Casa de palla: calibrat el model energètic
Finalitzada la sensorització de la casa de palla (vore post anterior), hem estat recollint dades de temperatura més de 2 mesos en diferents punts de l’interior de l’habitatge amb un interval de temps de 5 minuts. Aquestes dades reals fan possible el calibratge i validació d’un model energètic de la casa.
Durant aquest període de temps, hem dut a terme el model rtidimensional de l’habitatge amb un software especialitzat en el càlcul de càrregues tèrmiques d’edificis. A partir d’ací, hem realitzat la simulació del mateix, obtenint d’aquesta manera, el seu comprtament tèrmic, podent analitzar els valors obtinguts. El software seleccionat per a dur a terme la simulació
energètica ha sigut Cypetherm HE Plus, que utilitza EnergyPlus com a motor de càlcul.
[Si ho desitgeu, aquest programa es pot descarregar gratuïtament en https://bimserver.center i es pot accedir a un curs online del mateix en https://www.udemy.com/course/cypetherm-he-plus/ també de manera totalment gratuïta.]
El primer pas és definir en el software les característiques del llocen el qual es troba la casa. Les dades climàtiques les hem obtingudes de l’estació meteorològica Vilareal EEA, que es troba a 4 Km de la casa. Aquests dades provenen del SIAR (Sistema d’Informació Agroclimàtica per al Regadiu), pertanyent al Ministeri d’Agricultura, Pesca i Aimentació. Aquests arxius CSV proporcionats pel SIAR s’utilitzen en el calibratge i validació del model en el software de simulació energètica durant el període de mesurament. Les dades meteorològiques són molt útils en aquesta mena d’estudis.
[Us deixem un enllaç a la pàgina web del SIAR, on podeu obtindre totes les dades horàries de totes les estacions meteorològiques espanyoles: http://eportal.mapa.gob.es/websiar/Inicio.aspx]
Posteriorment, creem el model introduint els tancaments, finestres i portes de manera meticulosa, ja que la precisió del model és primordial per a la seua validació. A més, introduïm en el programa totes les diferents capes dels tancaments, així com les seues propietats tèrmiques.
No introduïm cap activitat, ni ganancia interna, per a tindre un model en concordança amb la realitat ja que no hi ha ocupació ni aparells elèctrics encesos dins de la casa durant el període de recollida de dades. Al mateix temps, durant els mesuraments, no utilitzem cap sistema de calefacció, ventilació o aire acondicionat, per la qual cosa és necessari definir-lo així en Cypetherm HE Plus.
Una vegada definits els paràmetres bàsics en el software de simulació, per anar més enllà i amb l’objectiu d’aconseguir un model més precís, avaluem i quantifiquem els ponts tèrmics lineals de l’edifici amb el programa THERM 7.6. Els ponts tèrmics constitueixen autèntiques autopistes per al flux de calor, què escapa o bé penetra a la nostra casa a través de, principalment, unions entre tancaments o unions amb finestres i portes mal executades. Resulten en importants pèrdues energètiques.
Per a realitzar la calibració del model, seguim el següent procediment, indicat per ASHRAE:
Una vegada que el model està completament definit d’acord amb la casa de palla real, i els mesuraments de temperatura in situ han sigut recollits, podem calibrar el model actuant sobre alguns paràmetres. Després d’algunes correccions sobre el model inicial, obtenim els següents resultats.
En la gràfica anterior representem l’evolució simulada de la temperatura durant el període de mesurament i els mesuraments reals in situ, que es divideix en 21 seccions, donat que en alguns moments nos’ha recollit informació per diferents raons tècniques. En qualsevol cas, es tracta d’una mostra representativa. La temperatura es realment similar entre la simulació i els mesuraments, no obstant això s’ha d’establir un criteri per a decidir si el model es vàlid
A continuació, es por observar l’evolució dels mesuraments de temperatura representats, així com una banda de error del ±1% (aproximadament ±3ºC) amb la finalitat d’observarqualitativament la qualitat del model.
Els mesuraments de temperatura estàn la major part del temps dins de la banda definida, concloent que el model és fiable i fidel.
Calculant els indicadors indentificats per ASHRAE per a computar la validació del model, el Mean Bias Error (MBE) i el Root Mean Square Error (RMSE), obtenim 3,08% i 7,32% respectivament, complint amb diferents criteris de validació de models energètics d’edificis, especialment amb ASHRAE 14.
D’aquesta manera donem per conclosa el calibratge del model de l’habitatge construït amb bales de palla.
D’aquesta manera donem per conclosa el calibratge del model de l’habitatge construït amb bales de palla.
Aquest treball el presentarem en els congressos de CYTEF 2020 en Pamplona i en SDEWES Conference 2020 a Colonia.
Més informació:
«Finalitzada la sensorització de la casa de palla» (novembre 2019)
“Estem analizant la demanda energètica d’un habitatge construït amb palla” (septembre 2019)
