En este artículo vamos a repasar una serie de recomendaciones y buenas prácticas para modelar y definir un edificio en TeKton3D con el objetivo de facilitar su certificación energética mediante el módulo reconocido TK-CEEP. Aunque muchos de los consejos que se presentan no son estrictamente obligatorios, su aplicación permite obtener modelos más limpios y coherentes, agiliza los procesos de análisis geométrico y reduce significativamente los tiempos de cálculo en EnergyPlus™. Estas pautas están pensadas para optimizar tanto la fase de modelado como la posterior simulación energética, evitando errores comunes y garantizando una definición más eficiente y precisa del edificio.
General
• Evitar caracteres especiales en nombres y rutas. Es importante no utilizar caracteres especiales (como ;, ¡, &, %, ’, ¿, ?, ...) en los nombres de los archivos que se van a simular con el motor de cálculo EnergyPlus™, así como en la ruta de acceso donde se almacenan (carpetas o subcarpetas del proyecto). El uso de estos caracteres puede generar errores en la lectura o ejecución del modelo, por lo que se recomienda emplear únicamente letras, números, guiones y guiones bajos para garantizar una correcta compatibilidad y evitar incidencias durante el cálculo.
Preparar archivos CAD
Antes de comenzar el modelado en TeKton3D, es fundamental preparar correctamente los archivos CAD que servirán de base. Una depuración adecuada del dibujo garantiza una importación más limpia, evita errores en el reconocimiento de geometrías y facilita el trazado de los elementos constructivos y de los espacios. A continuación se detallan algunas recomendaciones clave:
• Simplificar el archivo al máximo. Mantener únicamente la información necesaria para el modelado arquitectónico. Cuantos menos elementos innecesarios contenga el CAD, más ágil será el proceso de trabajo.
• Reducir sombreados y rellenos a lo estrictamente imprescindible. Los patrones de sombreado, tramas o rellenos suelen generar geometrías complejas que ralentizan el proceso de lectura y pueden dificultar la identificación de líneas y contornos.
• Eliminar capas irrelevantes, como las de jardinería, mobiliario, topografía o terreno, que no aportan información útil al modelo energético.
• Evitar el uso de bloques anidados. Los bloques dentro de otros bloques pueden provocar dificultad para obtener los puntos de referencia geometricos (punto final, perpendicular, intersección, ...).
• Comprobar la posición del dibujo respecto al origen. Es preferible trabajar con plantas cercanas al origen de coordenadas (0,0,0). Los dibujos referidos a coordenadas UTM o muy alejados del origen pueden generar distorsiones en la representación 3D, dificultando la definición de los elementos.
• Usar unidades de dibujo en metros. Se deben escalar los ficheros de CAD para que una unidad represente un metro. Aunque TeKton3D dispone de herramientas para calibrar los planos y realizar las escalas, si estos vienen ya a la escala correcta, nos ahorramos calibrarlos en TeKton3D.
• Un fichero CAD independiente por cada planta diferente. Se debe preparar un fichero independiente para cada planta diferente. Aunque TeKton3D permite utilizar la herramienta de alineación vertical para ajustar las plantas entre sí, no será necesario emplearla si los ficheros DWG ya están correctamente coordinados y comparten el mismo sistema de coordenadas para garantizar la correspondencia vertical.
• Rotular en el CAD el nombre de cada espacio. TeKton3D dispone de herramientas para capturar automáticamente el nombre de los espacios de la plantilla de planta (sólo cuando es importada). Si los espacios ya tienen el nombre escrito en el plano de planta, nos ahorramos tener que introducirlo de nuevo en los datos de cada espacio.
• Definir correctamente la estructura de plantas del edificio. La altura de cada planta debe medirse siempre de suelo acabado a suelo acabado, es decir, desde la superficie terminada del pavimento de una planta hasta la del nivel superior. La altura de una planta corresponderá normalmente a la distancia entre la elevación de una planta y la inmediatamente superior.
Espacios
Al definir los espacios en TeKton3D, es fundamental seguir una serie de pautas que garanticen la coherencia geométrica y el correcto funcionamiento del modelo energético. Muchos de los aspectos relacionados con la definición de los cerramientos se resuelven automáticamente durante la creación de los espacios, ya que estos se generarán como la envolvente de dichos espacios, definiendo de manera precisa su geometría, límites y relaciones con los recintos adyacentes.
• Simplificar el modelo térmico. Aunque el motor de cálculo EnergyPlus™ no impone un límite en el número de espacios que pueden simularse, se recomienda simplificar al máximo el modelo para optimizar los tiempos de cálculo y la estabilidad de la simulación. Esto implica unificar espacios siempre que sea posible, especialmente aquellos que comparten las mismas condiciones operacionales, pertenecen a la misma unidad de uso y están atendidos por el mismo sistema de climatización. Una zonificación equilibrada permite mantener la precisión de los resultados reduciendo la complejidad del modelo.
• Asociar siempre los espacios a un nivel. Cada espacio debe estar siempre vinculado a un nivel o planta del edificio, es decir, la cota base del espacio debe coincidir con la elevación del nivel correspondiente. Si se sigue el proceso lógico de definir las plantas, y posteriormente, los espacios, planta por planta, esta condición se cumple de forma automática, pues los espacios se crean en la cota y altura asignadas a la planta actual.
• Evitar vértices excesivamente próximos. La presencia de vértices muy cercanos entre sí puede generar franjas de cerramiento estrechas que complican la geometría del modelo, aumentan los tiempos de cálculo y, en caso de error, resultan difíciles de localizar y corregir. En un modelo energético no es necesario un nivel de detalle excesivo: una precisión de unos 40 cm suele ser más que suficiente. Simplificar la geometría mejora la estabilidad del análisis y reduce significativamente los tiempos de simulación.
• Simplificar la geometría alrededor de pilares y retranqueos. En línea con lo anterior, rodear pilares o retranquear tabiques incrementa innecesariamente la complejidad geométrica del modelo, multiplica el número de superficies y ralentiza el cálculo, sin aportar una mejora significativa en la precisión energética. En la mayoría de los casos, es preferible mantener cerramientos continuos y simplificados, representando solo los elementos que realmente influyan en el comportamiento térmico global del edificio.
• Asegurar la correspondencia vertical entre espacios. Cuando los vértices de los espacios no coinciden entre plantas, el programa puede generar falsos forjados o huecos inexistentes, lo que altera la geometría del modelo y puede provocar errores en el análisis térmico. Es recomendable alinear correctamente los espacios en vertical para garantizar la continuidad entre niveles y evitar inconsistencias en la envolvente del edificio.
• Definir un único espacio por planta y dividir con la herramienta recortar. Los espacios deben ser colindantes unos con otros, no dejando entre ellos ningún espacio. Para conseguir de forma fácil y precisa este resultado, recomendamos definir un único espacio por planta, y dividirlo entre los diferentes espacios con la herramienta "Recortar", aprovechando como referencia los puntos de la plantilla de planta.
• Usar líneas auxiliares para localizar puntos sin referencias directas. Cuando no sea posible referenciar directamente un punto durante el modelado, es recomendable dibujar líneas auxiliares que faciliten su localización precisa. Estas líneas se crean en una capa independiente, y no influyen en el modelo térmico ni en el cálculo. Una vez utilizadas, pueden eliminarse o mantenerse visibles como guía de apoyo para futuras modificaciones o verificaciones del modelo.
• Definir correctamente los límites de los espacios. Al modelar los espacios, se recomienda trazar sus límites por el eje central de los cerramientos interiores y por la cara interior de los cerramientos exteriores.
• Modelar espacios con doble altura como dos espacios independientes. Cada espacio debe tener una única altura definida. En caso de existir dobles alturas o zonas abiertas entre plantas, estas deben modelarse como dos espacios independientes, cada uno con su altura, para mantener la coherencia del modelo y permitir una correcta interpretación geométrica y térmica por parte del motor de cálculo.
• Generar los cerramientos a partir de los espacios. Una vez modelados los espacios, TeKton3D permite automatizar la creación de los cerramientos horizontales y verticales, que se generan de forma adosada a las caras de dichos espacios. Este método agiliza notablemente el modelado y garantiza la coherencia geométrica entre recintos. No obstante, el programa también ofrece la posibilidad de definir manualmente los cerramientos mediante su geometría completa, especificando todos los puntos que los delimitan, lo cual puede resultar útil en casos de geometrías singulares o complejas.
• Copiar plantas que se repitan. Si una planta es exactamente igual a la siguiente, no hace falta definirla de nuevo, basta con copiarla. Dicha copia se puede hacer directamente en el modelo (seleccionando todos los elementos y duplicándolos en el espacio con la herramienta "Duplicar" tomando las referencias de cada planta, o bien, mediante la herramienta específica "Edición/Copiar o Mover a planta". Este paso puede hacerse cuando ya estén definidos los cerramientos y sus huecos, y asignados sus datos, de esa manera se copia la planta completa.
• La altura del espacio en cubiertas inclinadas debe llegar hasta la cumbrera. En edificios con cubiertas inclinadas, la altura del espacio debe alcanzar, como mínimo, la cota de cumbrera.
• Evitar nombres de espacios repetidos. Aunque TeKton3D normalmente impide la creación de nombres duplicados, es recomendable mantener una nomenclatura única y coherente para todos los espacios. Esto facilita la identificación de cada recinto, evita confusiones en la exportación o revisión del modelo y contribuye a una gestión más ordenada del proyecto. La herramienta "Datos/Nombrar espacios" facilita la asignación de nombres a los espacios en base a la plantilla de planta o en base a concatenar distintas propiedades.
Elementos constructivos
Una vez dibujados los espacios, los elementos constructivos pueden generarse automáticamente a partir de ellos o bien definirse manualmente. La generación automática crea los cerramientos horizontales y verticales adosándolos a las caras de los espacios, garantizando la coherencia geométrica del modelo. Por otro lado, la definición manual permite un control total sobre la geometría y composición de cada elemento, siendo especialmente útil en casos de formas complejas, por ejemplo, los hastiales de una cubierta inclinada, que se han de definir como fachada irregular.
• Diseñar en modo alámbrico/plano. Es recomendable trabajar y visualizar el modelo en modo alámbrico o plano, ya que ofrece una representación más clara y fiel del modelo térmico, donde los cerramientos se representan como superficies planas sin espesor. Este modo facilita la edición y compresión del modelo. El modo sólido puede utilizarse puntualmente para verificar el espesor geométrico de los cerramientos. Esta información se encuentra en los elementos constructivos y materiales asociados a cada elemento.
• Definir correctamente los cerramientos. Las particiones verticales se deben modelar por el medio del cerramiento, y las fachadas por la cara interior. No obstante, esta decisión ya se toma al generar los espacios, pues los cerramientos verticales han de estar adosados a uno de los lados del espacio ya creado.
• Definir siempre un elemento constructivo para el suelo. Todos los espacios deben contar con un suelo definido mediante un elemento constructivo. Si un espacio carece de este elemento, la simulación en EnergyPlus™ no se ejecutará correctamente: no podrán aplicarse las condiciones operacionales de la zona y la radiación solar no se distribuirá de forma adecuada. Asegurar la presencia del suelo en cada espacio es, por tanto, esencial para obtener resultados energéticos precisos y coherentes.
• Definir correctamente las fachadas ventiladas. Al asignar a una fachada la condición de fachada ventilada, es imprescindible que el elemento constructivo utilizado refleje fielmente esta configuración. Debe incluir una capa exterior que actúe como elemento de sombra y una capa de cámara de aire configurada con las opciones “Cámara de aire” y “Ventilada” activadas. Solo de esta forma el modelo representará correctamente el comportamiento térmico y el intercambio de aire característicos de una fachada ventilada real.
• Modelar correctamente los forjados sobre cámara sanitaria. Para que el módulo TK-CEEP identifique correctamente un forjado sobre cámara sanitaria, es necesario modelar explícitamente la cámara como un espacio no habitable situado bajo el suelo del edificio, y asignar al forjado superior la función “Automática”. De este modo, el programa considerará tanto el forjado como las paredes de la cámara sanitaria en los cálculos energéticos. Además, el espacio que representa la cámara debe incluir un elemento constructivo de suelo, indispensable para garantizar una correcta simulación térmica.
• Evitar cerramientos de gran superficie. No se recomienda modelar cerramientos con áreas superiores a 2.000 m², ya que pueden generar retardos importantes durante el análisis geométrico y ralentizar los procesos de cálculo. En estos casos, es preferible dividir los cerramientos en superficies más pequeñas, por ejemplo, utilizando la herramienta "Recortar". Esta práctica no altera los resultados del modelo ni el comportamiento térmico del edificio, pero reduce de forma significativa los tiempos de cálculo y mejora la estabilidad del proceso.
Huecos
• Definir correctamente los huecos. Los elementos de tipo hueco (ventanas, puertas y lucernarios) deben estar siempre asociados a un único espacio. No deben situarse de forma que intersecten o pertenezcan a más de un recinto, ya que esto puede provocar errores en la interpretación geométrica y en el cálculo de los intercambios térmicos. Cada hueco debe quedar claramente vinculado a la partición que separa su espacio correspondiente, garantizando así una correcta lectura del modelo y unos resultados energéticos fiables.
• Los huecos de tipo puerta o ventana sólo pueden crearse en cerramientos verticales regulares. Si es necesario definir una vetana en un hastial, será necesario definir un cerramiento regular en la parte donde esté el hueco, y completar el resto del cerramiento a través de elementos de tipo fachada irregular.
Elementos de sombra
• No modelar elementos de sombra exteriores con cerramientos del edificio. No se debe utilizar elementos constructivos externos al edificio (como fachadas, cubiertas o forjados) para representar los elementos de sombra. La forma correcta de hacerlo es mediante obstáculos de sombra, diseñados específicamente para simular los obstáculos solares. Estos permiten definir el entorno y las obstrucciones sin alterar la geometría del edificio ni afectar al proceso de cálculo energético.
Uso del edificio y unidades de uso.
• Asignar la actividad del edificio. No olvidar caracterizar la actividad del edificio.
• Definir las unidades de uso. No olvidar la definición de las diferentes unidades de uso presentes en el edificio.
Materiales y Elementos Constructivos
• Evitar elementos constructivos con más de 10 capas. EnergyPlus™ no permite la definición de elementos constructivos con más de 10 capas, por lo que en caso de sobrepasar este número será necesario eliminar aquellas capas que no sean relevantes térmicamente, o bien agruparlas calculando sus propiedades físicas conjuntas.
Definición de sistemas
• Evitar nombres duplicados en los sistemas. Cada sistema definido en el modelo (climatización, ventilación, ACS, etc.) debe tener un nombre o referencia única.
• Evitar nombres duplicados en las unidades interiores para cada sistema. Dentro de un mismo sistema, cada unidad interior debe tener un nombre o referencia única.
• Evitar equipos de climatización duplicados en un mismo espacio. En cada espacio solo puede actuar un único sistema de climatización por cada vector energético (calefacción o refrigeración) de forma simultánea. No es correcto, por ejemplo, definir calefacción por conductos y suelo radiante en el mismo recinto. Este tipo de configuraciones genera conflictos en la asignación de cargas térmicas y puede provocar errores o resultados incoherentes en el cálculo energético.
• Usar espacios ficticios para crear sistemas de climatización y ventilación independientes. Si se desea simular un sistema para tratar el aire de ventilación primario de un espacio y otro sistema para el resto de las cargas térmicas del mismo espacio, es necesario utilizar espacios ficticios. Para ello, se crea un espacio auxiliar de volumen reducido (de 1 m³) con cargas térmicas mínimas para que no afecte al balance energético del edificio. Este espacio debe tener al menos un elemento constructivo de suelo (obligatorio), sin cargas de iluminación y con condiciones operacionales muy bajas, como el perfil laboral 8 horas bajo. En el espacio real, se deben eliminar los caudales de ventilación (estableciéndolos a 0), y asignar dichos caudales al espacio ficticio. A continuación, se asigna el sistema de ventilación al espacio ficticio y el sistema de climatización al espacio real. De esta forma, ambos sistemas pueden coexistir en la simulación sin interferir entre sí, manteniendo la coherencia del modelo térmico.
• Definir correctamente los caudales de ventilación. Para los sistemas exclusivos de ventilación solo hay que tener en cuenta uno de sus caudales, es decir, se define el caudal de insuflación en los espacios o el de extracción; pero nunca la suma de ambos, ya que si no el sistema y su consumo se estaría sobredimensionando. Para evitarlo, lo mejor es definir solo el caudal de admisión en los espacios “secos” o el de extracción en los espacios “húmedos” y poner a cero el complementario en el resto de los espacios del edificio.
En otros sistemas que aparece el parámetro caudal de ventilación, corresponde con el caudal de aire exterior impulsado por el sistema. Cuando esta propiedad sea mayor que cero, se considerará que se produce una mezcla del aire exterior de ventilación y el interior recirculado antes de que el aire pase por el equipo de tratamiento. El caudal de ventilación tiene que ser la suma de los caudales de ventilación de los espacios asociados.