Open BIM en simulaciones energéticas: flujo de trabajo de CYPE Architecture a CYPETHERM

Open BIM en simulaciones energéticas: flujo de trabajo de CYPE Architecture a CYPETHERM

La gran ventaja del flujo de trabajo de Open BIM es, evidentemente, la posibilidad de combinar diferentes herramientas para lograr un determinado objetivo y satisfacer las necesidades de un proyecto. Las simulaciones térmicas siguen el mismo procedimiento donde la combinación de potentes herramientas como CYPE Architecture y CYPETHERM en un mismo flujo de trabajo puede ser la clave para asegurar la productividad y la calidad de un estudio como este que, aunque inicialmente parezca complejo, acaba simplificándose gracias a las aplicaciones empleadas.

El flujo de trabajo

CYPE Architecture es una herramienta diseñada para desarrollar el modelo arquitectónico, pero tiene la gran ventaja de utilizarse también como base para generar el modelo analítico y así poder realizar el cálculo térmico con programas de la familia CYPETHERM. Además de la generación de un modelo analítico, en este flujo de trabajo se deben definirlas diferentes soluciones constructivas que intervengan en el cálculo térmico, empleando en este caso la aplicación Open BIM Construction Systems. 

Este artículo se centra en el uso secuencial de herramientas interconectadas a través de BIMserver.center, con vistas a la optimización del flujo de trabajo. Las aplicaciones empleadas son:

CYPE Architecture: desarrollo del modelo arquitectónico exportable a formato IFC.

Open BIM Analytical Model: generación del modelo analítico a partir del modelo arquitectónico de CYPE Architecture.

Open BIM Construction Systems: caracterización de los elementos constructivos incluso las propiedades térmicas de los materiales que los componen.

CYPETHERM EPlus: cálculo térmico y simulación energética a partir del modelo BIM. El proceso también se aplica a CYPETHERM HE Plus; CYPETHERM RT2012; CYPETHERM RT2012 CNOA; CYPETHERM REH; CYPETHERM RECS Plus; CYPETHERM C.E.; CYPETHERM COMETH y CYPETHERM RTExistant. Todos ellos programas de la familia CYPETHERM.

Hay tareas imprescindibles a realizar en cada aplicación para habilitar su interconexión cuando se usan en un mismo proyecto. Se resumen a continuación:

1. CYPE Architecture: el modelo arquitectónico

El desarrollo arquitectónico se hará en CYPE Architecture, que es un programa gratuito y completo para la creación de modelos BIM. De CYPE Architecture es de resaltar la posibilidad de diseñar el edificio a través de un boceto digital. Dicho boceto, dentro del propio programa, se transforma en un modelo BIM y se exporta a IFC.

Si se desea exportar información del modelo arquitectónico a programas de cálculo, como los de la familia CYPETHERM, a la hora de modelar con CYPE Architecture es imprescindible:

Introducir elementos constructivos

El modelo debe incluir elementos constructivos de la pestaña “Arquitectura”, como son los muros, forjados, puertas y ventanas. Los elementos constructivos pueden crearse opcionalmente a partir de elementos de la pestaña “Boceto” o introducirse desde cero. Cada elemento constructivo tiene asociada una referencia, que se usará posteriormente.

Definir espacios

Para la realización de las simulaciones energéticas es necesario que el modelo BIM contenga espacios definidos. Para definirlos, se utiliza la sección "Espacios" de la pestaña "Arquitectura". El perímetro de los espacios debe coincidir con la cara interior de los muros y con la cara visible de los forjados que forman su contorno. Además, si se trata de un espacio cerrado o en el interior del edificio, en las "Propiedades" del espacio en la parte inferior del panel de definición conviene indicar el tipo "Interior" para que la generación del modelo analítico sea correcta.

Crear y asignar etiquetas

A la hora de introducir los elementos constructivos y los espacios, se recomienda asignar a cada uno de los elementos modelados una etiqueta nueva o, en su caso, una previamente creada.

Crear y asignar niveles

Todos los elementos constructivos se asignan a un nivel previamente creado. Los niveles pueden crearse usando la opción "Niveles" en la pestaña "Arquitectura". La herramienta "Asignar niveles" en la pestaña de Arquitectura permite asignar múltiples elementos de diferentes tipologías a un nivel determinado. Esta acción puede hacerse en una vista de alzado o sección, o planta a planta, para que sea más fácil la selección de los elementos asignados a un determinado nivel. 

Exportar a BIMserver.center

Tras terminar el modelado arquitectónico con CYPE Architecture, se debe exportar el modelo a BIMserver.center para integrarlo en el flujo de trabajo Open BIM. Para ello nuestra obra debe vincularse a un proyecto nuevo o existente en la plataforma. La exportación genera un fichero IFC con la información del modelo arquitectónico que permite su interpretación por el resto de aplicaciones integradas en este mismo flujo de trabajo.

2. Open BIM Analytical Model: el modelo analítico

Open BIM Analytical Model es una herramienta diseñada para generar un modelo analítico a partir de los datos geométricos del modelo arquitectónico creado con CYPE Architecture y otros programas. El modelo analítico es necesario en las simulaciones de cálculo térmico y acústico como las que realizan los programas de la familia CYPETHERM y otros.

Las tareas más importantes para conseguir nuestro objetivo son:

Importar el modelo arquitectónico desarrollado en CYPE Architecture

Al crear una obra nueva en Open BIM Analytical Model y vincularla al mismo proyecto de BIMserver.center donde previamente se ha exportado el modelo, el programa toma automáticamente el modelo de CYPE Architecture como iniciador.

Generar el modelo analítico

Para generar el modelo analítico, solo hay que usar la opción “Modelo analítico”.

Exportar el modelo analítico a BIMserver.center

Tras generar el modelo analítico, se exporta la obra al proyecto alojado en BIMserver.center. En este proceso se genera un segundo fichero IFC con la información del modelo analítico.

3. Open BIM Construction Systems: los elementos constructivos

Open BIM Construction Systems es una herramienta capaz de caracterizar los elementos constructivos del edificio modelados en la solapa "Arquitectura" de CYPE Architecture. La información incluida en el proyecto BIM desde este programa permite a otros programas la realización de simulaciones térmicas y acústicas y el desarrollo de la memoria descriptiva del proyecto.

A continuación, se detallan las claves para un resultado óptimo:

Importar el modelo arquitectónico desarrollado en CYPE Architecture

En Open BIM Construction Systems, al igual que en Open BIM Analytical Mode, se abren los archivos nuevos y se vinculan al mismo proyecto de BIMserver.center donde previamente se ha seleccionado el modelo. El programa elige automáticamente el fichero de CYPE Architecture como iniciador.

Crear soluciones constructivas

Las tipologías constructivas del edificio, tanto del sistema envolvente como del sistema de compartimentación, se definen desde “Soluciones constructivas” e incluyen las fachadas, tabiques, forjados, cubiertas, soleras, ventanas y puertas. Se pueden incorporar diferentes capas de material manualmente o a través de bibliotecas predefinidas para cada solución constructiva.

Asignar soluciones constructivas

Se asignan las soluciones creadas anteriormente utilizando la opción “Asignación de soluciones”, la cual permite mapear automáticamente los elementos constructivos por referencia, tipo o según si su referencia contiene una cadena determinada de texto.

Si fuera necesario, realizar una asignación más precisa es posible desde la opción “Asignar” donde, pulsando sobre los elementos directamente, se elige y se aplica la solución constructiva deseada.

Tras realizar la asignación de soluciones, se pueden editar los elementos con la opción "Editar", pinchando directamente sobre el elemento que se desea consultar o cambiar.

Exportar soluciones constructivas a BIMserver.center

Después de asignar las soluciones constructivas, se envía la información al proyecto de BIMserver.center a través de la opción "Exportar", donde se genera un tercer fichero IFC que contiene la información de las soluciones constructivas.

4. Familia de programas CYPETHERM: Cálculo térmico y simulación energética

Los programas de la familia CYPETHERM realizan cálculos térmicos y simulaciones energéticas. CYPETHERM EPlus es una potente herramienta para la simulación energética de edificios que permite determinar la demanda energética de los mismos, así como el desempeño de los sistemas de climatización dispuestos, determinando el consumo por sistema de aporte y vector energético utilizado.

Como en otros programas de la familia CYPETHERM, es recomendable tener en cuenta lo siguiente:

Vincular el proyecto de BIMserver.center

 El archivo nuevo creado en CYPETHERM EPlus se vincula al proyecto de BIMserver.center donde debe estar ya exportado el modelo de CYPE Architecture.

Importar el modelo analítico generado en Open BIM Analytical Model

El fichero correspondiente al modelo analítico generado con Open BIM Analytical Model es el que se debe utilizar como fichero iniciador en el programa.

Importar soluciones constructivas de Open BIM Construction Systems

El proceso de importación de soluciones constructivas se activa automáticamente al seleccionar el fichero de Open BIM Construction Systems durante la importación del proyecto desde la plataforma.

Terminar el modelo de cálculo

Al acceder a la interfaz general de CYPETHERM EPlus los elementos con soluciones constructivas asignadas en Open BIM Construction Systems aparecen ya definidos. En este punto, se completa el modelo de cálculo a través de las opciones  "Datos generales", "Biblioteca", "Zonas", "Sistemas" y "Aristas" dentro de la solapa "Edificio". El usuario puede aplicar cambios o realizar pequeñas correcciones editando los elementos directamente en CYPETHERM EPlus.

Calcular y obtener resultados

Tras realizar los últimos ajustes, en la pestaña de "Cálculo" CYPETHERM EPlus permite lanzar el cálculo y obtener los resultados. Entre ellos, se destacan los informes de demanda y consumo energético, así como una serie de informes complementarios.

Conclusiones

La ventaja de seguir este flujo de trabajo es doble.

En primer lugar, la geometría de espacios y elementos constructivos está ya definida en los programas de la familia CYPETHERM gracias al desarrollo del modelo arquitectónico en CYPE Architecture y la generación del modelo analítico en Open BIM Analytical Model.

En segundo lugar, los elementos constructivos que se hayan trabajado en Open BIM Construction Systems estarán completamente caracterizados.

Si es necesario continuar el trabajo con otro programa de la familia CYPETHERM, no será necesario volver a caracterizar los elementos constructivos. Siguiendo el procedimiento descrito, se podrán importar las soluciones constructivas definidas en Open BIM Construction Systems a otros programas.

Rafael Carlos de Belza
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