Los gemelos digitales son una representación virtual de un producto o proceso que simula su contraparte física. En el contexto de la edificación sostenible, los gemelos digitales pueden desempeñar un papel crucial en la mejora de la eficiencia energética y la reducción del impacto ambiental.
Primero, los gemelos digitales permiten la simulación y el análisis de diferentes escenarios de diseño y operación antes de la construcción o implementación. Esto puede ayudar a identificar las soluciones más eficientes en términos de energía y las más respetuosas con el medio ambiente.
Además, los gemelos digitales pueden facilitar el seguimiento y la optimización del rendimiento energético de los edificios en tiempo real. Al recopilar y analizar datos de sensores instalados en el edificio, el gemelo digital puede proporcionar información valiosa para ajustar los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), la iluminación y otros sistemas para minimizar el consumo de energía.
En un mundo donde la sostenibilidad y la eficiencia energética son más cruciales que nunca, el software IES-VE se ha posicionado como una herramienta líder en el desarrollo de Gemelos Digitales para el diseño y análisis de edificaciones sostenibles.
¿Qué es IES-VE?
Desarrollado por Integrated Environmental Solutions (IES), IES-VE es un software de modelado y simulación energética de edificios que permite a arquitectos, ingenieros y diseñadores simular y analizar el rendimiento energético y ambiental de edificaciones en todas las etapas de su ciclo de vida.
IES-VE es una herramienta ágil y versátil gracias a su amplia gama de módulos y funcionalidades, que incluyen análisis térmico detallado, simulación de iluminación natural, análisis de consumo de energía, y evaluación del impacto ambiental. Además, su integración con otros programas de diseño asistido por computadora (CAD) y BIM facilita un enfoque colaborativo y multidisciplinario en los proyectos de construcción.
Recientemente, IES actualizó IES-VE con funciones avanzadas de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático, lo que permite realizar predicciones más precisas sobre el rendimiento energético y ofrecer soluciones optimizadas para la eficiencia energética.
¿Qué beneficios aporta IES-VE y los gemelos digitales?
Los gemelos digitales tienen un gran potencial para mejorar la sostenibilidad en la construcción. Al permitir un diseño más eficiente, una operación optimizada y un mantenimiento predictivo, pueden contribuir significativamente a la reducción del impacto ambiental de los edificio. En este sentido la simulación energética de edificios y los gemelos digitales ofrecen varios beneficios tales como:
- Optimización del diseño: Antes de la construcción, se pueden probar y comparar diferentes diseños y sistemas para encontrar las soluciones más eficientes en términos de energía.
- Operación eficiente: Los gemelos digitales permiten el seguimiento en tiempo real del rendimiento energético de un edificio. Esto puede ayudar a ajustar los sistemas para minimizar el consumo de energía.
- Mantenimiento predictivo: Al predecir el desgaste de los componentes del edificio, se pueden planificar las reparaciones y el mantenimiento de manera más eficiente, lo que puede prolongar la vida útil del edificio.
- Reducción del impacto ambiental: Al optimizar el uso de energía y los materiales de construcción, los gemelos digitales pueden contribuir a reducir el impacto ambiental de los edificios.
- Ahorro de costos: Al mejorar la eficiencia energética y prolongar la vida útil de los edificios, los gemelos digitales pueden resultar en ahorros significativos a largo plazo.
En el caso de IES-VE, la herramienta está orientada hacia un uso sencillo e intuitivo con lo que permite a los profesionales no solo cumplir con los estándares de eficiencia energética y regulaciones ambientales más estrictas, sino también innovar en el diseño de edificaciones sostenibles y de alto rendimiento. La capacidad de simular y analizar múltiples escenarios ayuda a tomar decisiones informadas desde las primeras etapas del diseño, reduciendo costos y mejorando la sostenibilidad.
¿Cuáles son los principales usos de IES?
IES-VE se ha convertido en una herramienta muy úitl en el mundo de la arquitectura y la ingeniería sostenible. Con su constante evolución y adaptación a las nuevas tecnologías, este software promete seguir liderando el camino hacia un futuro más verde y eficiente en la industria de la construcción. Aquí están algunos de sus usos principales:
- Análisis de eficiencia energética: IES-VE puede modelar y simular el rendimiento energético de un edificio, ayudando a los arquitectos e ingenieros a diseñar edificios más eficientes en términos de energía.
- Simulación de confort térmico: El software puede predecir cómo se sentirán los ocupantes en diferentes partes de un edificio en términos de temperatura y humedad, lo que puede informar decisiones de diseño para mejorar el confort.
- Optimización de la iluminación natural: IES-VE puede modelar la cantidad de luz natural que entra en un edificio, lo que puede ayudar a reducir la dependencia de la iluminación artificial y ahorrar energía.
- Certificaciones energéticas: IES-VE incluye una serie de aplicaciones de software de análisis LEED y BREEAM para ayudar significativamente a agilizar, automatizar y asistir en el proceso de certificación LEED y BREEAM
- Análisis del ciclo de vida: El software puede estimar el impacto ambiental de un edificio a lo largo de su vida útil, teniendo en cuenta factores como los materiales de construcción utilizados, la energía consumida y los residuos generados.
- Cumplimiento de normativas: IES-VE puede verificar si un diseño de edificio cumple con diversas normativas y estándares de eficiencia energética.
Caso de uso de IES-VE
En la ciudad de Pamplona en España, una torre residencial con 40 apartamentos de los años 1970 ha sido seleccionada para la realización de una reforma que ayudará a los residentes a llevar el edificio a los estándares de energía y confort actuales. En este caso se ha usado lES-VE para ayudar en el proceso de reforma.
El principal desafío era la disponibilidad limitada de datos históricos de energía que pudieran proporcionar la información necesaria para optimizar la solución de reforma. Para mejorar la calibración y precisión del gemelo digital, se instalaron medidores de energía para proporcionar acceso a datos granulares confiables que podrían ser alimentados directamente en el gemelo digital a través de la plataforma iSCAN de IES. Estos datos se complementaron con plantillas de apartamentos predefinidas e información de construcción, que al compararse con los datos reales recogidos en iSCAN, se encontró que coincidían muy de cerca con las cargas del edificio real, creando una línea de base precisa desde la cual probar las diversas medidas de renovación y remodelación propuestas.
Una vez hecho el modelo, se pasó a diseñar la reforma que estaba conformada principalmente por una envolvente de edificio mejorada con un sistema Plug&Play, mejoras en el techo y la instalación de ventanas de doble acristalamiento. El análisis en el gemelo digital calibrado determinó que estas mejoras podrían llevar a una reducción de hasta el 45% en la tasa de infiltración y una reducción significativa en el valor U de toda la envolvente.
Además de las mejoras en la envolvente, el estudio también consideró la posibilidad de modernizar el sistema de climatización con una combinación de bombas de calor de fuente de aire conectadas a un tanque de almacenamiento térmico. El tanque actúa como un cambiador de demanda, almacenando el calor producido por las bombas de calor durante los períodos en que la demanda es mínima y liberándolo de nuevo en el sistema de bucle de agua caliente cuando la demanda es apropiada.
Al aplicar una reforma integral de envolvente y climatización juntas, el gemelo digital demostró que se podría lograr una reducción significativa de la carga de calefacción sensible de hasta el 65%, lo que representa una gran mejora en el edificio existente. El gemelo digital también ayudó a dar visibilidad a las pérdidas de calor significativas, pero evitables, que estaban ocurriendo en todo el sistema, como resultado de problemas como tuberías sin aislamiento, que podrían ser abordados como parte del programa de remodelación.
Al proporcionar un entorno virtual altamente preciso, que responde y se comporta como el edificio real los gemelos digitales, respaldados por el poder de las simulaciones basadas en física y datos reales, pueden proporcionar la información basada en datos necesaria para descubrir ahorros significativos de energía, carbono, capital y operacionales, para desmitificar las inversiones en remodelación. En resumen, este enfoque puede hacer que la descarbonización de los edificios existentes sea una inversión mucho más confiable, atractiva y sostenible.
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