Módulo CFD

El módulo CFD de DesignBuilder es una herramienta para evaluar de manera detallada las condiciones ambientales en los edificios, considerando aspectos como el movimiento del aire y la distribución de temperaturas. Emplea los mismos métodos que los programas de CFD genéricos, pero a una fracción de su costo y sin la necesidad de conocimientos altamente especializados. El proceso de análisis se simplifica aprovechando el modelo geométrico y los resultados de las simulaciones con EnergyPlus para definir las condiciones de límite.

El módulo CFD se puede emplear para:

• Evaluar de manera detallada las condiciones ambientales en los espacios interiores, considerando la ventilación natural y/o mecánica, los sistemas de climatización (si los hay) y las fuentes de calor.
• Optimizar la ubicación y tamaño de las aberturas para mejorar las estrategias de ventilación natural cruzada. De manera similar se puede emplear para optimizar la posición de las rejillas de impulsión y extracción de aire de los sistemas mecánicos.
• Evaluar la calidad del aire mediante el cálculo de la Antigüedad Media del Aire (LMA) y la Tasa Efectiva de Renovación (ACE).
• Analizar las condiciones del viento en el exterior de los edificios, incluyendo su impacto en el confort y seguridad del peatón.

Características y especificaciones

Entre las características más importantes del módulo CFD de DesignBuilder se encuentran las siguientes:

• Las mallas tridimensionales CFD se generan automáticamente a partir de la geometría del modelo y las condiciones de límite, empleando algoritmos que buscan una convergencia óptima.
• El sistema de cálculo ha sido desarrollado en torno al algoritmo SIMPLER, que pertenece a una de las familias de solución CFD más empleadas. La turbulencia se puede simular mediante el modelo k-e, el cual ha sido ampliamente investigado y documentado. Se planea incluir en el futuro otros modelos para aplicaciones específicas.
• La interfaz incorpora herramientas para simular un amplio rango de condiciones de límite: difusores de suministro, extractores, zonas de temperaturas, entre otras. También se provee una biblioteca de componentes que permite incluir elementos como radiadores, unidades fan-coil, muebles y ocupantes en cualquier punto del modelo, incorporándolos al análisis.
• Las condiciones de límite pueden importarse automáticamente a partir de una simulación previa con EnergyPlus, incluyendo las temperaturas y los caudales de aire. También es posible definir las condiciones de límite de manera manual, sin necesidad de usar el módulo Simulación.
• Los resultados 2D y 3D se muestran mediante el sistema de gráficos OpenGL de DesignBuilder, proporcionando imágenes atractivas y de fácil lectura: vectores de velocidad, contornos de temperatura e iso-superficies, etc.
• La simulación CFD aprovecha el modelo 3D de DesignBuilder, incluyendo los espesores de muros y suelos. El dominio espacial se genera automáticamente de forma precisa, sin requerir modificaciones adicionales.
• La Antigüedad Media del Aire (LMA) y la Tasa Efectiva de Ventilación (ACE) se calculan conforme a las normativas ASHRAE 62.1 y Green Star.
• Desde la versión 4 del programa está disponible un componente de Ventilador de circulación, que se puede usar, por ejemplo, para modelar ventiladores de techo o de pedestal.

Validación

El módulo CFD de DesignBuilder ha sido contrastado con el programa Phoenics, uno de los paquetes genéricos de CFD más usados y reconocidos actualmente, mediante un estudio independiente desarrollado por la Universidad de Northumbria. Dicho estudio muestra que, considerando los mismos datos de entrada, DesignBuilder produce resultados muy cercanos a los de Phoenics. Si desea conocer el estudio, que se encuentra en inglés, puede descargarlo aquí (debe estar registrado e ingresar al sitio):

Paquetes

El módulo CFD se incluye sólo en el paquete Ingeniería Pro, aunque también lo puede adquirir por separado. Saber más…

El módulo CFD se puede usar de manera autónoma, pero para poder importar condiciones de límite calculados mediante el motor de EnergyPlus debe tener también el módulo Simulación.