Simplificação de modelo de alta fidelidade para geração de metamodelos termoenergéticos em uma edificação educacional universitária

Kahena Marx Silva; Rafael de Paula Garcia; Ligiana Pricila Guimarães Fonseca; Joyce Correna Carlo

doi:10.18830/1679-09442026v19e60256

Autores/as

Kahena Marx Silva Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo. https://orcid.org/0009-0006-0415-368X
Rafael de Paula Garcia Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo. https://orcid.org/0000-0002-1839-1842
Ligiana Pricila Guimarães Fonseca Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo. https://orcid.org/0000-0002-1612-2665
Joyce Correna Carlo Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo. https://orcid.org/0000-0003-3868-0307

DOI:

https://doi.org/10.18830/1679-09442026v19e60256

Palabras clave:

Metamodelos, Simulación termoenergética, Zonas térmicas, Calibración

Resumen

Con el cambio climático y el aumento de la demanda de refrigeración, la modelización termoenergética computacional se vuelve esencial para el estudio y la adaptación de los edificios. Sin embargo, la construcción de modelos que representen fielmente la realidad, especialmente en edificaciones complejas, implica un alto costo en tiempo y procesamiento computacional. Este estudio investiga el uso de metamodelos para reducir el tiempo de simulación de edificaciones sin comprometer la precisión de los resultados. Utilizando el Pabellón de Aulas II (PVB) de la Universidad Federal de Viçosa como estudio de caso, se desarrollaron tres metamodelos en EnergyPlus, a partir de simplificaciones del modelo original calibrado. La validación se realizó conforme a la Guía 14 de ASHRAE, considerando los índices Normalized Mean Bias Error (NMBE) y Coefficient of Variation of the Root Mean Square Error (CV(RMSE)), y estadísticas complementarias. Entre los tres metamodelos comparados, el más simple obtuvo el mejor desempeño y el menor tiempo de simulación. Los resultados indican que la reducción del número de zonas térmicas permite disminuir significativamente el tiempo computacional, manteniendo los errores dentro de los límites aceptables.

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Biografía del autor/a

Kahena Marx Silva, Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo.

Estudiante de pregrado en Arquitectura y Urbanismo en la Universidad Federal de Viçosa (UFV).

Rafael de Paula Garcia, Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo.

Es licenciado en Matemáticas por la Universidad Federal de Viçosa (UFV), tiene una maestría en Modelado Computacional por la Universidad Federal de Juiz de Fora (UFJF) y un doctorado en Ingeniería Civil, con énfasis en Sistemas Computacionales, por la COPPE/Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ). Actualmente, es Profesor Adjunto 2 en el Departamento de Arquitectura y Urbanismo de la UFV, donde imparte asignaturas de representación gráfica. También forma parte del profesorado del Programa de Posgrado en Arquitectura y Urbanismo de la UFV. Su investigación se centra en las teorías y aplicaciones de la optimización, con énfasis en la metaheurística evolutiva y el aprendizaje automático.

Ligiana Pricila Guimarães Fonseca, Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo.

Candidata a doctorado, Máster en Arquitectura y Urbanismo, arquitecta y urbanista por la Universidad Federal de Viçosa, investiga en el área de Comportamiento Ambiental del Espacio Construido, centrándose principalmente en el confort ambiental y la eficiencia energética de los espacios construidos. Tiene experiencia en modelado paramétrico, procesos de simulación y optimización basada en simulación. Actualmente, es profesora titular en el CEFET-MG campus Varginha, en el Departamento de Ingeniería Civil.

Joyce Correna Carlo, Universidad Federal de Viçosa; Centro de Ciencias Exactas; Departamento de Arquitectura y Urbanismo.

Es licenciada en Arquitectura y Urbanismo por la Universidad Federal de Minas Gerais (1997), con especialización en Análisis Urbano por la Universidad Federal de Minas Gerais (1999) y máster (2002) y doctorado (2008) en Ingeniería Civil por la Universidad Federal de Santa Catarina. Realizó un posdoctorado en la UFSC, donde implementó el Programa Brasileño de Etiquetado de Edificios en conjunto con Inmetro y Procel Edifica. Es profesora del Departamento de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad Federal de Viçosa desde agosto de 2009. Tiene experiencia en las áreas de Arquitectura Bioclimática, Eficiencia Energética y Simulaciones Termoenergéticas y Luminotécnicas, habiendo realizado consultorías y proyectos arquitectónicos. Imparte cursos en estas áreas, tanto a nivel de pregrado como de posgrado. Desarrolla investigaciones centradas en el rendimiento y el confort de los edificios con el desarrollo de tecnologías de la construcción o relacionadas con el cambio climático. Participó en la redacción de la normativa de etiquetado de edificios de Inmetro. Actualmente es especialista en eficiencia energética en edificaciones para la acreditación de organismos de inspección por parte del Inmetro y participa en la Red de Eficiencia Energética en Edificaciones y en la Secretaría Técnica de PBE Edifica. Miembro del Comité del Premio de Tesis Capes (edición 2023) y del Consejo de Administración de IBPSA - Brasil.

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