Modelado del terreno - Método estándar

Cómo funciona

Al utilizar el método de modelado del terreno 1-Estándar , el calor se transfiere entre las zonas y el terreno a través de elementos superficiales unidimensionales de los suelos en contacto con el terreno. Por defecto no se tienen en cuenta los efectos en 2-D y 3-D que se producen en realidad en la conducción de calor por el terreno. EnergyPlus utiliza los datos del cerramiento en contacto con el terreno para modelar el almacenamiento de calor en este y puede modelar con precisión los procesos de transferencia térmica durante varios días (por ejemplo, una semana cálida seguida de otra fría), pero no puede modelar directamente los efectos de almacenamiento térmico a largo plazo en el terreno (periodos medidos en meses).

Consejo: Otros métodos más avanzados también permiten modelar el terreno en 2D/3D con mayor precisión.

EnergyPlus aplica una condición de contorno de temperatura constante para cada mes en las superficies inferiores de los elementos adyacentes al terreno.

Hay 3 formas de crear una adyacencia al terreno en DesignBuilder:

1. Mediante la función de DesignBuilder de detección automática de adyacencias donde se establece la adyacencia al terreno para todas las superficies situadas a nivel del terreno o por debajo de este. Por defecto, todas las superficies exteriores situadas a nivel del terreno o por debajo se consideran adyacentes al terreno. En las superficies parcialmente situadas por encima y por debajo del nivel del terreno (z=0), solo las partes situadas por debajo de z=0 se modelan como adyacentes al terreno.
2. Utilizando Bloques de componentes de terreno - las superficies (o partes de superficies) que tocan un bloque de componente de terreno se consideran adyacentes al terreno.
3. Utilizando los datos de modelo de Adyacencia en la pestaña Cerramientos a nivel de bloque, zona y superficie, donde se puede definir que las superficies exteriores sean adyacentes al terreno cambiando los datos de modelo de adyacencia en la pestaña Cerramientos de 1-Automática a 3-Adyacente al terreno. Si una superficie está por debajo del nivel del terreno pero no es adyacente a este, puede seleccionar 2-No adyacente al terreno.

Temperaturas del terreno

Las temperaturas del terreno mensuales se definen a nivel de emplazamiento en Detalles del emplazamiento.

Los modeladores suelen preferir definir la temperatura del terreno justo debajo de la losa y excluir las capas de tierra del modelo. Este enfoque tiene la ventaja de ser sencillo y claro y es el recomendado por los desarrolladores de EnergyPlus.

Un factor que contribuye a ello es que EnergyPlus no puede modelar cerramientos muy gruesos, por lo que es necesario utilizar cerramientos de menor espesor (2m o menos) junto con algunas hipótesis sobre las temperaturas a aproximadamente medio metro o menos bajo el suelo.

Nota: No debe utilizar las temperaturas del terreno del encabezado del archivo climático de EnergyPlus porque corresponden a terrenos no perturbados. La temperatura bajo los edificios está considerablemente afectada por el propio edificio. La documentación de EnergyPlus recomienda utilizar temperaturas del terreno 2°C inferiores a las temperaturas interiores medias para edificios comerciales grandes (donde la pérdida de calor perimetral es relativamente menos importante). Tenga en cuenta que esta temperatura debe aplicarse directamente debajo de la losa y no debe incluir material del terreno.

Ejemplo de aplicación - Sótano o bodega bajo un terreno inclinado

Este ejemplo ilustra cómo crear un modelo rectangular sencillo de edificio de 3 plantas con:

• Un sótano completamente bajo el terreno y
• Una planta baja parcialmente enterrada bajo un plano de terreno inclinado.

Paso 1

Dibuja 3 bloques en el plano del terreno z=0. El bloque inferior será el sótano (totalmente enterrado), el bloque central será el bloque a nivel del terreno, parcialmente enterrado, y el bloque superior será el segundo nivel. Hasta ahora, solo la superficie inferior es adyacente al terreno porque está situada en el plano z=0.

Paso 2

Dibuja 2 bloques de componentes de terreno alrededor del bloque de edificio del sótano para dar adyacencia al terreno a sus superficies.

Nota Este paso podría evitarse desplazando todo el edificio hacia abajo para que el sótano quede completamente bajo el terreno. Para ello, ve al nivel de edificio, selecciona todos los bloques y el comando de mover, haz clic en una de las esquinas inferiores del bloque central para crear un punto de referencia y, después, haz clic en una zona vacía de la pantalla para desplazar el punto de referencia hasta z=0.

Paso 3

Dibuje tres nuevos bloques de componentes de terreno para crear el terreno inclinado y los niveles superiores del terreno.

Paso 4

Arriba se muestra la zona del bloque central. Observe cómo 3 de las superficies se han dividido entre adyacencias exteriores y al terreno (estas últimas se identifican con símbolos verdes de terreno). Observe también que las partes de las superficies que tocan el bloque de componente de terreno no pueden tener ventanas, pero DesignBuilder intenta establecer el % de acristalamiento correcto para las partes exteriores restantes.

Paso 5

Es probable que los bloques de componentes de terreno no necesiten sombrear este modelo, ya que están principalmente por debajo de todas las superficies que pueden recibir radiación solar o luz; sin embargo, si modela reflexiones probablemente deberá incluir la reflexión de la radiación solar y la luz de los bloques de terreno durante las simulaciones. En otros casos puede preferir desactivar la generación de superficies de sombreado/reflexión de los bloques de componentes para acelerar las simulaciones. Hágalo en la pestaña de datos de modelo Cerramientos, en Bloque de componente.

Paso 6

El modelo terminado. La textura de los bloques de componentes de terreno se define mediante el material establecido en Bloques de componentes en la pestaña Cerramientos.