En resumen

El procedimiento habitual cuando se pretende optimizar un proyecto se basa en ir modificando progresivamente el diseño en función de los resultados de las simulaciones y el criterio y capacidad de análisis del usuario.

Con el módulo de Optimización, nos olvidamos de este proceso manual dado que es el propio programa el que va jugando con las características del diseño hasta encontrar la solución óptima. Para ello, DesignBuilder:

  • Solicita las variables con las que queremos jugar (tipo de cerramiento, vidrio, sombreado, consignas, instalaciones, etc.) permitiéndonos elegir diferentes opciones para cada una de ellas.
  • Nos permite elegir una o dos variables objetivo para maximizar o minimizar (coste, emisiones, consumo, confort, etc.).
  • Va probando las diferentes combinaciones de las variables de diseño tratando de buscar el óptimo. Para ello, no pasa por todas las combinaciones sino que está dotado de “inteligencia” (algoritmo genético).
  • Nos presenta los resultados progresivamente para que podamos detener las iteraciones si lo deseamos. En caso de trabajar con 2 objetivos nos presentará una gráfica con los puntos que conforman el frente de Pareto (soluciones de compromiso entre las 2 variables).
  • Aprovecha el Administrador de Simulaciones para lanzar simulaciones en paralelo o la Simulación en la Nube (en caso de que se contrate).

El módulo de Optimización se incluye en Arquitectura Plus e Ingeniería Plus y Pro. Si queremos establecer el carbono o coste como objetivos necesitaremos además el módulo de Coste.

En detalle

Características principales

  • Evalúa más de 120 variables de diseño diferentes como el tipo de vidrio, porcentaje acristalado, masa térmica, sistema de climatización, ventilación natural, iluminación o estrategias de control.
  • Selecciona las variables objetivo y establece múltiples restricciones de una lista de más de 100 indicadores de rendimiento cubriendo energía, impacto ambiental, confort y control.
  • Decide la prioridad que se va a asignar a cada objetivo después del análisis a partir de los resultados gráficos. Por ejemplo, en el gráfico superior los puntos en rojo muestran el “Frente de Pareto” de soluciones óptimas, para el coste material y las emisiones de CO2. Puede verse claramente la relación entre coste y emisiones así como el impacto de seleccionar diferente alternativa de iluminación. Una mirada rápida a esta gráfica permite apreciar cómo el sistema de iluminación fluorescente con control por luz natural es la opción más rentable.

Especificaciones técnicas

  • Optimización multiobjetivo con restricciones utilizando el algoritmo NSGA2 y simulaciones con EnergyPlus para el cálculo energético, de confort y de emisiones.
  • Internamente, el módulo de Optimización utiliza avanzados algoritmos evolutivos a través de un proceso de selección natural basado en la mejora del resultado para alcanzar los objetivos de diseño. Las características de diseño mejores se trasladan a las generaciones futuras y el proceso continúa hasta que se termina de identificar la solución óptima.
  • Incluso objetivos “en conflicto” como “minimización del coste” y “minimización de las emisiones” se pueden analizar de manera simultánea para proporcionar el conjunto de propuestas de diseño que mejor se ajustan a ambos objetivos.
  • Pueden analizarse visualmente o numéricamente el conjunto de soluciones propuestas (del “Frente de Pareto”) para identificar las soluciones que cumplen mejor las prioridades de diseño. Por ejemplo, priorizar el coste material o el confort, o quizás el balance entre el coste y las emisiones.
  • El vínculo con el Administrador de Simulaciones permite lanzar múltiples cálculos en paralelo en el equipo, sobre una red o con una cuenta a través de un servicio específico en la nube.

Ejemplos de aplicación

  • Estudios coste-beneficio para encontrar las opciones de diseño que cumplen óptimamente las condiciones de diseño más complejas y en cualquier estapa del proceso de diseño.
  • Selecciona las soluciones más rentables de iluminación, acristalamientos, cerramientos, renovables o climatización incluso en las primeras etapas de diseño.
  • Identifica estrategias de control óptimo ofreciendo la mejor combinación de eficiencia energética y confort incluso con sistemas complejos de climatización, ventilación natural o híbridos.
  • Ánalisis de ciclo de vida comparando el coste del ciclo de vida contra las emisiones de CO2 incluyendo el carbono embebido y las emisiones en uso. Análisis coste-beneficio tipo LCC/LCA pueden incluir restricciones en la inversión a corto plazo o niveles de confort, como se recoge en el estudio presentado en la Conferencia de Modelado Energético de ASHRAE.
  • Póster de DesignBuilder UK sobre la optimización de un edificio pasivo para el simposio de CIBSE-ASHRAE Symposium en Dublin 2014
  • Las herramientas de optimización de DesignBuilder fueron fundamentales para ganar el premio al “Flujo de Trabajo más Innovador” en la competición de modelado energético Lowdown ShowDown de la conferencia ASHRAE de 2015.