En mi columna anterior, exploramos las diversas formas en que el software de modelado de información de construcción (BIM) ha impactado la arquitectura sostenible. Ampliando el tema de la sostenibilidad, la columna de este mes examina una nueva tendencia en el software de sostenibilidad llamada modelado energético de edificios (BEM).

BEM es un tipo de software que típicamente se integra con herramientas BIM para mejorar aún más el análisis y gestión de energía. Los programas BEM ofrecen simulaciones energéticas de edificios completos que ingenieros, arquitectos e investigadores utilizan para modelar el consumo de energía, como calefacción, refrigeración, ventilación, iluminación y cargas de enchufe y proceso, así como el uso de agua en los edificios.

Aunque el modelado energético de edificios es actualmente un mercado de software de nicho, en G2 creemos que aumentará en popularidad debido a su capacidad para mejorar la sostenibilidad, proporcionar un alto retorno de inversión (ROI) y, en última instancia, crear mejores entornos de trabajo para el público.

¿Por qué es importante el BEM?

Según la Administración de Información Energética de los Estados Unidos, los edificios residenciales y comerciales consumieron aproximadamente el 40% de toda la energía en los Estados Unidos en 2018.

Para agravar este problema, la población mundial está creciendo rápidamente y se espera que alcance los 10 mil millones de personas para 2050. Para mantener el ritmo de este crecimiento poblacional, necesitaremos construir 13,000 edificios por día e invertir $3.3 billones en infraestructura anualmente hasta 2030. Esto tendrá un impacto sustancial en el uso de energía y las emisiones. Con el inminente aumento en la construcción en el horizonte, los arquitectos y diseñadores deben considerar formas de construir infraestructura sostenible. Una de las soluciones a este problema es el modelado energético de edificios.

Históricamente, el rendimiento energético de los edificios se ha estimado de manera aproximada. Incluso con el software BIM, los diseñadores se han centrado en la funcionalidad del edificio en lugar del consumo energético total.

Sin embargo, con la introducción del modelado energético de edificios, muchas plataformas BIM pueden considerar fácilmente el rendimiento energético de un edificio durante la etapa de planificación. Los diseñadores pueden ingresar parámetros como la geometría del edificio, la ubicación del edificio y los datos meteorológicos. El resultado es un enfoque más holístico del modelado energético de edificios, que puede tener un impacto significativo en la reducción de emisiones y el tiempo de construcción.

Se ha dicho que el 80% de cómo funcionará un edificio se decide en el primer 20% del diseño. Si esto es cierto, es una evidencia adicional de la importancia de realizar más modelado energético de edificios durante las etapas de planificación.

Gran desafío que enfrenta el BEM

Para arquitectos y diseñadores por igual, es bastante obvio que el BEM puede abrir el camino hacia un futuro más sostenible. Sin embargo, las estimaciones de los interesados sugieren que el BEM se utiliza en solo alrededor del 20% de los nuevos diseños de edificios comerciales, y probablemente en un número menor de nuevos diseños de edificios residenciales. ¿Por qué han sido tan lentos los diseñadores y arquitectos en adoptar el BEM?

Bueno, por una variedad de razones.

Según IBPSA Canadá, “El desarrollo e implementación del intercambio de datos automatizado entre herramientas BIM y de simulación energética se ha visto obstaculizado por la cultura de la industria de practicantes especializados que se sienten más cómodos con la entrada manual de datos de construcción que con el intercambio de datos automatizado, la falta de programas de software disponibles que apoyen un proceso de traducción robusto y la experiencia técnica requerida.”

En primer lugar, el intercambio de datos entre herramientas de diseño arquitectónico y software de simulación energética siempre ha sido un gran desafío. Ha sido un problema tal que las simulaciones de rendimiento energético de edificios a veces se han omitido del proceso por completo.

Como resultado de esta dificultad, solo existen dos formatos de datos que facilitan el intercambio de BIM a BEM. Esto incluye el Esquema XML de Edificios Verdes (gbXML) y las Clases de Fundación de la Industria (IFC).

Todos los resultados obtuvieron malos resultados en un estudio de caso que intentó traducir archivos BIM a plataformas de software BEM. Según el estudio, el BIM era visualmente limpio, pero la geometría importada aún tenía numerosos huecos y bordes no coincidentes.

La razón principal de esto parece ser el hecho de que el software BIM está diseñado específicamente para arquitectos y diseñadores; está mucho más enfocado en la representación arquitectónica y la documentación de construcción, mientras que el software BEM se centra en el análisis energético avanzado de edificios.

Aparte de los problemas de integración entre BIM y BEM, también existen problemas relacionados con el valor que el software BEM aporta a los propietarios de edificios y arquitectos. Históricamente, los propietarios de edificios querían diseños que pudieran completarse rápidamente a bajo costo. Como resultado, los arquitectos se sienten presionados para centrar sus construcciones en la funcionalidad y el costo en lugar de en la producción de energía y la sostenibilidad.

El camino hacia una mayor implementación de BEM

Considerando los problemas abordados anteriormente, algunas cosas deben suceder antes de que los arquitectos y gerentes de edificios implementen BEM a tasas más altas.

En primer lugar, los gerentes de edificios deben estar convencidos de que el modelado energético de edificios les ayudará a obtener ganancias.

Históricamente, los costos asociados con el BEM eran altos. Sin embargo, hasta hace poco, no se habían realizado estudios sobre el ROI de implementar el modelado energético de edificios. Un estudio de Anica Landreneau, directora de consultoría de sostenibilidad en la firma global de arquitectura e ingeniería HOK, reveló que el ROI del modelado energético es típicamente de solo 1-2 meses.

  Fuente: Energy.gov

En uno de sus estudios de caso, Anica descubrió un proyecto arquitectónico que creó sistemas HVAC que dependían de la circulación de agua caliente y fría en lugar de aire caliente y frío. Esta diferencia en la infraestructura permitió a los usuarios que han implementado BEM ahorrar una cantidad significativa de dinero en costos de HVAC; la empresa tuvo un ROI de solo 1.3 meses.

Esperamos ver que el mercado de BEM crezca sustancialmente en el futuro a medida que la investigación continúe revelando más datos que destaquen los beneficios económicos del modelado energético de edificios. Aparte del ROI, el mercado de software BIM debe encontrar formas de introducir más productos que integren BEM en sus soluciones. Esto eliminaría algunos de los principales problemas que enfrenta el intercambio de datos entre el software BIM y BEM.

Al momento de escribir esto, uno de los principales programas de software en el mercado de software de modelado energético de edificios se llama OpenStudio. OpenStudio admite tanto EnergyPlus como Radiance. Esto permite a los arquitectos realizar análisis de iluminación y energía dentro de un solo modelo. Según la Asociación Internacional de Simulación de Rendimiento de Edificios, actualmente se están desarrollando más integraciones entre OpenStudio y otros importantes software BIM.

Si bien este es un paso en la dirección correcta hacia una integración sin problemas entre BIM y BEM, el objetivo final es una integración sin problemas entre todos los principales software BIM.

       Fuente: MDPI

Según Hexa Research, el mercado global de sistemas de gestión energética de edificios (BEMS) crecerá a una tasa compuesta anual del 13.6% y alcanzará más de $7 mil millones para 2024. Solo es cuestión de tiempo hasta que veamos un gran aumento en estas integraciones de BIM a BEM en un futuro cercano.