En un modelo analítico de energía, los espacios son volúmenes individuales (masas) de aire que experimentan una pérdida o una ganancia de calor.
Estos cambios de calor se deben a procesos internos como la ocupación, la iluminación, los equipos, la climatización y el intercambio de calor con otros espacios y con el entorno exterior. La función de los espacios es capturar la variación de los intercambios de calor interior y exterior con precisión en todo un edificio.
Se puede considerar que los espacios son similares a las habitaciones de un edificio. A veces existe una correlación directa entre las habitaciones y los espacios, pero no siempre es así de sencillo. Por ejemplo, es posible que necesite subdividir habitaciones grandes (por ejemplo, una oficina en planta o un atrio) para que los procesos de transferencia de calor se representan con mayor precisión. Este método se conoce como división por zonas térmicas o creación de bloques. Todos estos conceptos están relacionados con la creación de espacios individuales en un edificio para la simulación térmica.
División de espacio por nivel y habitación
Para comprender la creación de espacios individuales en un edificio, tenga en cuenta la siguiente serie de ilustraciones, que utiliza un edificio teórico simple.
Sección transversal de un edificio conceptual
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Suponiendo que esta sección transversal muestra la extensión de la construcción, ¿cuántos espacios deben existir? Tenga en cuenta las opciones siguientes. |
No hay espacios individuales
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Cuando el edificio no se divide en espacios individuales, todos los incrementos y las pérdidas de calor se concentran en un solo espacio. Esta disposición no representa con exactitud los fenómenos físicos que se producen en el edificio.
Por ejemplo, supongamos que, en algún momento, hay una gran pérdida de calor a través de una cubierta norte y también un gran incremento de calor a través de un muro sur. Se supone que este espacio solo debe experimentar la suma neta del incremento y la pérdida de calor. En realidad, la localización de los incrementos y las pérdidas puede requerir el uso de calefacción o refrigeración. Como consecuencia, los resultados de la simulación podrían subestimar la cantidad de calefacción y refrigeración necesarias. |
Espacios individuales por nivel
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Supongamos que divide el espacio del edificio por nivel.
Este enfoque es una mejora con respecto a un solo espacio. Puede ser adecuado en determinados casos, como el espacio de cubierta, que puede que no tenga calefacción ni refrigeración. No obstante, este enfoque sigue presentando el mismo problema: la simulación energética no puede separar suficientemente las pérdidas y los incrementos de calor simultáneos. |
Espacios individuales por habitaciones
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La manera más obvia de organizar el edificio de muestra en espacios individuales es por habitaciones.
En la sección transversal, el edificio ahora parece estar organizado en los espacios necesarios para que la simulación energética pueda separar las pérdidas y los incrementos de calor simultáneos. Como resultado, se puede determinar de forma más fiable la energía necesaria para mantener la comodidad en todo el edificio. Sin embargo, algunas de estas habitaciones pueden incluir grandes incrementos de calor localizados, como los sistemas de iluminación en un teatro. En este caso, la distribución del calor no es uniforme en todo el espacio. En estas situaciones, puede dividir el espacio todavía más. |
División del espacio por profundidad y altura
Además de crear espacios individuales por habitaciones, puede dividir más el espacio por profundidad, altura o ambas. Estos enfoques justifican determinadas prácticas de creación de modelos analíticos de energía, como la división por zonas o la creación de bloques.
Por habitación y profundidad (9 espacios)
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La creación de espacios individuales por profundidad es una práctica habitual. Este método es útil para formas conceptuales cuando todavía no se han definido el diseño interior, las habitaciones ni las zonas.
La norma ASHRAE 90.1 Apéndice G (LEED) sobre modelado energético contiene reglas sobre los bloques térmicos que requieren la creación de espacios individuales por orientación y profundidad perimetral. Por ejemplo, el siguiente plano de planta se organiza en espacios por profundidad, de acuerdo con estas directrices de ASHRAE.  Para utilizar este enfoque en Revit, en el cuadro de diálogo Configuración de energía, utilice las opciones División de la zona perimetral y Profundidad de la zona perimetral. |
Por habitación y altura (9 espacios)
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La creación de espacios individuales por altura es una práctica menos común. Sin embargo, resulta útil para simular habitaciones abiertas de altura, como atrios, donde es probable que los ocupantes se encuentren en la parte inferior del espacio.
Este enfoque también puede tener en cuenta los efectos de la estratificación de los sistemas de distribución bajo el suelo, así como las pérdidas y los incrementos de calor más precisos, como en el ejemplo de la iluminación del teatro. |
Varias habitaciones por espacio
Cuando cree espacios individuales, puede utilizar menos espacios que habitaciones. Esta práctica puede conocerse como división por zonas o creación de bloques.
Puede combinar varias habitaciones en un espacio, si tienen la misma orientación, profundidad y función. Por ejemplo, las imágenes siguientes muestran una fila de pequeñas oficinas en la misma elevación de un edificio. Puede utilizar espacios independientes para cada habitación (izquierda) o combinar las habitaciones en un solo espacio (derecha).
| 3 espacios para 3 habitaciones | 1 espacio para 3 habitaciones |
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Este enfoque puede ser eficiente en términos computacionales. Sin embargo, cada vez es menos importante debido a las mejoras en la automatización de la creación de espacios, junto con la simulación en la nube.
Vacíos de techo
Utilice consideraciones similares para los vacíos de techo sobre las habitaciones. Modele los vacíos de techo como espacios individuales cuando dichos vacíos sean profundos o cuando se utilicen como plénum de extracción o suministro. Esta decisión es parte de un diseño de sistema de climatización detallado.
| Combine un vacío de techo con un espacio. | Utilice un espacio separado para un vacío de techo. |
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Vacíos verticales
Puede utilizar diferentes enfoques para tener en cuenta los vacíos verticales en un modelo analítico de energía.
| Combine los vacíos con un espacio. |
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| Utilice espacios independientes para los vacíos. |
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| Omita los espacios para los vacíos verticales. |
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Área de espacio
El área de espacio es el área del suelo de un espacio. Hace referencia al área de suelo sobre la que tiene lugar el consumo energético y las ganancias de calor internas (debidas a la ocupación, la iluminación y los equipamientos).
Dado que estos procesos se suelen especificar por unidad de área de suelo, la precisión del área de suelo es importante, especialmente en las primeras fases del diseño. Sin embargo, el área de espacio también es relativa, especialmente cuando se tienen en cuenta otros múltiples supuestos asociados (como las tablas de planificación de operaciones) que dictan el uso de energía real.
Volumen de espacio
Si un espacio es una masa individual de aire que experimenta una pérdida o un incremento de calor, el volumen de espacio representa la cantidad de aire en dicho espacio.
El volumen de espacio se describe normalmente como la forma del aire. Sin embargo, el motor de simulación de energía no tiene en cuenta su forma real. En lugar de ello, el volumen de espacio es simplemente una masa de aire individual.
Debido a la baja densidad y a la capacidad de calor específica del aire, una simulación energética no suele ser sensible al volumen de espacio. Por lo tanto, no es necesario definir el volumen de espacio de forma muy precisa para obtener resultados de análisis energético válidos.