Los proyectistas del sector de la construcción necesitan herramientas informáticas sofisticadas para llevar a cabo el diseño y cálculo de unos proyectos cada vez más complejos. El diseño de edificios con formas más creativas y dinámicas, unido a la publicación de normativas más exigentes, está obligando a los profesionales a trabajar con programas que garanticen resultados precisos y ajustados a la realidad, ofreciendo, sobre todo, confianza y productividad.
Para conseguirlo, los softwares actuales implementan complejos algoritmos que posibilitan la consecución de los buenos resultados. Diseño arquitectónico, cálculo de estructuras, estimación de la demanda y consumo energéticos, iluminación, instalaciones, térmica, acústica… Hoy en día, todas las áreas que conforman la construcción de un edificio requieren la elaboración y presentación de proyectos profesionales que acrediten y verifiquen el cumplimiento normativo y la seguridad del trabajo realizado.
Los algoritmos encargados de hacer los diferentes cálculos están implementados en lo que denominamos motores de cálculo. Estos permiten al técnico diseñar, calcular y comprobar de la forma más eficiente posible las condiciones más adecuadas al objetivo buscado por el profesional, mediante el estudio de las diferentes opciones planteadas y su posterior optimización.
En la actualidad, y después de que los técnicos hayan sustituido el uso de cálculos manuales por la utilización de los programas CAD, la tecnología BIM se está imponiendo en el sector y los softwares de diseño y cálculo se están ajustando a ella para mejorar la experiencia profesional de los técnicos. Por ello, los desarrolladores de software están adaptando su software para poder seguir ofreciendo los mejores resultados con motores de cálculo acreditados por la comunidad científica internacional dentro de un flujo de trabajo BIM que amplía las posibilidades de los profesionales.
Algo de lo que ya se benefician los usuarios de nuestros programas, quienes disponen de diferentes aplicaciones que trabajan con este tipo de motores de cálculo. Gracias, además, a que BIMserver.center centraliza la información y documentación generada por cada uno de ellos, y facilita la compartición de esos datos, modelos y documentación con otras herramientas, mejorando la calidad de los proyectos.
A continuación, vamos a hacer un repaso con algunos de los motores de cálculo implementados en las diferentes aplicaciones de CYPE. El uso de estas aplicaciones permite a los técnicos saber de antemano que los resultados van a estar respaldados por la confianza y el prestigio que la comunidad científica internacional ha dado a los motores de cálculo a lo largo de la historia.
Motores de cálculo disponibles en BIMserver.center e integrados en el flujo de trabajo BIM
Motor de cálculo Radiance para iluminación
Radiance es un motor de código abierto que calcula los niveles de iluminación a partir de un archivo donde se definen la geometría, los materiales y las condiciones climáticas. Esta herramienta la desarrolló Greg Ward entre 1985 y 1997 en el Lawrence Berkeley National Laboratory. En la actualidad, es el más valorado entre los profesionales de la iluminación. Este motor de cálculo está implementado en CYPELUX, programa para el cálculo luminotécnico de instalaciones de alumbrado y con el que los arquitectos e ingenieros pueden predecir la iluminación, la calidad visual y la apariencia de espacios.
Motor de cálculo EnergyPlus™ para la simulación energética
EnergyPlus™ es un motor de cálculo desarrollado por el Departamento de Energía de Estados Unidos y está considerado como uno de los motores de simulación energética más utilizados, potentes y reconocidos en todo el mundo. Esta solución es excelente para la simulación energética de edificios, permitiendo determinar la demanda energética de los mismos, así como el desempeño energético de los sistemas de climatización, determinando el consumo energético por sistema de aporte y vector energético utilizado.
EnergyPlus™ está operativo en los programas CYPETHERM HE Plus (CTE 2019), CYPETHERM EPlus, CYPETHERM SCE-CS Plus (Portugal), CYPETHERM Improvements Plus, CYPETHERM FUJITSU
Motor de cálculo EPANET para cálculos hidráulicos
EPANET es un motor para analizar el comportamiento hidráulico y de la calidad del agua en redes de distribución de agua a presión. El programa fue desarrollado por “Water Supply and Water Resources Division of the U.S. Environmental Protection Agency 's National Risk Management Research Laboratory” de Estados Unidos y es hoy en día la solución de modelación hidráulica más utilizada en todo el mundo.
En la actualidad es posible trabajar con los resultados que ofrece este motor de cálculo en el flujo de trabajo Open BIM gracias a su implementación en el software CYPEFIRE Hydraulic Systems, una aplicación que posibilita el diseño de instalaciones hidráulicas de extinción de incendios.
Motor de cálculo Fire Dynamics Simulator (FDS) para el comportamiento del humo y el fuego
El Simulador de Dinámica de Fuego (FDS) es un modelo computacional de dinámica de fluidos (CFD) del flujo de fluido impulsado por el fuego. Desarrollado por el NIST (National Institute of Standards and Technology, USA), el motor de cálculo FDS es de uso internacional y sirve para analizar tanto el comportamiento del humo como del fuego del incendio, permitiendo obtener datos para el estudio de la evacuación de los ocupantes del edificio.
Este motor de cálculo está implementado en el programa CYPEFIRE FDS para el diseño de modelos complejos de edificaciones y la ejecución de simulaciones de la evolución de incendios. La visualización de estas simulaciones es posible en nuestra plataforma a través de la aplicación gratuita CYPEFIRE FDS Viewer, que a su vez tiene implementado el visualizador gráfico Smokeview (SMV) desarrollado también por el NIST.
OpenSees para el cálculo estructural
El motor de cálculo Open System for Earthquake Engineering Simulation (OpenSees) para el cálculo tanto lineal como no lineal de estructuras ha sido desarrollado por Frank McKenna, Gregory L. Fenves y Filip C. Filippou en la Universidad de California en Berkeley. Este motor de cálculo es muy utilizado para simular el comportamiento de sistemas estructurales y geotécnicos sometidos a terremotos tal como indica su nombre, lo que le ha situado como una solución de referencia entre los medios académicos y expertos profesionales del cálculo avanzado de estructuras.
Los programas de estructuras que ya trabajan con el motor de cálculo OpenSees son: StruBIM Steel, StruBIM Analysis, StruBIM Design, StruBIM Foundations y CYPE Connect Steel.
Motores de cálculo desarrollados por el CSTB de Francia
El CSTB es una institución pública que tiene como objetivo garantizar la calidad y seguridad de los edificios y de ofrecer apoyo a la innovación en el sector. Para ello ejerce cuatro actividades clave: la investigación y la experiencia, la validación, la certificación y la difusión de conocimientos. A través de estas actividades asiste al profesional para impulsar la calidad y la seguridad de los edificios. Como parte de su actividad investigadora, CSTB está etiquetado como Institut Carnot desde 2006, y desarrolla diferentes motores de cálculo que han sido avalados por la comunidad científica del sector de la construcción. En nuestros programas, y gracias a la colaboración con el CSTB, disponemos de los siguientes:
- COMENV para el impacto ambiental y Análisis del Ciclo de Vida
El motor de cálculo COMENV es el estándar utilizado en el país galo para llevar a cabo la evaluación ambiental de obra nueva y rehabilitación, ya que es el utilizado por las autoridades públicas francesas como parte de la evaluación E + C-. Los datos facilitados por este motor sirven como base para el cálculo del análisis del ciclo de vida (LCA) de la normativa medioambiental RE 2020. COMENV es la base de cálculo del programa ELODIE by CYPE, el software de referencia de CSTB utilizado por una comunidad de más de 1.100 usuarios.
- COMETH para la simulación dinámica de energía
El motor de cálculo COMETH posibilita la simulación dinámica de energía (SED), teniendo en cuenta tanto el modelado energético como el confort térmico. Esta solución está implementada en el programa CYPETHERM COMETH que permite a los proyectistas hacer la simulación energética de edificios, determinar la demanda energética de los mismos y el consumo energético de los sistemas de climatización dispuestos en un flujo de trabajo Open BIM.
- Motor de cálculo AcouBAT para acústica
El programa AcouBAT by CYPE incorpora la base de datos de ensayos acústicos del motor de cálculo Acoubat gestionado por el CSTB. Con su utilización, los técnicos estudian el aislamiento y acondicionamiento acústico de edificios. En concreto, se encarga del cálculo de los índices que evalúan el aislamiento a ruido aéreo (interior y exterior), el aislamiento a ruido de impactos y el nivel de reverberación en los espacios interiores, conforme al procedimiento recogido en la norma EN ISO 12354:2017.
AcouBAT by CYPE permite llevar a cabo el diseño y cálculo del aislamiento y acondicionamiento acústico de cualquier tipo de edificación, cumpliendo con las normativas de cualquier país que pueden configurarse manualmente. Adicionalmente, el programa cuenta con las normativas predefinidas CTE DB HR (España), Nouvelle Réglementation Acoustique (NRA, Francia), Regulamento dos Requisitos Acústicos dos Edificios (RRAE, Portugal), Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici (D.P.C.M. del 5 dicembre 1997, Italia) y NBR 15575 (Brasil).
