Green cities

BUILDING OPTISIMOPTIMIZADOR NZEB

Objetivos globales

• Simulador que pretende optimizar todos los procesos relacionados en la construcción• Minimizar al máximo su impacto ambiental, económico

y social. • Aspecto ambiental (la demanda o el consumo energético y el

análisis del ciclo de vida de los materiales i recursos naturales utilizados)

• Aspecto del coste económico• Aspecto social asociado.

• Cumplir con la normativa europea nueva Directiva 2010/31/UE, relativa a la eficiencia energética de los edificios.

Objetivos prioritarios

• Dotar a las construcciones de sistemas pasivos óptimos para poder hacer frente las diferentes situaciones climáticas sin tener que recurrir a sistemas de climatización activos de consumos energéticos fósiles.

Imagen del simulador en versión web

Principales procesos

• FASE 1: Optimización del diseño del modelo.• FASE 2: Optimización del proceso de construcción

(evaluación de los materiales y sistemas constructivos utilizados).• FASE 3: Optimización del uso y mantenimiento.• FASE 4: Optimización en el proceso de

deconstrucción del modelo.

SDL

• Para definir los diferentes procesos se emplea Specification and Description Language (SDL).• Lenguaje gráfico que permite definir los diferentes modelos

mediante un sistema de diagramas.• Más ágil y fácil que otros lenguajes de programación.• Completo y no ambiguo.

• El SDL es un lenguaje formal que permite fácilmente integrarse y combinarse con otros lenguajes• Es un estándar de la ITU-T.• Garantiza su estabilidad• La existencia de herramientas que permitan implementar

automáticamente modelos de simulación asociados.

SDL

Principales componentes del modelo

Motores de cálculo

• El simulador trabajará con motores de cálculo reconocidos internacionalmente: • EnergyPlus, Trnsys, Doe-2 para optimización térmica.• Radiance para el cálculo lumínico.• OpenFoam para el cálculo de dinámica de fluidos.

Algoritmos de optimización

• Utilizará algoritmos de optimización ya aplicados en otras disciplinas y validados en otros software como son GenOpt o Dakota.• El software utilizado como principal motor de

cálculo y de geometría es libre.• Nos permite dotar a la herramienta de una

potencialidad de máximo interés para las universidades y grupos de trabajo de investigación con líneas de desarrollo dirigidas a la edificación y energías sostenibles.

Building OptiSim

ResultadosLOW3 Concurso Internacional Solar Decathlon 2010

Resultados obtenidos

• Gracias al hecho de que nuestro modelo combina la potencia de Energy+ y una base de datos de materiales, es posible ir más allá con el análisis.• Detectamos que la parte económica y ambiental tienen

un impacto inferior si lo comparamos con los datos del edificio de referencia.• En el estado de vida útil del edificio (uso y

mantenimiento), es posible analizar al mismo tiempo (entre otros parámetros) los impactos económicos y ambientales.

Resultados obtenidos

• Para los impactos ambientales y la demanda de energía, es posible ahorrar un 80% (y hasta un 90% o 95% con una buena gestión, una buena protección climática, la regulación del confort térmico, etc.). Utilizar Energy+ como motor de cálculo, nos permite obtener resultados más precisos que otros simuladores como Bioclim + Confie.

Resultados obtenidos

Sim Bioclim

Sim SDLPS with E+

76%

78%

80%

82%

84%

86%

88%

Saving Heating Demand (a year)

Principales innovaciones

• La optimización en la simulación de la eficiencia energética para la edificación.• se combina con los impactos medioambientales, económicos y sociales.

• El uso de esta tecnología en las cuatro fase del edificio (diseño-construcción-uso-deconstrucción) y su posterior tratamiento de residuos y compensación de los posibles impactos finalmente generados.• Permite tener un control completo del Análisis del Ciclo de Vida del

modelo de estudio (ACV completo).• La utilización de un lenguaje formal (SDL) y modular en un equipo

multidisciplinar.• Simplifica la definición e implementación del modelo y la co-

simulación.

Estado actual

• Actualmente, están implementados los procesos principales del modelo de simulación (y ya se está utilizando en prototipos reales mediante técnicas de Cloud Computing).• Se ha validado la metodología utilizada y se han

verificado los resultados obtenidos mediante el proyecto-prototipo (e)CO presentado por la ETSAV de la UPC, para el concurso internacional Solar Decathlon 2012.• El motor de cálculo utilizado para la simulación

energética es el energyPlus versión 7.

Trabajo futuro

• Integrar nuevos motores de cálculo.• Integrar los algoritmos de optimización en el

sistema.• Definir los procesos de compensación y gestión de

residuos.

Agradecimientos

Más información

• Pau Fonseca, Ph.D. per la UPC. InLab FIB

pau@fib.upc.edu

• Antoni Fonseca, Arquitecte, SUMMLAB UPC

antoni.fonseca@gmail.com