INTRODUCCIÓN
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):
https://www.aplicad.com/producto/aplicad-cte-hulc/
Es recomendable instalar también el Plug-in Aplicad UpdateBIM (gratuito), ya que facilita la definición de materiales y cerramientos:
https://www.aplicad.com/noticias/disponible-aplicad-updatebim/
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:
https://www.aplicad.com/download/manual-usuario-aplicad-cte-hulc/
CYPETHERM HE PLUS y PLUGIN OPEN BIM REVIT
Requiere tener instalados los siguientes programas:
- CYPETHERM HE PLUS (CTE 2019)
- Plugin Open BIM – REVIT
- Open BIM Analytical Model
Todos ellos se pueden descargar gratuitamente de la plataforma de CYPE BIMSERVER.
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:
https://learning.cype.com/es/faq/como-trabajar-con-cype-y-revit/
https://learning.cype.com/es/documentos/guia-de-interoperabilidad-cype-revit/
https://learning.cype.com/es/video/interoperabilidad-revit-cype/
CYPETHERM HE PLUS e IFC BUILDER
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:
https://www.imventa.com/modelo-analitico-tekton3d-desde-ifc
https://www.imventa.com/guia-ifc-revit-tekton3d
http://www.imventa.com/ayuda/tekton3d/Ayuda/Archivo/Importar_Exportar/Importar_IFC.htm
http://www.imventa.com/ayuda/tekton3d/Manual/BloqueII/01_DemandaEnergetica.htm
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.
