Características generales
TK-CDT HE2. Carga y Demanda Térmica es el módulo de TeKton3D para el diseño, cálculo y simulación de los sistemas de climatización del edificio. Permite calcular las cargas térmicas de calefacción y refrigeración, evaluar la demanda energética, definir los sistemas y unidades terminales, seleccionar equipos comerciales y simular su funcionamiento para estimar los consumos energéticos y las emisiones de CO2.
El módulo trabaja sobre el modelo del edificio definido en TeKton3D, aprovechando su geometría, orientación, cerramientos, huecos, espacios, actividades, condiciones operacionales y datos de localización. De este modo, el cálculo de cargas y demanda se integra en el mismo entorno BIM/MEP que el resto de instalaciones del proyecto.
Permite modelar sistemas de climatización con equipos de producción, unidades terminales, equipos auxiliares, disipadores térmicos, circuitos frigoríficos, redes hidráulicas, redes de conductos y relaciones gráficas entre elementos, facilitando la comprensión del esquema y la coordinación con otros capítulos de TeKton3D.
Normativa y justificación
TK-CDT realiza los cálculos y comprobaciones de acuerdo con el Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE) y con los documentos básicos del Código Técnico de la Edificación relacionados con el ahorro de energía:
• HE0. Limitación del consumo energético.
• HE1. Condiciones para el control de la demanda energética.
• HE2. Condiciones de las instalaciones térmicas.
El programa permite utilizar los criterios reglamentarios vigentes aplicables al edificio y a los sistemas térmicos, y se integra con los procedimientos de justificación energética y certificación cuando el proyecto incluye los capítulos correspondientes.
Métodos de cálculo de cargas térmicas
TK-CDT calcula la carga térmica de calefacción y refrigeración considerando la evolución horaria de los procesos térmicos del edificio, la inercia de los cerramientos, las ganancias internas, las condiciones climáticas y el comportamiento operacional de cada espacio.
El módulo permite trabajar con metodologías reconocidas basadas en ASHRAE, entre ellas el método de las funciones de transferencia (TFM) y el método de las series temporales radiantes (RTSM). El primero convierte las ganancias instantáneas en cargas mediante funciones de transferencia que tienen en cuenta los periodos anteriores; el segundo utiliza factores de respuesta y factores temporales radiantes para modelar el almacenamiento y desfase de las ganancias por conducción, radiación solar, iluminación, ocupación y equipos.
Se utiliza el método de State Space para la obtención de los coeficientes de transferencia de los cerramientos, en función de la conductividad, masa, calor específico y composición de los materiales. Las cargas máximas, empleadas para dimensionar equipos, se obtienen a partir de condiciones exteriores de diseño, mientras que la demanda y los consumos se evalúan mediante simulación horaria.
En las opciones avanzadas de cada espacio se pueden definir parámetros que afectan a la respuesta térmica, como el tipo de luminaria, la densidad de mobiliario o el sombreado interior, de forma que el cálculo refleje mejor la conversión de las ganancias instantáneas en carga sensible de refrigeración.
Datos climáticos, radiación solar y sombras
El programa incorpora datos climáticos oficiales para el cálculo de cargas y demanda, incluyendo condiciones de diseño y archivos climáticos horarios. Además, permite incorporar datos de radiación solar procedentes de servicios externos como PVGIS, lo que facilita la simulación energética en emplazamientos concretos.
El cálculo térmico contempla las sombras producidas por los elementos del propio edificio y por obstáculos remotos. TeKton3D dispone de una representación gráfica 3D dinámica en la que se visualizan las sombras sobre el edificio y se esquematiza la posición solar en cualquier instante. También permite obtener diagramas de trayectorias solares para cada hueco acristalado.
El modelo puede apoyarse en servicios cartográficos y modelos digitales del terreno para representar edificios cercanos u otros obstáculos de sombra, mejorando la definición del entorno solar del edificio.
Condiciones operacionales y actividades
TK-CDT permite definir condiciones operacionales detalladas para representar el funcionamiento real del edificio. Cada espacio puede tomar sus condiciones a partir de la actividad asociada o utilizar valores definidos por el usuario.
Las condiciones operacionales agrupan perfiles horarios diarios, semanales y anuales para distintos usos: temperaturas de consigna de calefacción y refrigeración, ocupación, nivel de actividad, iluminación, cargas de equipamiento, ventilación con aire exterior y consumo de ACS. Esta estructura permite simular de forma precisa edificios con horarios diferenciados por días laborables, sábados, domingos, festivos, temporadas de verano, invierno, vacaciones u otros periodos definidos.
En edificios de viviendas, el programa también dispone de condiciones operacionales específicas de uso residencial, con perfiles continuos o adaptados al comportamiento anual de ocupación, ventilación, iluminación, equipos, ACS y temperaturas de consigna.
Ventilación, infiltraciones y sincronización con otros capítulos
El cálculo de cargas tiene en cuenta la ventilación, las infiltraciones y las ganancias internas de cada espacio. Los caudales de ventilación pueden definirse manualmente, calcularse según los criterios del RITE o sincronizarse desde otros capítulos del proyecto.
La sincronización con TK-HS3. Calidad del aire interior permite recuperar los caudales de ventilación calculados para cada espacio. Cuando no existe un capítulo TK-HS3 detallado, el programa puede estimar caudales de ventilación en viviendas mediante criterios aproximados del lado de la seguridad.
La sincronización con TK-HE3. Iluminación interior permite recuperar datos de iluminación de los espacios, como potencia por unidad de superficie, potencia total instalada, VEEI límite e iluminancia media mantenida, utilizando estos valores como parte de las ganancias internas del cálculo térmico.
TK-CDT se coordina también con otros capítulos de instalaciones térmicas, como TK-DAC para redes de conductos, TK-ICA para circuitos hidráulicos, TK-SRR para superficies radiantes y TK-CEEP para certificación energética, evitando duplicar datos y facilitando el desarrollo progresivo del proyecto.
Definición gráfica de sistemas y unidades terminales
La definición de sistemas de climatización se realiza gráficamente mediante la inserción de símbolos tridimensionales y relaciones entre ellos. Esto permite representar el esquema de funcionamiento de los sistemas y asociar las cargas de los espacios a los equipos de producción, distribución y emisión.
En TK-CDT se distinguen principalmente:
• Sistemas, que representan los equipos origen de la instalación, donde se produce frío o calor para distribuirlo al edificio.
• Unidades terminales, que tratan directamente los espacios, como radiadores, paneles, fan-coils, bocas de impulsión, unidades interiores de equipos partidos o terminales VRF.
• Relaciones gráficas, que determinan la dependencia entre unidades terminales, sistemas y elementos intermedios.
• Cajas de distribución, empleadas para representar bifurcaciones de relaciones gráficas, como armarios de colectores de suelo radiante, derivadores VRF o cajas de distribución.
Los símbolos tridimensionales se ajustan al tamaño real de los equipos seleccionados, lo que facilita la coordinación espacial del proyecto y la generación de planos, mediciones y salidas BIM.
Equipos de climatización y bases de datos
TK-CDT dispone de bases de datos abiertas de equipos comerciales y genéricos para sistemas de climatización. Permite trabajar con calderas, radiadores, paneles, fan-coils, equipos de expansión directa compactos, equipos partidos uno a uno, multisplit, sistemas VRF, sistemas aire-agua, sistemas agua-agua, aplicaciones con torres de refrigeración y otros equipos habituales en instalaciones térmicas.
Las bases de datos almacenan parámetros técnicos necesarios para el dimensionado, la selección y la simulación: capacidades nominales, caudales, rendimientos, COP, EER, curvas de comportamiento, factores de corrección, datos acústicos, dimensiones, pesos, datos eléctricos, conexiones, diámetros, longitudes admisibles y códigos de precio.
El programa permite definir nuevas curvas de comportamiento en función del factor de carga parcial, temperaturas secas y húmedas de trabajo u otras variables, pudiendo utilizar formatos compatibles con datos procedentes de CALENER o expresiones matemáticas definidas por el usuario.
Además de las bases incluidas en el programa, la Galería TeKton3D ofrece objetos, bases de datos y catálogos técnicos de fabricantes que pueden utilizarse en los distintos capítulos del programa, incluyendo equipos y componentes aplicables al diseño de sistemas de climatización.
Aerotermia, sistemas VRF y equipos auxiliares
El módulo permite representar configuraciones actuales de aerotermia y expansión directa mediante equipos auxiliares, que amplían el modelado de sistemas con elementos intermedios entre la unidad exterior, las unidades terminales y las redes de distribución.
Entre los equipos auxiliares disponibles se contemplan elementos de derivación VRF, cajas inversoras, cajas de recuperación, armarios de colectores de suelo radiante y módulos hidráulicos auxiliares. Estos elementos permiten representar sistemas compactos, partidos con conexión hidráulica, partidos con conexión refrigerante y configuraciones mixtas.
En sistemas aire-agua con módulos hidráulicos, el equipo auxiliar puede contener los componentes hidráulicos y de producción de ACS, incluyendo depósito cuando proceda. Si la conexión entre la unidad exterior y el equipo auxiliar se realiza mediante tuberías de refrigerante, TK-CDT permite considerar diámetros, longitudes y desniveles de conexión de acuerdo con los datos almacenados para el modelo seleccionado.
Estos equipos auxiliares pueden aparecer en planos, mediciones y modelos BIM, y se sincronizan con otros capítulos cuando forman parte de la red hidráulica de climatización.
Disipadores térmicos y sistemas agua-agua
TK-CDT permite definir disipadores térmicos conectados a sistemas de generación, como torres de refrigeración y aerocondensadores remotos. Un sistema puede conectarse a uno o varios disipadores, y varios sistemas pueden compartir un mismo disipador o trabajar con varios equipos de disipación.
Durante el cálculo de potencias, la potencia requerida por los sistemas se reparte entre los disipadores conectados. En la simulación energética, el programa considera los consumos de ventiladores y equipos auxiliares, incorporándolos a los consumos generales de los sistemas.
Esta capacidad permite modelar con mayor precisión sistemas agua-agua, instalaciones con torres de refrigeración y configuraciones de producción que requieren disipación o intercambio térmico externo.
Circuitos frigoríficos, redes hidráulicas y relaciones gráficas
Las relaciones gráficas pueden representar diferentes tipos de conexión entre equipos: líneas de refrigerante, circuitos hidráulicos, redes de conductos o hilos de control. Tras el cálculo, estas relaciones pueden representarse con colores diferenciados según su tipo, facilitando la lectura del esquema.
En sistemas partidos, multisplit y VRF, las relaciones gráficas pueden tratarse como circuitos frigoríficos. Cada línea representa las tuberías de líquido y gas, o líquido, gas y gas adicional cuando la configuración lo requiere. Los diámetros pueden asignarse manualmente o tomarse de las bases de datos de los equipos seleccionados.
Para sistemas con varias unidades interiores, derivadores o cajas de distribución, TK-CDT diferencia los tramos comunes y los tramos individuales, asignando los diámetros definidos en la unidad exterior o en las unidades interiores según corresponda. También permite comprobar longitudes y desniveles máximos cuando estos datos están definidos en los modelos comerciales.
Selección de equipos y factores de simultaneidad
Tras el cálculo de cargas térmicas, TK-CDT evalúa la potencia necesaria en cada sistema y unidad terminal. A partir de estas potencias, el usuario puede seleccionar equipos reales desde las bases de datos del programa.
El cuadro de selección de equipos facilita la comparación entre las necesidades calculadas y las prestaciones de los modelos comerciales. Muestra datos informativos como COP, EER, caudal, capacidad, número de unidades terminales conectadas, espacios atendidos e índices de capacidad en sistemas VRF o multisplit.
En sistemas que atienden varios espacios con condiciones de uso diferentes, puede aplicarse un factor de simultaneidad para la selección de equipos, tanto en sistemas como en unidades terminales. El programa avisa cuando la capacidad nominal seleccionada resulta insuficiente o cuando existen situaciones de sobredimensionado que conviene revisar.
En sistemas multisplit y VRF se puede comprobar la capacidad efectiva disponible en las unidades terminales dependientes de una unidad exterior, verificando que el reparto de capacidad permite cubrir las cargas asignadas.
Simulación energética de sistemas
Una vez seleccionados los equipos reales, TK-CDT simula el consumo energético de los sistemas teniendo en cuenta sus condiciones de funcionamiento, factores de corrección, curvas de rendimiento, carga parcial, temperaturas de trabajo y horarios operacionales.
El programa calcula la demanda térmica cubierta, el consumo final, el consumo de energía primaria y las emisiones de CO2. También puede considerar consumos auxiliares de ventiladores, bombas, disipadores térmicos y otros equipos asociados al sistema.
Los recuperadores de calor y otros equipos de ventilación definidos en TK-CDT pueden sincronizarse con los sistemas energéticos del edificio, facilitando la coherencia entre el diseño de climatización, la justificación de HE0 y los procesos de certificación energética.
Resultados, gráficas y análisis
El programa aprovecha el sistema de resultados de TeKton3D para generar memorias, tablas, listados y anexos de cálculo. Estos documentos permiten consultar cargas térmicas, potencias necesarias, demandas energéticas, consumos, emisiones, condiciones de diseño y resultados por espacio, sistema o unidad terminal.
Además de los resultados en formato texto, TK-CDT permite generar gráficas para analizar cargas instantáneas, potencias demandadas, temperaturas, horarios considerados, demandas energéticas y otros resultados horarios. Estas gráficas pueden incorporarse a detalles del proyecto, exportarse a formatos CAD o copiar sus datos para su tratamiento en hojas de cálculo.
El módulo también permite generar listados de demandas energéticas anuales hora a hora de una unidad terminal o de un conjunto seleccionado, facilitando el análisis detallado del comportamiento energético de los sistemas.
Mediciones, precios y exportación BC3
TK-CDT genera mediciones de los elementos definidos en el capítulo, incluyendo sistemas, unidades terminales, equipos auxiliares, disipadores térmicos, cajas de distribución, dispositivos de control, termostatos, relaciones gráficas y circuitos frigoríficos cuando correspondan.
Los elementos pueden disponer de códigos de precio asociados desde las bases de datos o desde los símbolos utilizados, lo que facilita la generación de mediciones preparadas para su incorporación a la documentación económica del proyecto.
Las mediciones pueden exportarse al formato estándar FIEBDC-BC3, compatible con la mayoría de programas de mediciones y presupuestos, manteniendo la vinculación con los elementos del modelo cuando la información BIM está disponible.
Planos, detalles y documentación de proyecto
TK-CDT permite generar detalles, planos y documentos directamente desde el entorno de TeKton3D. Los resultados pueden representarse en tablas, gráficas, detalles 2D, planos de distribución y proyecciones del modelo, pudiendo combinar información del edificio y de otros capítulos visibles.
Las salidas gráficas pueden exportarse a formatos habituales como DXF, DWG, PDF y otros formatos soportados por TeKton3D. También es posible copiar información desde detalles 2D al portapapeles para reutilizarla en hojas de cálculo o procesadores de texto.
La documentación de proyecto puede incluir memorias, anexos de cálculo, hojas de carga, tablas de selección, resultados de simulación, gráficas y mediciones exportables a FIEBDC-BC3.
Intercambio OpenBIM y exportación del modelo
El modelo de climatización definido en TK-CDT puede participar en los flujos de intercambio OpenBIM de TeKton3D. Los elementos modelados, sus propiedades y sus relaciones pueden incorporarse a salidas IFC cuando se dispone del módulo correspondiente, incluyendo equipos, unidades terminales, elementos auxiliares, cajas de distribución, relaciones y datos relevantes del proyecto.
TeKton3D también permite exportar el modelo visible o una selección de entidades a formatos 3D como GLTF/GLB, útiles para visualización, intercambio con visores web, revisión gráfica y comunicación del modelo fuera del entorno de trabajo.
