Simulaciones energéticas con Ecotect Analysis

Presentación de las clases impartidas en el Máster Universitario de Proyecto Avanzado de Arquitectura y Ciudad (MUPAAC) de la Universidad de Alcalá sobre Simulaciones Energéticas con Ecotect Analysis (Autodesk), en la asignatura Criterios Ambientales en el Diseño Arquitectónico.

1. Simulaciones energéticas con Ecotect Analysis
MUPAAC | Criterios ambientales en el diseño arquitectónico
Prof. Flavio Celis | Patricia Domínguez

2. Parámetros
(inputs)
Simulaciones energéticas con Ecotect Analysis | MUPAAC | Criterios ambientales en el diseño arquitectónico | Prof. Flavio Celis | Patricia Domínguez
Presentación
Interfaz
Simulaciones
Recursos
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Qué datos necesitamos
Para qué sirve Ecotect
Para qué no sirve Ecotect
-Clima
-Planimetría
-Materiales
-Uso del edificio
-Instalaciones
-Análisis del comportamiento pasivo del edificio (captación solar,
rendimiento térmico, sombras y reflexiones, diseño de sombreado, etc).
-Comparación de distintas soluciones constructivas, o de una misma
solución en diferentes climas.
-Etiqueta de calificación energética
-Estimación de emisiones de carbono

3. Parámetros
(inputs)
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Presentación
Interfaz
Simulaciones
Recursos
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Ejemplo de comparación de resultados en un proyecto de investigación

4. Parámetros
(inputs)
Presentación
Interfaz
Simulaciones
Recursos
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
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Herramientas
de modelado
Pestañas
(izquierda): navegar
por las distintas partes
del proyecto (datos,
modelado, resultados)
Espacio de
trabajo
Pestañas (derecha):
selección, capas,
materiales, etc.

5. Parámetros
(inputs)
Presentación
Interfaz
Simulaciones
Recursos
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
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*IMPORTANTE: Comprobar las UNIDADES que estamos utilizando:
File > user preferences > Localisation.

6. Parámetros
(inputs)
Definición de ubicación
Debemos definir el NORTE del proyecto y sus coordenadas (latitud y longitud). Estos datos los empleará
Ecotect para las simulaciones de radiación solar incidente, soleamiento, etc.

Pestaña project > site location.
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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7. Parámetros
(inputs)
Inserción de archivo de datos climáticos: WEATHER TOOL de Ecotect
Ecotect trabaja con archivos de extensión .MET. Las localizaciones que vienen por defecto en el programa
pueden no servirnos en la mayoría de los casos. Si la localización es española, debemos convertir el archivo
.EPW (ver en datos auxiliares del alumno) en archivo .MET a través de la WEATHER TOOL de Ecotect.

Tools > Run the weather tool. Una vez abierto el archivo .EPW, es posible guardarlo en formato .WEA.
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Inserción de archivo .WEA para la simulación: botón

8. Parámetros
(inputs)
Formas de modelar un edificio en Ecotect
1_Desde revit







2_Desde autocad (dxf)











3_En el propio programa
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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File > import > 3D Cad Geometry.
File > import > Model analysis data (gbXML).

NOTA: Para exportar desde Revit, debemos tener modeladas las “rooms”
(Ecotect importará los volúmenes de las estancias). Para que Ecotect
importe correctamente los datos, debemos convertir el archivo saliente de
Revit (UTF-16) en UTF-8.
Zona térmica
Insertar puertas y ventanas
Siempre trabajamos con VOLÚMENES (zonas térmicas).

9. Parámetros
(inputs)
Modelando en Ecotect
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Creación de zonas térmicas completas con el botón
Altura de la zona térmica: file > user preferences > default zone height, o bien seleccionar la zona completa y
cambiar el eje Z en el panel derecho > extrusion vector (Z).
Adición de ventanas y puertas: para asegurar que las introducimos en la zona térmica correcta, emplearemos
el model inspector (alt+enter). Una vez seleccionado el muro donde queremos añadir la abertura, botón insert
del teclado, o bien los botones
Zona
seleccionada y
aislada en zone
management
Panel Object
inspector
Muro donde
queremos añadir
el hueco

10. Parámetros
(inputs)
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Agilidad el espacio de trabajo:

-Botón derecho para rotar
-F5 = vista en planta
-F6 = perfil
-F7 = perfil
-F8 = perspectiva
-Arrastrar = seleccionar
-Arrastrar + Shift = añadir elementos a la selección
-Arrastrar + Ctrl = eliminar elementos de la selección
-Movernos dentro de los elementos de una zona térmica = barra espaciadora
Modelando en Ecotect

11. Parámetros
(inputs)
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Shift + Enter = librería de materiales. Podremos cambiar la configuración del material, o crear unos nuevos y
guardarlos en una LIBRERÍA (archivo .LIB).
Creación de materiales
Calculate Thermal Properties: una vez introducidos los parámetros de cada material, podemos
hacer que el programa calcule automáticamente la TRANSMITANCIA TÉRMICA (dato final que
emplea Ecotect para las simulaciones).

12. Parámetros
(inputs)
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Seleccionando cada elemento (alt + enter = model inspector), en el panel derecho Selection information
podremos asignar DOS MATERIALES a cada superficie:
Asignación de materiales
Primary material: material
principal de la superficie.
Alternative material: material que
asignará el programa a esa
superficie cuando esté en contacto
con otra (p.ej., particiones
interiores).
Calculate > inter zonal adjacencies.
Debemos comprobar que los
materiales están bien asignados (la
mayoría de los errores de modelado
se corresponden con no asignar bien
los “alternative materials”.
*COMPROBACIÓN DE GEOMETRÍA:

13. Parámetros
(inputs)
Horarios de uso
Si el uso de nuestro edificio es estacional (por ejemplo, un edificio público), puede sernos de utilidad realizar
unas tablas horarias anuales o schedules en Model > schedule library.
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Ejemplos de tablas de uso horario para las distintas salas de un colegio (aulas, comedor, distribuidor, etc).

14. Parámetros
(inputs)
Ocupación y actividad
A través de la ventana zone management (Ctrl + Enter) > general settings, gestionaremos los siguientes datos
de cada zona térmica:
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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-Ocupación: Además del número de
personas, podremos asignar las tablas
horarias de actividad (schedules) que
hemos creado previamente.
-Índice CLO: indica el grado de
vestimenta de los usuarios del edificio.
-Tasa metabólica(W/m2): energía
generada por los ocupantes y su
actividad.
Tasa metabólica en función de la actividad (izquierda) y de usos tipo
(derecha) según RITE

15. Parámetros
(inputs)
-Tipo de sistema: si elegimos “none”, no
podremos obtener los datos de consumo
energético de calefacción y refrigeración.

-Banda de confort: la podemos determinar
según normativa (CTE o RITE).

-Franja horaria

Eficiencia
Banda de confort (CTE)
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Simulaciones
Recursos
Interfaz
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Valores de confort según CTE DB HE (perfiles
de uso).
A través de la ventana zone management (Ctrl + Enter) > thermal properties, ajustaremos los siguientes
valores para cada zona térmica:

16. Análisis desde pestaña “analysis”
Una vez comprobados los posibles errores de geometría y materiales (“interzonal adjacencies”) y el volumen
(zone volumes), podremos obtener resultados de la simulación a través de la pestaña “analysis”.

 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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17. Demanda global de energía
“Monthly loads”: nos muestra la energía que necesitamos en los distintos meses del año para que nuestras
zonas térmicas se ubiquen dentro de la banda de confort que hemos especificado en la ventana “zone
management”. Para obtener la demanda de calefacción y refrigeración, debemos haber asignado un sistema
de climatización en dicha pestaña. Si no, obtendremos otro tipo de gráfica: “discomfort period”.

 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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18. Demanda global de energía
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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MONTHLY HEATING/COOLING
LOADS
All Visible Thermal Zones
Comfort: Zonal Bands
Max Heating: 17552 W at 13:00 on 15th January
Max Cooling: 2870 W at 15:00 on 19th August
HEATING COOLING TOTAL
MONTH (Wh) (Wh) (Wh)
Jan 1114611 0 1114611
Feb 857643 0 857643
Mar 773355 0 773355
Apr 540384 0 540384
May 325790 0 325790
Jun 155476 0 155476
Jul 36140 14545 50685
Aug 22282 10181 32463
Sep 101709 1690 103399
Oct 299658 0 299658
Nov 782883 0 782883
Dec 1092017 0 1092017
TOTAL 6101948 26416 6128363
PER M² 42295 183 42478
Floor Area: 144.270 m2
Con el botón derecho sobre los datos que aparecen en
texto en la parte inferior de la pantalla, podremos elegir
distintas opciones de exportación (entre ellas, excel).

19. Se muestra dividido en estos grupos: pérdidas a través de los elementos constructivos (fabric), ganancias por
radiación solar en superficies opacas (sol-air), ganancias por radiación solar directa (Direct Solar), pérdidas
por ventilación (ventilation), ganancias internas debidas a la actividad desarrollada (internal) y pérdidas o
ganancias entre distintas zonas (inter-zonal).

Ecotect aporta estos datos con dos tipos de unidades:
*Porcentaje de pérdidas / ganancias en cada grupo (datos numéricos exportables a excel).
*Wh/m2 de cada grupo (gráfica).

Desglose de ganancias pasivas
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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20. El programa emplea los datos de transmitancia térmica para determinar las pérdidas y ganancias de energía a
través de los cerramientos.

Ganancia a través de los sistemas constructivos (fabric gains)
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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21. Análisis pormenorizado mediante “analysis grid”
Este tipo de análisis se realiza desde la pestaña “3D Editor” (panel
derecho), sobre una o varias zonas térmicas.

 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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Muestra la malla de análisis
Opciones de número de celdas o dimensiones (modo manual)
Dimensión automática de la malla (ajustada a las zonas
térmicas que nos interesen)

22. Malla de análisis: niveles de iluminación
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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Mediante la pestaña “Calculations” (panel derecho), seleccionaremos el tipo de
análisis que queremos obtener sobre la malla.

23. Malla de análisis: análisis de insolación (energía que recibe la zona térmica mediante la radiación solar)
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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24. Malla de análisis: confort espacial
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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Para cada tipo de análisis (iluminación, insolación, confort espacial, etc), Ecotect
permite mostrar distintos tipos de datos en la pestaña “Data&Scale” (panel derecho).

25. Otros tipos de cálculos que ofrece Ecotect
Calculate > advanced daylighting >
Photoelectrics daylight.

Análisis del factor solar que necesitamos
para mantenernos en una curva de
luminancia determinada.


 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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Factor solar necesario en cada estancia
Herramienta para diseño de elementos de
sombra
Calculate > shading desing wizard

El programa calcula la forma y tamaño que
debería tener un elemento de sombra
colocado sobre el hueco que designemos
del modelo.

26. a) Dado el archivo “CLASE 2-MODELADO CON MATERIALES.ECO”, se propone:

*Extraer las gráficas y datos principales de demanda de energía, desglose de ganancias pasivas y ganancia a través de los
sistemas constructivos para:

_Clima D1

_Clima D1, girando el norte 90º.

_Clima C2 (será necesario pasar de .EPW a .WEA)

_Clima E1

*Extraer la malla de confort espacial de la sala de estar para el clima D1.


b) Si cambiamos la transmitancia térmica de las fachadas de 1.77 w/m2K a 0.6 w/m2K, se propone:

_Extraer la gráfica y datos principales de demanda de energía para los climas D1, C2 y E1

_Extraer la malla de confort espacial de la sala de estar para el clima D1.

_Extraer la malla de confort espacial de la sala de estar para el clima D1, cambiando la ocupación con los siguientes datos:

•Ocupación = 30 personas
•Tasa metabólica = 150 W
•Horario de funcionamiento durante las noches del jueves, viernes, sábado y domingo.

Propuesta de ejercicio
 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Recursos
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Simulaciones
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27. Bibliografía
Bai Mu Pei Xun Zu Zhi, “Autodesk Ecotect Analysis 2011. Detailed analysis example of green building”, 2000.
ISBN 10: 7112126215

 Clima y entorno
 Modelado
 Materiales
 Actividad
 Instalaciones
Presentación
Interfaz
Parámetros
(inputs)
Recursos
Simulaciones
Manuales online
Wiki Ecotect: http://wiki.naturalfrequency.com/wiki/Ecotect_Tutorials

Recursos
CFD en Ecotect: https://vimeo.com/30227121

Agregar datos de viento a archivo EPW (para convertirlo a .WEA en Ecotect con Weather Tool):
https://ecoeficiente.es/epwind/

Normativa española: CTE (documento DB HE y archivos climáticos en formato .MET):
http://www.codigotecnico.org/index.php/menu-documentoscte/133-ct-documentos-cte/ahorro-de-energia

Guías técnicas a partir del RITE (Reglamento para las Instalaciones Térmicas de los Edificios) a través del
IDEA (Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía):
http://www.idae.es/index.php/relcategoria.1030/id.430/relmenu.347/mod.pags/mem.detalle

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