EESAP4 Dugue, Antoine

TOPAZ : herramienta de simulación
energética de espacios tampón para ayudar
a la concepción en fase inicial de diseño

EESAP 2013 / Antoine Dugué / Nobatek
TOPAZ : herramienta de simulación energética de espacios tampón para ayudar a la concepción en fase inicial de diseño
Tipología / Atrio
Edificio de INES, Chambéry, par M Rémon. 2013 Lycée Kyoto, Poitiers, par SCAU. 2009
Espacios grandes y
• Cerrados
• Pasivos
• Altas ganancias solar y altas perdidas
Grand Palais, Paris, 1900

Tipología / Doble piel
Siège de l’Office 64, Bayonne, par P Arotcharen, 2012
Siège de La Montagne,
Clermont Ferrand par CRR,
2009

Perspective, rénovation bâtiment UB1 par DV

Institut d’Études Politiques de Bordeaux

• Constatamos :
– Moda para estas zonas
– Necesidades de arquitectos para preparar concursos
– Mala evaluación de los software de simulación térmica de edificio
– Evaluación del impacto sobre el edificio aproximativa
– Punto critico: el sobrecalentamiento en verano
 necesidad evaluar la ventilación natural
• Ejemplos :
6
Los espacios tampón

Necesidades / requisitos:
• Para los diseñadores en fase inicial de un proyecto
 Proveer respuestas a las preguntas
• Exigencias de uso:
– simple, una cantidad de entradas limitada y salidas sencillas
– lo menos técnico posible
– datos que ya son accesibles a esta fase del proyecto
 Funciona con una base de datos (BDD)
• Necesidades de caracterización :
– invierno: evaluación del ahorro energético
– verano: evitar sobrecalentamiento
 Calculo del comportamiento térmico durante secuencias cortas de
invierno y de verano.

TOPAZ : simulación
meteo
modelo
flujos
Temperaturas
Analises

9
1. Un edificio opaco +
una zona vidriada
2. Parte opaca
3. Parte vidriada (edificio
– zona)
5. Las ventanas
6. Protecciones solares
4. Inercia de la zona
(piso, muros)
Comportamiento termico
TOPAZ : modelización térmica

10
TOPAZ : modelización térmica
10
Doble flujo
1. Solicitaciones exteriores :
- Flujo solar (radiativo)
- Text (conductivo +convectivo)
Text
2. Flujo solar diferenciado
según las orientaciones :
 en el archivo climático
3. Flujo transmitido por las
partes vidriadas de la zona
4. Flujo directamente
transmitido al edificio
5. Ventilación del edificio
con aire precalentado en la
zona (invierno)
6. Ventilación natural para
el enfriamiento (verano)

Notaciones :
• , V Superficie, Volumen
• Temperatura
• Potencia, del balance energético (W)
• Inercia térmica (J/m3)
• Coeficiente de transmisión térmica (W/m².K)
• Factor solar
• El balance energético de la zona :
Como calcular los términos del balance ?
Modelo: el balance energetico
Sistema sometido a
intercambios de calor
T

• La conducción de calor por el envolvente
• La convección (transporte de calor por el aire)
– Ventilación mecánica o natural
– estanqueidad
• Intercambio radiativo
– Con el sol
– Con el cielo, y las superficies alrededores
• Son los intercambios considerados. Descripción parcial
• Son decisiones de modelización que permiten cuantificar
Modelo: los diferentes tipos de intercambio

• La difusión de calor por conducción
– de la zona hacia el exterior a través de la envolvente (muro opaco, vidrio,
techo, piso)
– de la zona hacia el edificio asociado (muro opaco, vidrio)
• Entre la zona y el exterior se escribe :
–
Modelo: la conducción
Archivo
meteoInconnu
Entrada,
geometría
Elección de
muro, BDD

• La renovación del aire
– Puede ser mecánica
– o natural : perdidas por fugas, ventilación natural en verano
Modelo: la renovación del aire
Caudal en vol/h,
calculado o fijo
Archivo
meteoInconnuEntrada

• Ventilación natural:
– Solo el verano
– Por efecto chimenea, consideramos:
altura entre dos aperturas, superficies, y diferencia de T
Modelo: la ventilacion natural

• Todas las potencias que componen el balance:
Salidas
Acumulación de calor
 aumento de T
Perdida de calor
diminución de T

• Análisis de los aportes solares potenciales
– Presenta energía cumulada por un día soleado
– Permite evaluar las decisiones de implementaciones de la superficies
vidriadas y de las orientaciones
Salidas: repartición de las ganancias solares

• Que trae la zona al edificio ?
– limita las ganancias solares
– limita les perdidas por conducción
Cual balance energético ?
Salidas: impacto de la zona sobre el edificio

• Consumo solo si hay sistemas
– Calculo del consumo por la secuencia
– Extrapolación con el método « grados día »
– Temperaturas mínimas y máximas
• Confort:
– En invierno, si Tint > Text+4°C
– En verano, si Tint < Text+2°C
– Índice de confort :
% de tiempo de ocupación
con criterio cumplido
Salidas: Consumo energético

Caso de estudio

Caso de estudio: impacto del vidrio en invierno
• Vidrio:
– Simple vidriado (SV)
– Doble vidriado (DV)
• Inercia:
– Baja (Ib)
– Alta (Ia)
• Aperturas
– Pequeñas (Ac)
– Grandes (Ag)
Evaluación del impacto del tipo de vidrio (SV o DV ?)
 Variaciones atenuadas con el DV

Caso de estudio: ventilación natural
• Vidrio:
– Simple vidriado (SV)
– Doble vidriado (DV)
• Inercia:
– Baja (Ib)
– Alta (Ia)
• Aperturas
– Pequeñas (Ac)
– Grandes (Ag)
Evaluación del impacto del dimensionamiento de las aperturas para la ventilación natural
 Variaciones atenuadas con el DV

Gracias por la atención
Antoine Dugué
adugue@nobatek.com

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