Simulación Energética con OpenStudio, ¿merece la pena?

Aviso de antemano que mi empresa representa a DesignBuilder en España y que por tanto, es posible que algunos pongáis en duda mis palabras, dado que este artículo trata sobre OpenStudio, el interfaz gratuito para trabajar con EnergyPlus , competencia directa del software que vendemos.

Sin embargo, los que me conocen personalmente, especialmente aquellos que han asistido a mis cursos de DesignBuilder (si hay alguno leyendo esto abajo puede comentar…), saben que intento ser lo más objetivo posible respecto al software que vendo, explicando lo bueno pero también lo malo, y sin tratar de esconder (más bien al contrario) las dificultades que pueden encontrarse en su manejo. Por ello, confío en que me creáis si os digo que intentaré ser objetivo en mi valoración del OpenStudio.

¿Qué es OpenStudio?

OpenStudio es un conjunto de aplicaciones que permiten modelizar edificios y simularlos con EnergyPlus (también permite cálculos de iluminación natural con Radiance pero de momento nos centraremos en la parte energética).

Están desarrolladas por NREL (Laboratorio Nacional de Energías renovables de EEUU) y son accesibles además en Código Abierto.

¿Por qué es interesante OpenStudio?

Porque permite desarrollar un modelo del edificio a través de un interfaz gráfico, algo de lo que carece EnergyPlus.

Para los que hayáis oído hablar EnergyPlus pero no lo hayáis utilizado, sabed que es un programa para simular edificios muy potente, en continuo desarrollo pero realmente complejo de manejar si no es a través de un interfaz gráfico, algo que EnergyPlus no incluye. Básicamente definimos el edificio a través del bloc de notas o de un editor muy muy básico que nos proporciona la instalación.

OpenStudio, por tanto, facilita en gran medida el modelado del edificio en EnergyPlus.

La segunda razón que hace a OpenStudio atractivo es su precio: 0€.

El hecho de que sea gratuito (al igual que EnergyPlus ) es, evidentemente, un argumento de peso si estamos evaluando diferentes alternativas dentro del campo de la simulación energética.

¿Cómo es OpenStudio?

El eje central de OpenStudio es un plugin para Sketchup, el conocido programa de modelado 3D (que empezó Atlast, luego compró Google y ahora Trimble). Afortunadamente, Sketchup dispone de una versión funcional gratuita totalmente compatible con OpenStudio.

Mediante este plugin aprovechamos la capacidad para generar la geometría 3D de Sketchup para definir el modelo térmico de nuestro edificio (mediante zonificación y geometría simplificada).

El plugin también nos permite configurar algunos otros aspectos del modelo (cerramientos, horarios, etc.) aunque la filosofía de las últimas versiones de OpenStudio es que esa parte la dejemos para el OpenStudio Application.

El OpenStudio Application es un programa independiente que permite seguir trabajando en el modelo generado en Sketchup e incorporar el resto de elementos que configuran nuestro modelo de simulación: datos climáticos, materiales y cerramientos, acristalamiento, horarios, cargas internas, consignas, ventilación, iluminación… e instalaciones.

OpenStudio Application posee un interfaz amigable y en principio parece una herramienta bastante asequible de utilizar.

Además del plugin y el OpenStudio Application, el paquete de OpenStudio se completa con otras herramientas adicionales como un visor de resultados, un gestor de simulaciones, etc.

Mi opinión respecto al OpenStudio

OpenStudio representa un paso de gigante para quien ha trabajado con EnergyPlus “a pelo” anteriormente. Cuestiones como pasar de introducir la geometría por coordenadas a trabajar con un programa de modelizado 3D suponen una gran diferencia.

Modelizar un edificio residencial, con unas condiciones de uso sencillas que quizá podemos cargar directamente desde alguna plantilla que hayamos encontrado, establecer un sistema de climatización “ideal” (el más básico que incluye EnergyPlus) para hacer un cálculo demanda es relativamente asequible, especialmente si ya tienes experiencia utilizando herramientas como Lider/Calener.

A partir un modelo base podremos implementar distintas estrategias, con elementos de sombra, cambio en cerramientos, acristalamiento… y obtener el impacto en la demanda energética de dichas medidas.

Para quien esté acostumbrado a la falta de información de los programas normativos, poder obtener resultados de demanda detallados supondrá una novedad muy interesante y OpenStudio puede convertirse en una herramienta de gran utilidad evaluar acertadamente decisiones de diseño.

Quién esté interesado en modelizar las instalaciones, podrá aventurarse a través del OpenStudio Application… pero ahí el terreno se empezará a poner cada vez más resbaladizo.

En mi opinión, la curva de aprendizaje de OpenStudio tiene tres tramos diferenciados:

• Tramo 1-Fácil: aprendemos a introducir geometría sencilla, cerramientos, quizá horarios y cargas, el sistema de climatización ideal y calculamos demandas.
• Tramo 2-Intermedio-Avanzado: trabajamos sobre geometría y zonificaciones más complejas, definimos diferentes usos y horarios, aprendemos a configurar correctamente los días de diseño y el autodimensionado, introducimos alguna instalación sencilla.

El tema empieza a complicarse, muchos abandonarán en este tramo.

• Tramo 3-Prepárate a morir: queremos probar estrategias bioclimáticas avanzadas, modelizar instalaciones de climatización en detalle… Tendrás que modelizar hasta donde puedas en OpenStudio pero tarde o temprano tendrás que dar el salto a EnergyPlus “a pelo”. Si consideras la simulación energética una herramienta de apoyo y no un área de especialización, te diría que te olvidaras. Trabajar con EnergyPlus para temas “complejos” requiere una gran dedicación de tiempo y esfuerzo. Si te gusta programar, te manejas bien con manuales de 2000 páginas en inglés, has “destripado” los ficheros Lider/Calener para entender qué pasaba ahí dentro y te quieres dedicar profesionalmente a la consultoría basada en simulación energética, entonces adelante. Aunque más adelante acabes (probablemente) decantándote por herramientas más completas, todo lo que hayas aprendido sobre los entresijos de EnergyPlus te será de gran ayuda.

Ni es para todo, ni es para todos. ¿Merece la pena conocerlo? Sin duda.

Palabras finales…

OpenStudio va actualmente por la versión 1.4, corrigiendo y ampliando poco a poco sus funcionalidades. Quizá en un futuro llegue a hacer funcionales y asequibles prestaciones más avanzadas de EnergyPlus. Actualmente, el programa, su documentación, los videotutoriales y su reducido foro de soporte están en inglés, limitando su uso a quien no maneje dicha lengua con cierta soltura.

Tras impartir un curso de OpenStudio de dos semanas en el que se desarrollaba un proyecto real, pude apreciar las dificultades a las que se enfrentaban usuarios noveles, incluso en un ejercicio guiado. Creo que mis valoraciones, por tanto, son cercanas a la realidad. No obstante, os animo a que expongáis vuestra experiencia, a ver si entre todos arrojamos algo de luz a quienes estén buscando un software para iniciarse en el mundo de la simulación energética. Mi recomendación, para la mayoría de ellos, no sería OpenStudio…