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ARQ3606 Evaluación de Estrategias de Diseño Arquitectónico Energéticamente Eficientes

El curso busca cuantificar los efectos alcanzados en el ambiente interior de los edificios, por la aplicación de las diferentes estrategias de calefacción y enfriamiento pasivos, en diferentes tipos de clima. Se aplicará software de niveles avanzados para simulación dinámica de edificios, las que constituyen herramientas de comprobada efectividad para la toma de decisiones en el proceso de diseño arquitectónico, con criterios de confort ambiental y uso eficiente de la energía.

  • Analizar el desempeño ambiental de edificios al utilizar estrategias de diseño arquitectónico pasivas, con criterios de confort y uso eficiente de energía.
  • Aplicar herramientas computacionales en régimen dinámico, para el análisis del desempeño de ambiental de edificios al asumir estrategias de diseño arquitectónico y de ventilación natural.

1.FENÓMENOS TÉRMICOS Y SUS EFECTOS EN EDIFICIOS

  • Transferencia de calor.
  • Transmitancia térmica y protección térmica
  • Propiedades de materiales y sistemas constructivos.
  • Ganancias y pérdidas de calor. Balance térmico.
  • Inercia térmica.
  • Ganancias de calor en un edificio (internas + solares).
  • Materialidad, forma.
  • Demanda de energía de calefacción y enfriamiento.
  • Estimaciones en régimen estacionario.
  • Recomendaciones de diseño y sistemas constructivos.
  • Fenómenos de condensación.
  • Sistemas constructivos según criterios higrotérmicos.

 

2.EVALUACIÓN DE DESEMPEÑO TÉRMICO DE EDIFICIOS

  • Las etapas del diseño arquitectónico y herramientas de apoyo.
  • Características principales de herramientas de apoyo al diseño arquitectónico.
  • Los parámetros de entrada (clima, arquitectura, ganancias internas, tasas de ventilación e infiltraciones de aire, materialidad, entorno y otros).
  • Los parámetros de salida (Temperatura, humedad, confort térmico, temperatura superficial, temperatura media radiante, T° resultante, ventilación natural, demandas de energía y otros).
  • Modelamiento, proceso y post-proceso.

 

3.EVALUACIÓN TÉRMICA DE EDIFICIOS EN REGIMEN ESTACIONARIO

  • Modelos de análisis de confort higrotérmico de edificios.
  • Evaluación de estrategias de diseño según clima: Diagrama de Givoni.
  • Estimaciones de demandas y consumo energético.
  • Aplicaciones en edificios según clima.

 

4.EVALUACION TÉRMICA DE EDIFICIOS EN REGIMEN DINÁMICO

  • Métodos y simulaciones en régimen estacionario.
  • La modelación de edificios.
  • Cuantificación de parámetros de uso del edificio.
  • Materialidad y criterios de análisis.
  • Modelos para el análisis de confort térmico en edificios.
  • Los parámetros para el análisis de comportamiento térmico del edificio: demandas y consumo energético.
  • Simulaciones para la evaluación térmica de edificios.

 

5.EVALUACION DE ESTRATEGIAS DE DISEÑO PASIVO

  • Simulaciones para cuantificar el efecto de estrategias de calefacción.
  • Aprovechamiento solar pasivo.
  • Conservación y distribución de calor.
  • Acumulación de calor.
  • Análisis de sensibilidad y aplicaciones en edificios.
  • Protección solar en superficies transparentes.
  • Riesgo de sobrecalentamiento.
  • Enfriamiento convectivo.
  • Enfriamiento geotérmico.
  • Enfriamiento evaporativo.
  • Análisis de sensibilidad y aplicaciones en edificios.

 

6. VENTILACION EN EDIFICIOS

  • Ecuaciones que regulan el movimiento natural del aire en los edificios.
  • Estrategias de ventilación natural.
  • Ventilación nocturna: en qué climas y las características del edificio.
  • Ventilación diurna: en qué climas y las características del edificio.
  • Cuantificación de ventilación mecánica controlada de doble flujo.
  • Modelos en régimen dinámico.
  • Simulaciones en régimen dinámico.
  • Modelos CFD (Computer Fluid Dymamic).
  • Ejemplos y estudio de casos con uso de softwares (régimen dinámico y CFD) en diferentes condiciones climáticas.

 

7. CONSIDERACIONES ETICAS EN ENERGIA Y SUSTENTABILIDAD

  • El bien común
  • Los derechos y deberes
  • La justicia, la libertad y la acción responsable
  • Discusión acerca de la dimensión ética de la Sustentabilidad en Arquitectura
  • Clases teóricas.
  • Aplicaciones de uso de softwares en “régimen dinámico” para el análisis de desempeño ambiental de edificios.
  • Lectura y análisis de artículos de desempeño térmico y de la ventilación natural en edificios.
  • Trabajo 1:30%
  • Trabajo 2:30%
  • Trabajo final:40%
Bibliografía Mínima:

BUSTAMANTE, Waldo; Felipe Encinas; Roberto Otárola y Alan Pino “Análisis de Estrategias para confort térmico y lumínico en edificios en diferentes climas de la zona central de Chile”. Cuadernillo de la Técnica. ARQ82. pp 112-115. Santiago de Chile. 2012.

BUSTAMANTE, Waldo; Felipe Encinas; Roberto Otárola y Alan Pino “Parámetros de diseño y desempeño energético en edificios de clima mediterráneo”. Cuadernillo de la Técnica. ARQ82. pp 20-23. Santiago de Chile. 2012.

LECHNER, Norbert. “Heating, cooling, lighting. Sustainable design methods for architects”. Cuarta Edición, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey. 2014.

PINO, Alan; Waldo Bustamante; Rodrigo Escobar y Felipe Encinas. “Thermal and lighting behavior of office buildings in Santiago of Chile”. Energy and Buildings, Volumen 47. Elsevier. Abril 2012.

 

Bibliografía Complementaria:

ATHIENITIS, A.K. y Matt Santamouris. Thermal analysis and design of passive solar buildings. Londres, James and James, 2002. 288p.

ARQUITECTURA CLIMÁTICA. Una contribución  al desarrollo sustentable. Tomo 1. Bases físicas. Talca, Universidad de Talca, 2003.

BOKALDERS, Varis y María Block “The whole building handbook. How to design healthy, efficient and sustainable buildings” Earthscan, Londres, Inglaterra. 2010

DEVON, R. et.al., Tranformations: ethics and design. Proceedings of the 2001 American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, 2001.

DEVON, R. & VAN DE POEL, I. Design ethics: the social ethics paradigm. Int. J. Engng Ed. Vol. 20, n° 3, Great Britain, 2004.

EBERT, Thilo; Natalie Ebig y Gerd Hauser. Green building certification systems. Edition Detail Green Books, Munich. 2011. 143p. Lavigne, Pierre.

FAINSTEINS, S. Planificación, Justicia y Ciudad. Urban, (06), 7-20, 2013.

FOX, W. (Ed.), Ethics and the built environment, Routledge, Londres 2000.

FRANCIS ALLARD y Cristian Ghiaus. Natural ventilation in the urban environment.  Londres, James and James, 2005. 241 p.

HARRIES, K,. The Ethical Function of Architecture, MIT Press, Cambridge, MA., 1998.

LIDDAMENT, M. A Guide to Energy Efficient Ventilation. Coventry: Air Infiltration and Ventilation Centre, University of Warwick, 1996

LÓPEZ DE ASIAÍN, J. El enfoque bioclimático en arquitectura. Sevilla, 1989

LÓPEZ DE ASIAÍN, J. Vivienda social bioclimática, un nuevo barrio en Osuna, Escuela Técnica Superior der Arquitectura de Sevilla, 1996

KEELER, Marian y Bill Burke. “Fundamentals of integrated design for sustainable building” John Wiley and Sons. Hoboken, New Jersey. USA. 2009

ROULET, Claude-Alan.Ventilation and airflow in buildings. Londres. Earthscan. 2008. 185p.

SANTAMOURIS, Matt (editor). Advances in passive cooling. Londres. James and James, 2007. 303p.

SANTAMOURIS, Matt (editor). Solar thermal technologies for buildings. State of art. Londres. James and James, 2007. 239p.