer los diferentes procedimientos que existen para utilizar el modelo de un edificio en BIM en la elaboración del certificado energético. Para un detalle del procedimiento en cada caso, se incluye las referencias WEB de los desarrolladores de los programas.
Los programas de certificación energética y los motores de cálculo para la simulación energética requieren que la geometría del edificio les llegue definida de una determinada manera. Los modelos de los edificios en BIM pueden que no cumplan con ciertos requisitos, con lo que sería necesario un preprocesado de la geometría, que según el caso puede ser complejo.
La geometría se pasa del programa BIM al de certificación energética (CYPETHERM o TEKTON3D) mediante archivo IFC, que no incluye otro tipo de información como propiedades térmicas de los materiales.
Se traspasa información entre 3 programas: BIM, certificación energética y motor de cálculo, por lo que se puede perder información o que el modelo finalmente calculado no corresponda exactamente con el edificio.
El proceso se facilita si desde el inicio del modelado en BIM se conocen los requerimientos para la simulación energética y se realiza el modelo de forma que se ajuste a ellos.
En caso contrario, si se parte de un modelo arquitectónico en BIM tendrá que ser evaluado si se ahorra tiempo y se gana en fiabilidad aprovechando el modelo BIM o mejor cargar la geometría del edificio utilizando las herramientas nativas del programa de certificación energética.
Existen disponibles una serie de recursos gratuitos, como herramientas en WEB, programas u hojas de cálculo, que te pueden ayudar en el manejo de HULC y que complementan la salida de resultados de este programa.
Esto se ha visto facilitado gracias a que HULC lleva mucho tiempo en uso y que tanto la entrada de datos como la salida de resultados son archivos abiertos editables por un editor de texto, hoja de cálculo o programas desarrollados a tal efecto.
Algunos de ellos, además, son software libre, de modo que cualquiera puede inspeccionar el código de los mismos, modificarlo, copiarlo, etc bajo las condiciones de una licencia libre.
A continuación incluyo una lista de los que yo uso, totalmente fiables, con una pequeña descripción de su utilidad y link de descarga o acceso:
– Envolvente CTE
Si tienes problemas para cumplir con la K o con qsol;jul (CTE-HE1), recomiendo que acudas a esta aplicación.
Funciona en la WEB y puedes acceder en el siguiente link:
Sólo tienes que arrastrar tu archivo de extensión «.ctehexml» a la ventana que encontrarás en esa página WEB. Muestra mucha información interesante, como el valor de la K desglosada por elementos, con lo puedes conocer qué está perjudicando más a la K y así sabes dónde actuar. También muestra información desglosada sobre qsol;jul.
El manejo es muy fácil. Solo señalar que pulses sobre “Detalles” (está un poco escondido) para obtener la información por elementos opacos, huecos y puentes térmicos.
La autoría y publicación es de Rafael Villar Burke, Daniel Jiménez González y Marta Sorribes Gil, del equipo de Energética Edificatoria de la Unidad de Calidad de la Construcción del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc-CSIC)
– VisorEPBD
«VisorEPBD es una aplicación WEB de ayuda a la evaluación de la eficiencia energética de los edificios usando el procedimiento de la norma ISO UNE-EN 52000-1 y destinado a la aplicación del Documento Básico de Ahorro de Energía (DB-HE) del Código Técnico de la Edificación (CTE)». (esto está copiado de lo que dice en la Ayuda)
Funciona en la WEB y puedes acceder en el siguiente link:
Básicamente, viene a dar de forma desglosada el consumo de energía del edificio. Por ejemplo, si aquí se ve que la mayoría del consumo es por ACS, de poco va a servir aumentar el aislamiento del edificio para mejorar la calificación energética. Obvio, pero si no sabes que esta aplicación existe puedes perder mucho tiempo haciendo pruebas.
Es fácil de usar y cuenta con Ayuda.
Para cargar tu caso, tienes que pulsar sobre un icono que está arriba a la derecha de la pantalla con una flecha para arriba y buscar en tu disco el archivo que ha generado HULC llamado DATOS_CTEEPBD.TXT y que lo encontrará en la subcarpeta documentación (esto ya no es tan obvio).
La autoría es de Rafael Villar Burke, Daniel Jiménez González y Marta Sorribes Gil, del equipo de Energética Edificatoria de la Unidad de Calidad de la Construcción del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc-CSIC).
La publicación es del Ministerio de Transportes (MITMA) y Instituto Eduardo Torroja (IETcc-CSIC).
– Visol
Visualiza las demandas de calefacción y refrigeración de los espacios del edificio. Es muy útil para ayudar a identificar qué está perjudicando más a la demanda y, con ello, al consumo energético y así saber dónde hay que actuar para optimizar el diseño del edificio.
Me explico con un ejemplo. Si el edificio tiene un alto consumo en calefacción, Visol va a decir la pérdida energética por las paredes, cubiertas, ventanas, ventilación…
También puedes visualizar una gráfica con la carga térmica diaria por espacio.
La autoría y publicación es Rafael Villar Burke y Daniel Jiménez González; del equipo de Energética Edificatoria de la Unidad de Calidad de la Construcción del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc-CSIC).
– Visualizador de Cargas/Demandas
HULC es un programa que trabaja con energía (horaria, mensual, anual…) pero en ocasiones nos interesa conocer la carga térmica (potencia en un instante concreto). Este dato es el que se usa, por ejemplo, para dimensionamiento de los sistemas de climatización.
Pues hay un programa desarrollado por Ecoeficiente que extrae los valores de las cargas térmicas que calcula HULC.
Es gratis, si bien hay que registrarse (pero vamos, totalmente fiable)
Hay que cargar el fichero bin ResumenRCC_NewBDL_O que está en el mismo directorio del archivo de HULC.
Los resultados que presenta son útiles para conocer qué valores de carga térmica ha calculado HULC y así saber si los sistemas que hemos definido van a estar mucho tiempo a carga parcial o tienen una potencia insuficiente.
También se puede utilizar para tener un primer dato de dimensionamiento de sistemas si estamos utilizando HULC en una fase incipiente en de la redacción del proyecto de un edificio en el que los sistemas no están todavía dimensionados.
Pero yo no recomendaría utilizar estos valores para el diseño de los sistemas de climatización y comprar equipos, ya que la metodología de cálculo de cargas térmicas es diferente de la metodología utilizada por HULC, con lo que es posible que dimensionamiento así realizado no sea correcto.
– Recursos gratuitos de Oscar Redondo
En la página WEB de Oscar Redondo hay varias aplicaciones desarrolladas para Excel que son muy buenas y te pueden ayudar bastante. Son las siguientes:
Visualizador de resultados de la Herramienta Unificada LIDER – CALENER (HULC)
Visualizador de geometría de la Herramienta Unificada LIDER – CALENER (HULC)
HULC 2019_vh. Comparador de resultados horarios
CTE DA-HE /1 Factor de sombra Fsh;with v1.1
HULC 2019 Cálculo del factor K v1.3
Son fáciles de usar y totalmente fiables.
La WEB la encontrarás fácil si le preguntas a Google por HULC Oscar Redondo, pero te dejo el link para que te sea más fácil:
Para usarlo, primero se sube el archivo». xml» que está en la carpeta documentación (hay dos, el que acaba en V20)
Aparece el certificado de eficiencia energética. Permite hacer algunos cambios y crear el pdf y archivo xml.
Yo lo uso una vez terminado el certificado energético para validarlo y detectar si hay algún error antes de iniciar el engorroso trámite del Registro en la Comunidad Autónoma.
También es necesario usarlo si se incorpora en el certificado medidas de mejora.
La autoría es de Rafael Villar Burke, César García Tapia y está publicado por el Ministerio de Fomento (MFOM) e Instituto Eduardo Torroja (IETcc-CSIC).
Este es un listado de los recursos gratuitos que yo uso y su utilidad. Tienen más funciones que las descritas anteriormente de forma resumida (espero que sus autores me disculpen), pero he preferido no extenderme demasiado y en la confianza de que son fáciles de utilizar.
Si estás por aquí tal vez te interese mejorar en el manejo de HULC, para lo cual te recomiendo mi curso que, aunque no es gratuito, sí es muy barato:
Si has llegado hasta aquí, probablemente serás usuario de la Herramienta Unificada Lider-Calener (conocida como HULC) y en algún momento se ha producido un error.
En este artículo voy a dar algunas recomendaciones generales de cómo proceder para evitar que se produzcan errores. Si estas buscando solución a algún error concreto que ya tienes, tal vez te dé una pista de cómo actuar.
1.- Organización.
La introducción de datos en HULC tiene una secuencia establecida que es importante respetar. Cada vez que se introduzca un dato, debe ser correcto y definitivo, o sea, si no se tiene un dato en ese momento, es mejor pararse y buscarlo que poner un valor al azar o dejarlo en blanco; esto trae muchos problemas.
2.- Usar con frecuencia el Manual del Usuario.
¿Hace tiempo que no manejas HULC? No confíes en la memoria. El Manual de Usuario es bastante bueno. Es muy recomendable abrirlo antes de empezar a cargar un nuevo caso e ir leyéndolo a la vez que se avanza en el modelo. Hay muchos detalles que hay que tener en cuenta.
3.- No intentar correr.
Es recomendable chequear los datos cargados. Cada vez que se carga una planta, ejecutar los cálculos para comprobar que todo va bien. Guardar con frecuencia, cambiando el nombre para conservar una versión correcta a la que volver en el caso de que se produzca un error (recuerdo que no existe botón de deshacer).
4.- Consultar dudas.
¿Sabes manejar HULC pero tienes dudas o un modelo da un error que no sabes reparar? Aunque no hay soporte técnico, puedes comunicarte con el equipo de desarrolla el programa en la siguiente dirección:
5.- Recomendaciones generales para evitar los errores más frecuentes son:
En los nombres de archivos, cerramientos etc. hay que usar solo letras y números; nada de espacios, tildes ni otro carácter.
La carga de la geometría es mejor hacerla con “carga dxf”. Es más exacto, se evitan errores y si hay que empezar a cargar el modelo de nuevo, esa parte ya está hecha y es rápido.
Atención a los límites del programa. Antes de empezar, hay que estudiar cuales van a ser los espacios, ya que no pueden ser más de 100. Tampoco puede haber más de 500 elementos entre muros, cubiertas, suelos y ventanas. Si es necesario, se usan multiplicadores de espacios.
Las imágenes tienen que tener un tamaño máximo de 300×400 pixeles.
Por último, hay que tener en mente lo que dijo George Box “en esencia, todos los modelos están equivocados, pero algunos son útiles”. Estamos haciendo un modelo matemático de una realidad física. No se trata que el modelo sea fiel reflejo del edificio. Normalmente se deben realizar hipótesis simplificativas para facilitar la entrada de datos y evitar errores, pero hay que pensar bien cómo hacerlo para mantener la fiabilidad de los resultados finales.
