Open BIM em simulações energéticas: fluxo de trabalho do CYPE Architecture ao CYPETHERM

Open BIM em simulações energéticas: fluxo de trabalho do CYPE Architecture ao CYPETHERM

A grande vantagem do fluxo de trabalho Open BIM é, sem dúvida alguma, a possibilidade de combinar diferentes ferramentas para atingir um determinado objetivo e satisfazer as necessidades de um projeto. As simulações térmicas seguem este procedimento, onde a combinação de ferramentas poderosas como o CYPE Architecture e o CYPETHERM, no mesmo fluxo de, pode ser a chave para assegurar a produtividade e qualidade de um estudo como este que, embora inicialmente pareça complexo, acaba por ser simplificado graças às aplicações utilizadas.

O fluxo de trabalho

O CYPE Architecture é uma ferramenta concebida para desenvolver o modelo arquitetónico, mas tem a grande vantagem de também ser utilizada como base para gerar o modelo analítico e assim se poder realizar o cálculo térmico com programas da família CYPETHERM. Para além da geração de um modelo analítico, neste fluxo de trabalho devem ser definidas as diferentes soluções construtivas envolvidas no cálculo térmico, utilizando, neste caso, a aplicação Open BIM Construction Systems.

Este artigo centra-se na utilização sequencial de ferramentas interligadas através do BIMserver.center, com vista à otimização do fluxo de trabalho. As aplicações utilizadas são:

CYPE Architecture: desenvolvimento do modelo arquitetónico exportável para o formato IFC.

Open BIM Analytical Model: geração do modelo analítico, a partir do modelo arquitetónico do CYPE Architecture.

Open BIM Construction Systems: caracterização dos elementos construtivos incluindo as propriedades térmicas dos materiais que os compõem.

CYPETHERM EPlus: cálculo térmico e simulação energética a partir do modelo BIM. O processo também se aplica ao CYPETHERM HE Plus; CYPETHERM RT2012; CYPETHERM RT2012 CNOA; CYPETHERM REH; CYPETHERM RECS Plus; CYPETHERM C.E.; CYPETHERM COMETH e CYPETHERM RTExistant. Todos eles, programas da família CYPETHERM.

Há tarefas essenciais a serem realizadas em cada aplicação para permitir a sua interligação quando são utilizadas no mesmo projeto. Resumem-se seguidamente:

1. CYPE Architecture: o modelo arquitetónico

O desenvolvimento arquitetónico será feito no CYPE Architecture, que é um programa gratuito e completo para a criação de modelos BIM. Do CYPE Architecture é de destacar a possibilidade de desenhar o edifício através de um esboço digital. Este esboço, dentro do próprio programa, é transformado num modelo BIM e exportado para IFC.

Se desejar exportar informação do modelo arquitetónico para programas de cálculo, tais como os da família CYPETHERM, é essencial que ao modelar no CYPE Architecture considere as seguintes etapas:

Introduzir elementos construtivos

O modelo deve incluir elementos de construção do separador "Arquitetura", tais como paredes, lajes, portas e janelas. Os elementos do edifício podem opcionalmente ser criados a partir de elementos no separador "Esboço" ou podem ser introduzidos de raiz. Cada elemento de construção tem uma referência associada, que será utilizada posteriormente.

Definir espaços

Para realizar as simulações energéticas, é necessário que o modelo BIM contenha os espaços definidos. Para defini-los, utiliza-se a opção "Espaços" no separador "Arquitetura". O perímetro dos espaços deve coincidir com a face interior das paredes e com a face visível das lajes que formam o seu contorno. Além disso, se for um espaço fechado ou no interior do edifício, nas "Propriedades" do espaço, na parte inferior do painel de definição, é aconselhável indicar o tipo "Interior" para que a geração do modelo analítico seja correta.

Criar e atribuir etiquetas

Ao introduzir os elementos construtivos e os espaços, recomenda-se atribuir a cada um dos elementos modelados, uma nova etiqueta ou, se necessário, uma etiqueta previamente criada.

Criar e atribuir níveis

Todos os elementos construtivos são atribuídos a um nível previamente criado. Os níveis podem ser criados utilizando a opção "Níveis" no separador "Arquitetura". A ferramenta "Atribuir nível" no separador Arquitetura permite atribuir múltiplos elementos de diferentes tipologias a um determinado nível. Esta ação pode ser feita numa vista de alçado ou corte, ou planta a planta, para facilitar a seleção dos elementos atribuídos a um determinado nível. 

Exportar para o BIMserver.center

Após terminar a modelação arquitetónica com o CYPE Architecture, o modelo deve ser exportado para o BIMserver.center para ser integrado no fluxo de trabalho Open BIM. Para isso, a nossa obra deve estar vinculada a um projeto novo, ou existente, na plataforma. A exportação gera um ficheiro IFC com a informação do modelo arquitetónico que permite a sua interpretação pelo resto das aplicações integradas neste mesmo fluxo de trabalho.

2. Open BIM Analytical Model: o modelo analítico

O Open BIM Analytical Model é uma ferramenta concebida para gerar um modelo analítico a partir dos dados geométricos do modelo arquitetónico, criado com o CYPE Architecture e outros programas. O modelo analítico é necessário em simulações de cálculo térmico e acústico, tais como as realizadas pela família de programas CYPETHERM e outros.

As tarefas mais importantes para alcançar o nosso objetivo são:

Importar o modelo arquitectónico desenvolvido no CYPE Architecture

Ao criar uma nova obra no Open BIM Analytical Model e ao vinculá-la ao mesmo projeto do BIMserver.center, para onde o modelo foi previamente exportado, o programa toma automaticamente o modelo do CYPE Architecture como o iniciador.

Gerar o modelo analítico

Para gerar o modelo analítico, basta usar a opção "Modelo analítico".

Exportar dol modelo analítico para o BIMserver.center

Após a geração do modelo analítico, a obra é exportada para o projeto alojado no BIMserver.center. Neste processo, é gerado um segundo ficheiro IFC com a informação do modelo analítico.

3. Open BIM Construction Systems: os elementos construtivos

O Open BIM Construction Systems é uma ferramenta capaz de caracterizar os elementos construtivos do edifício modelados no separador "Arquitetura" do CYPE Architecture. A informação incluída no projeto BIM deste programa permite a outros programas realizar simulações térmicas e acústicas e o desenvolvimento da memória descritiva do projeto.

Seguidamente detalha-se a chave para um resultado ótimo:

Importar o modelo arquitetónico desenvolvido no CYPE Architecture

No Open BIM Construction Systems, como no Open BIM Analytical Mode, abrem-se os novos ficheiros e vinculam-se ao mesmo projeto do BIMserver.center, onde previamente foi selecionado o modelo. O programa escolhe automaticamente o ficheiro do CYPE Architecture como o iniciador.

Criar soluções construtivas

As tipologias construtivas do edifício, tanto do sistema de envolventes como do sistema de divisórias, são definidas a partir de "Soluções construtivas" e incluem as fachadas, paredes divisórias, lajes, coberturas, pavimentos, janelas e portas. Diferentes camadas de material podem ser adicionadas, manualmente ou através de bibliotecas pré-definidas para cada solução construtiva.

Atribuir soluções construtivas

As soluções criadas anteriormente são atribuídas utilizando a opção "Atribuição de soluções", a qual permite mapear automaticamente os elementos construtivos por referência, tipo ou segundo a sua referência contenha uma cadeia determinada de texto.

Se necessário, é possível uma atribuição mais precisa a partir da opção "Atribuir" onde, clicando diretamente sobre os elementos, se seleciona e se aplica a solução construtiva desejada.

Depois de atribuir soluções, podem-se editar os elementos com a opção "Editar", clicando diretamente no elemento que deseja consultar ou alterar.

Exportar soluções construtivas para o BIMserver.center

Depois de atribuir as soluções construtivas, a informação é enviada para o projeto do BIMserver.center através da opção "Exportar", onde é gerado um terceiro ficheiro IFC contendo a informação das soluções construtivas.

4. Família de programas CYPETHERM: Cálculo térmico e simulação energética

Os programas da família CYPETHERM efetuam cálculos térmicos e simulações energéticas. O CYPETHERM EPlus é uma ferramenta poderosa para a simulação energética dos edifícios que permite determinar as necessidades energéticas dos edifícios, bem como o desempenho dos sistemas de climatização instalados, determinando o consumo por sistema e vetor energético utilizado.

Como noutros programas da família CYPETHERM, é recomendável ter em conta o seguinte:

Vincular o projeto do BIMserver.center

O novo ficheiro criado no CYPETHERM EPlus vincula-se ao projeto do BIMserver.center onde já deve estar o modelo exportado do CYPE Architecture.

Importar o modelo analítico gerado no Open BIM Analytical Model

O ficheiro correspondente ao modelo analítico gerado com o Open BIM Analytical Model é o ficheiro a ser utilizado como ficheiro iniciador no programa.

Importar soluções construtivas do Open BIM Construction Systems

O processo de importação de soluções de construção é automaticamente activado ao selecionar o ficheiro do Open BIM Construction Systems, durante a importação do projeto da plataforma.

Terminar o modelo de cálculo

Ao aceder à interface geral do CYPETHERM EPlus, os elementos com soluções construtivas atribuídas no Open BIM Construction Systems já se encontram definidos. Nesta altura, o modelo de cálculo é completado através das opções "Dados Gerais", "Biblioteca", "Zonas", "Sistemas" e "Arestas" no separador "Edifício". O utilizador pode aplicar alterações ou fazer pequenas correções editando os elementos diretamente no CYPETHERM EPlus.

Calcular e obter resultados

Após fazer os ajustes finais, no separador de “Análise” o CYPETHERM EPlus permite iniciar o cálculo e obter os resultados. Estes incluem relatórios de necessidade e consumo energético, bem como uma série de relatórios complementares.

Conclusões

A vantagem de seguir este fluxo de trabalho é dupla.

Em primeiro lugar, a geometria dos espaços e elementos construtivos já está definida na família de programas CYPETHERM graças ao desenvolvimento do modelo arquitetónico no CYPE Architecture e à geração do modelo analítico no Open BIM Analytical Model.

Em segundo lugar, os elementos de construção que tenham sido trabalhados no Open BIM Construction Systems estão totalmente caracterizados.

Se for necessário continuar o trabalho com outro programa da família CYPETHERM, não será necessário recaracterizar os elementos construtivos. Seguindo o procedimento descrito acima, as soluções construtivas definidas no Open BIM Construction Systems podem ser importadas para outros programas.

Rafael Carlos de Belza
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