DIPLOMA DE POSTÍTULO DISEÑO DE EDIFICACIONES ENERGÉTICAMENTE EFICIENTES

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1 DIPLOMA DE POSTÍTULO DISEÑO DE EDIFICACIONES ENERGÉTICAMENTE EFICIENTES 1

2 PROPUESTA DE DIPLOMA DE POSTÍTULO DISEÑO DE EDIFICACIONES ENERGÉTICAMENTE EFICIENTES FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS (FCFM) UNIVERSIDAD DE CHILE 1. ADMINISTRACIÓN DEL PROGRAMA -Director Eduardo Sanhueza, eduardo.sahueza@idiem.cl, IDIEM (FCFM) -Responsables Docentes: Roberto Román, rroman@ing.uchile.cl, Departamento de Ingeniería Mecánica (FCFM) Miguel Bustamante S., miguel.bustamente@idiem.cl, IDIEM (FCFM) Mauricio Toledo, mjtoledo@ing.uchile.cl, Departamento Ing. Civil (FCFM) Los Responsables Docentes serán los encargados de seleccionar a Profesores de ésta y otras Facultades, y a especialistas de la Industria, para dictar los Cursos señalados a continuación en esta Propuesta, de modo de lograr un Programa coherente y homogéneo. Coordinador: Paula Araneda, paula.araneda@idiem.cl, IDIEM (FCFM) -Secretaria: Rosa Poblete, rosa.poblete@idiem.cl 2. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS. Dentro de un marco de creciente inquietud por la frágil condición energética a nivel mundial, el Diploma Diseño de Edificaciones Energéticamente Eficientes, es una aproximación técnicocientífica y multidisciplinaria al estudio de las edificaciones. El Programa tiene especial énfasis en el desarrollo y aplicación de métodos de evaluación de la Eficiencia Energética, destacando la utilización de estándares de alta exigencia y la evaluación cuantitativa de las edificaciones, a través de la simulación del rendimiento energético del edificio. Los cursos que conforman el Diploma y el nivel de sus Profesores, que conjugan la academia con una reconocida trayectoria profesional, posibilitarán la formación de profesionales integrales, que colaborarán en el desarrollo de la Construcción Sustentable en Chile s. El objetivo del Programa es formar profesionales con sólidos conocimientos teóricos y prácticos, orientados a lograr edificaciones más eficientes desde el punto de vista energético. Para esto, se entregarán al alumno las bases teóricas de la física de las construcciones, bioclimática aplicada, iluminación, climatización y energías renovables, sumado a los elementos tecnológicos actualmente usados para el diseño de edificaciones de alta eficiencia. 2

3 Se espera que los profesionales egresados de este Programa sean capaces de reconocer y comprender los principales factores que determinan el correcto desarrollo de un proyecto de edificación energéticamente eficiente, que desarrollen una capacidad crítica, ante el diseño arquitectónico y de especialidades, y sean capaces de elaborar soluciones conceptuales en torno al diseño de proyectos eficientes. El egresado del Programa podrá: Conocer el marco conceptual, nacional e internacional en el que nace y se desarrolla la necesidad de Edificaciones Sustentables Tomar decisiones de diseño tomando en cuenta la variable Eficiencia Energética Abarcar el desarrollo de un proyecto de Edificación Eficiente, de una manera integral y práctica Comprender el impacto que la operación y el monitoreo de los servicios de un edificio, tienen sobre el desempeño energético Incluir en sus proyectos de edificación acciones relevantes en la consecución de objetivos de reducción de consumos Incluir en sus proyectos energías renovables 2.2. Perfil del Postulante El Programa está dirigido a Ingenieros y Arquitectos que se desempeñen el desarrollo de proyectos de edificación, de uso público o privado, tanto en el ámbito del diseño como en la concepción, desarrollo y construcción del proyecto, aquellos profesionales que por sus funciones serán responsables de la toma de decisiones ligadas al consumo energético futuro de la edificación Historia y Marco General El IDIEM es un Centro de Investigación, Desarrollo e Innovación de Estructuras y Materiales, dependiente de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, ha sido pionero en el país en el desarrollo de la Física de la Construcción, concepto que precede al de Edificación Energéticamente Eficiente. Ha aportado al desarrollo de la reglamentación térmica, que se encuentra hoy vigente, y mantiene los laboratorios de higotermia, en los cuales se han ensayado la mayoría de los materiales nacionales, respecto de sus propiedades térmicas. Hoy en día IDIEM continúa su trabajo, apoyando con mayor fuerza que nunca el desarrollo de las Edificaciones Eficientes, mediante la puesta en marcha de un Laboratorio de Energía Solar y prestando los servicios de Asesoría en Eficiencia Energética, Modelación Computacional de Desempeño Energético y Certificación LEED. Por su parte, el desarrollo actual de la edificación tanto pública como privada, está orientado hacia lograr construcciones sustentables y de menor consumo energético. Iniciativas gubernamentales como el Programa País Eficiencia Energética, dependiente de la Comisión Nacional de Energía, y otros organismos públicos y privados, han impulsado desde hace ya algunos años un cambio en la mentalidad de los profesionales de la construcción. Este cambio de mentalidad ha dado como resultado una necesidad real y urgente de profesionales capacitados en el área, a fin de afrontar 3

4 las problemáticas energéticas, que hoy en día se instauran como una preocupación latente en el campo de la edificación. La experiencia acumulada y el profundo conocimiento en la materia, junto con la necesidad de complementar la formación de los profesionales del sector Diseño y Construcción, son los factores que han motivado la realización de este Diploma. Se realizó una encuesta con el fin de estimar el interés potencial de los profesionales ligados al área edificación, en seguir un diplomado en Eficiencia Energética. La encuesta se ejecutó a partir de un mensaje enviado a nuestra base de datos y a la base de datos de la Escuela de Graduados de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. La encuesta fue contestada directamente al mail: eficiencia.energetica@idiem.cl Una vez realizada la encuesta se observó que la gran mayoría de los encuestados manifestaron un alto interés en postular a un Diploma como el de Diseño de Edificaciones Energéticamente Eficientes; del total de profesionales que respondieron la encuesta, aproximadamente, un 80% corresponde a Ingenieros y un 20% a Arquitectos. 3. PROGRAMA DE ESTUDIOS El Diploma se estructura en base a la realización de 9 módulos, con un total de 102 horas de docencia presencial, las cuales se distribuyen en un 80% en clases teóricas y 20% en clases prácticas, estas últimas destinadas al análisis de casos y resolución de problemas. Se consideran además, 9 hrs extra para evaluaciones. Tabla 1: Tabla de Contenidos del Diploma de Postítulo Curso Sesiones Horas Conceptos Generales de Sustentabilidad 2 6 Bioclimática Aplicada 4 12 Diseño de Envolvente de Alta Eficiencia 4 12 Iluminación Eficiente 4 12 Climatización Eficiente 4 12 Energías Renovables 4 12 Diseño Mediante Software 4 12 Facility Management 4 12 Evaluación Técnica Económica 4 12 Evaluaciones 3 9 Total Evaluaciones La evaluación final del curso se realizará en base a la presentación de un Proyecto Final, el cual tendrá el carácter de integrar las distintas temáticas abarcadas durante el desarrollo del curso. 4

5 Se realizarán presentaciones parciales de los Proyectos, divididas en dos sesiones de 3 horas cada una. Además se contempla una sesión al término del diplomado, destinada a la presentación final de los Proyectos, de 3 horas de duración Calendario y Horario El Diploma de Postítulo se desarrollará en 37 sesiones vespertinas de 3 horas, impartidas en días lunes y miércoles de 18:00 a 21:00 horas. Se realizarán charlas magistrales por parte de expertos internacionales, colaboradores de IDIEM, a realizarse fuera del horario de clases presenciales. Asimismo, el participante deberá considerar, además de las horas semanales de clases, una dedicación similar a trabajo personal y de grupo. 4. REQUISITOS DE INGRESO Los participantes deberán ser poseedores de un título de Ingeniero, Arquitecto u otra profesión asociada al área, con un mínimo de cuatro años de duración. Cada postulación será resuelta por el Comité del Diploma, que estará compuesto por el Director y por los Responsables Docentes del mismo. 5

6 5. PROGRAMA DE ESTUDIO Módulo 1. Conceptos Generales de Sustentabilidad Proporcionar al estudiante una visión general de la eficiencia energética y sustentabilidad en Chile, conocer los avances a nivel nacional, tanto público como privado, para lograr reducciones del consumo energético en el sector edificación y entregar datos cuantitativos que permitan comprender la relevancia de diseñar y construir edificaciones energéticamente eficientes. Panorama nacional, matriz energética, consumos sectoriales y proyección futura Eficiencia energética en la edificación, iniciativas país, pública y privada Edificación pública, tendencias actuales en construcción pública sustentable Sistemas de certificación ambiental y energética de edificios, características y posibilidades del mercado nacional Número de sesiones: 2 Horas de docencia de cátedra: 6 hrs Al término del módulo, el alumno habrá adquirido conocimientos generales respecto a la sustentabilidad en el entorno nacional, lo que le permitirá contextualizar el resto de los tópicos a tratarse en el Programa. Conocerá además órdenes de magnitud en relación a consumos energéticos, tanto nacionales como internacionales y tendrá una visión general de las metodologías de certificación energética de edificios. Comisión Nacional de Energía, Contexto y Enseñanzas Internacionales para el diseño de una Estrategia Energética a Largo Plazo para Chile, Santiago agosto Elizalde, A. González, M. Chile: Autosuficiencia o autismo energético? La tensión entre integración regional y sustentabilidad. Polis, Castillo G, Maldonado P., Propuesta de una política Energética Sustentable para Chile. En el libro Las Fuentes Renovables de Energía y el Uso Eficiente, opciones de política energética sustentable, editado por el Programa Chile Sustentable, ISBN , 2002, pp Rey, E. Velasco, M. Eficiencia Energética en Edificios. Certificación y auditorías energéticas

7 Módulo 2. Diseño de Envolvente de Alta Eficiencia Proporcionar al estudiante las herramientas teóricas y prácticas necesarias para el diseño de la envolvente de edificaciones energéticamente eficientes. Conocer la reglamentación vigente y las soluciones constructivas actualmente disponibles en el mercado. Conceptos básicos de transferencia de calor Propiedades térmicas de los materiales Normativa nacional e internacional Características de materiales de construcción y soluciones constructivas Cálculos de propiedades térmicas de soluciones constructivas Diseño de envolvente enfocado a la reducción de consumos Diseño de envolvente enfocado al confort térmico Patologías asociadas al diseño de envolvente Horas de docencia de cátedra: 9 hrs Horas de docencia auxiliar: Al término del módulo el alumno manejará conceptos de transferencia de calor, aplicables al diseño de envolventes eficientes, tales como conductividad térmica de materiales y resistencia térmica de soluciones constructivas. Será capaz de evaluar la calidad y diseñar la envolvente de una edificación, teniendo en cuenta las pérdidas térmicas a través de ella y su efecto sobre la eficiencia energética del edificio. Conocerá cómo las características térmicas de la envolvente afectan el confort de los ocupantes y las patologías asociadas a un mal diseño. INN, NCh1079.Of1977, Arquitectura y construcción- Zonificación climático habitacional para Chile y recomendaciones para el diseño arquitectónico INN, NCh1960.Of1989, Aislación térmica- Cálculo de coeficientes volumétricos globales de pérdidas térmicas INN, NCh853.Of2007, Acondicionamiento térmico- Envolvente térmica de Edificios- Cálculo de resistencias y transmitancias térmicas MINVU, Manual de Aplicación de Reglamentación térmica, Santiago noviembre de 2006 Rodríguez, G. Burgos, D Aislación Térmica Exterior, manual de diseño para soluciones en edificaciones. Desarrollado por Corporación de Desarrollo Tecnológico de la Cámara Chilena de la Construcción,

8 Módulo 3. Gestión de Edificios Eficientes Este módulo busca entregar a los alumnos los conceptos básicos de Gestión de Edificios Eficientes (Facility Management y Operaciones) en lo que respecta a eficiencia energética. Se busca que los participantes sean capaces de comprender el impacto que la operación, el consumo y el monitoreo de los servicios de un edificio o campus tiene en la eficiencia energética del mismo. Conceptos básicos sobre Facility Managment / Operaciones Monitoreo de servicios Auditorías energéticas Diseño y análisis de intervenciones Comisionamiento Horas de docencia de cátedra: 12 hrs Al finalizar el módulo, el alumno será capaz de entender las distintas alternativas de monitoreo de los consumos energéticos, identificar oportunidades de mejoramiento del desempeño energético, especificar e interpretar auditorías enérgeticas (en caso de ser necesario), y diseñar y evaluar alternativas de intervención tendientes a reducir el consumo energético. Adicionalmente, se espera que el alumno sea capaz de entender la importancia de verificar el correcto desempeño de los sistemas de acuerdo a cómo fueron proyectados siguiendo un protocolo de comisionamiento. Cotts, D. Roper, K. Payant, P. The Facility Management Handbook Grondzik, W. Principles of Building Commissioning Yudelson, J. Green Building Through Integrated Design Turner, W. Doty, S. Energy Management Handbook Intelligenc Building Intelligence Group. Intelligent Building Dictionary: Terminology for Smart, Integrated, Green Building Design, Construction, and Management Rey, F. Velasco, E. Eficiencia Energetica en Edificios. Certificación y Auditorias Energéticas Binggeli, C. Building Systems for Interior Designers Ente Regional de la Energía de Castilla y Leó. Manual de Auditorías Energéticas en Edificios

9 Módulo 4. Iluminación Eficiente Proporcionar al estudiante los conceptos básicos de iluminación natural y artificial, conocer las estrategias de diseño orientadas a la reducción de consumos energéticos y las herramientas de modelación más utilizadas. Conceptos básicos de Iluminación natural: luz día y energía Conceptos básicos de Iluminación artificial: características Confort visual Estrategias de eficiencia asociados a la iluminación, luminotecnia, equipos y controles Tecnologías y factores que influyen en la eficiencia. Herramientas de modelación Horas de docencia de cátedra: 12 hrs Al término del módulo el alumno manejará conceptos de iluminación natural y artificial, unidades de medida, tecnologías y factores que influyen en el desempeño de un proyecto de iluminación. El alumno será capaz de aplicar métodos de medición e interpretación de resultados, con el fin de lograr diseños de iluminación y controles eficientes. Simpson, R. Control de la Iluminación Tecnología y Aplicaciones Villazón, R. Eficiencia lumínica en Arquitectura San Martín, R. Manual de luminotecnia

10 Módulo 5. Bioclimática Aplicada Este curso pretende entregar a los alumnos los conceptos básicos de diseño bioclimático que le permitan comprender el impacto que la forma y la orientación, entre otros factores, tienen en la eficiencia energética. Introducción al diseño bioclimático: estrategias de confort Conceptos de clima: factores y elementos Desarrollo de estudio bioclimático base Sistemas solares pasivos, muro trombe, efecto invernadero, entre otros Ventilación natural y Control solar Métodos de evaluación 2 hrs 2 hrs 2 hrs 2 hrs 2 hrs 2 hrs Horas de docencia de cátedra: 12 hrs Al final del modulo el alumno manejará los conceptos en relación a la arquitectura bioclimática, manejará los distintos conceptos en relación a las condiciones ambientales que afectan a la arquitectura, podrá evaluar los sistemas y estrategias utilizados y así alcanzar la eficiencia en sus edificaciones. Al mismo tiempo interpretar los resultados que arrojan los métodos de evaluación y proporcionar la mejor solución a los diferentes casos Neila, F. J. Bedoya, C. Acha, C. Olivieri, F. M. Barbero. Las cubiertas Ecológicas de Tercera Generación: Un Nuevo Material Constructivo. Informes de la Construcción, Vol 60, No Sarmiento, P. Energía solar en arquitectura y construcción Schittich, C. Arquitectura Solar: Estrategias, Visiones, Conceptos Gonzalez, N. Javier, F. Arquitectura Bioclimática En Un Entorno Sostenible Neila, F.Nella, J. Arquitectura Bioclimática, Volumen 4 de Arquitectura y Tecnología Zapata, J. Universidad Politécnica de Cartagena. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Civil. Arquitectura bioclimática: Sistemas Pasivos en la Arquitectura Contemporánea Plana, M. Rosell. P. Rosell. Tecnología Solar Becker, I. Estudios de Arquitectura Bioclimática 2002 Prada, J. Úrculo, R. Bioclimática, Confort y Ahorro Energético: Reflexiones de Proyecto

11 Módulo 6. Climatización Eficiente El objetivo del curso es dar a conocer las estrategias generales de diseño de un sistema de climatización, y conocer los parámetros relevantes detrás de un diseño eficiente. Se busca dar a conocer al alumno las características de los distintos sistemas de clima y como la elección de estos tiene gran incidencia en el consumo energético y en el confort de los ocupantes. Unidades y conceptos básicos de climatización Parámetros de sitio, ubicación geográfica, clima, orientación Usos y zonificación del edificio Cargas internas, personas, iluminación, equipos Equipos y sistemas Estudio de caso 1,sistemas de climatización convencional en oficinas Estudio de caso 2, sistemas de alta eficiencia Análisis de consumos Horas de docencia de cátedra: 12 hrs Una vez realizado el módulo, el alumno manejará los conceptos básicos detrás del diseño de un sistema de clima, será capaz de detectar errores en el diseño, desde el punto de vista del confort interior y el consumo, y conocerá las potencialidades de las múltiples alternativas de eficiencia energética asociadas a instalaciones de clima. Orozco, C. Ahorro de Energía y Eficiencia Energética en Sistemas de Aire Acondicionado y Refrigeración CEBRIÁN, F. Sistemas de Climatización para viviendas, residencias y locales comerciales. DTIE ATECYR

12 Módulo 7. Energías Renovables El objetivo del curso en entregar a los alumnos conocimientos teóricos y prácticos relativos a los sistemas de acondicionamiento térmico y producción de energía para uso no industrial, en base a energías renovables. Análisis de las condiciones actuales y futuras de las energías renovables en Chile, contexto general Normativa actual y posibilidades de desarrollo Sistemas solares de calentamiento de agua Sistemas solares fotovoltaicos Sistemas de calentamiento por biomasa Horas de docencia de cátedra: 12 hrs Una vez terminado el módulo el alumno comprenderá en contexto actual en el que se produce el desarrollo de las energías renovables no convencionales en Chile. Conocerá las tecnologías actualmente disponibles en el mercado nacional para el calentamiento de agua y producción de electricidad, y los beneficios energéticos asociados a cada uno de ellos. Román, R. Larraín,S Aedo, M. Proyecto de Ley para la promoción de la Energías Renovables en Chile. Programa Chile Sustentable/Fundación Heinrich Böll. Enero ISBN: Programa de Estudios e Investigaciones en Energía del Instituto de Asuntos Públicos de la Universidad de Chile AportePotencial de Energías Renovables No Convencionales y Eficiencia Energética a la Matriz Eléctrica, Junio 2008 Corporación de Desarrollo Tecnológico, de la Cámara Chilena de la Construcción Sistemas Solares Térmicos Manual de diseño para el calentamiento de agua. Número de Propiedad Intelectual: I.S.B.N: Octubre FOCER. Biomasa, Manuakl Sobre Energías Renovables

13 Módulo 8. Diseño Mediante Software El objetivo de este curso es dar a conocer las herramientas computacionales actualmente disponibles para modelar y simular el comportamiento energético y confort térmico de edificios. Se estudiarán dos programas de simulación, analizando sus ventajas y desventajas. Introducción a la simulación computacional CCTE Parte 1 CCTE Parte 2 DesignBuilder Parte 1 DesignBuilder Parte 2 Horas de clases prácticas: 12 hrs El alumno será capaz de establecer que herramienta de simulación computacional se debe utilizar según el tipo de análisis requerido. Conocerá las ventajas y desventajas de los sistemas de simulación más usados hoy en día. Contrasting the capabilities of BEPS programs, U.S Department of Energy, Ninth International IBPSA Conference, Montréal, Agosto 2005 The advantages of building simulation for building design engineers, Dublin Institute of Technology, Ireland Architect friendly : A comparison of then different building performance simulation tools, Eleven International IBSA Conference, Glasgow, Julio 2009 CCTE v2.0 Manual de Usuario, Gobierno de Chile, MINVU CCTE v2.0 Fundamentos técnicos, Gobierno de Chile, MINVU DesignBuilder 2.1 User Manual, DesignBuilder Developers, UK EnergyPlus Engineering Reference, U.S Department of Energy, Octubre

14 Módulo 9. Evaluación Técnica Económica El objetivo de este curso es entregar a los alumnos las herramientas necesarias para la evaluación de proyectos de eficiencia energética; está enfocado en realizar un análisis técnico y de costos, de inversión y operación, de las múltiples alternativas de sistemas de iluminación, clima, envolvente, controles, energías renovables, entre otros, aplicables a cualquier edificación. Conceptos generales de Evaluación Económica Cálculo de Indicadores Análisis Tarifario Instrumentos de financiamiento asociados EE Análisis técnico económico Trabajo de Casos, comparación Inversión v/s eficiencia Horas de docencia de cátedra: 12 hrs Una vez realizado el módulo el alumno será capaz de calcular indicadores económicos relativos a un proyecto, VAN, TIR, tiempo de retorno de la inversión, entre otros. Será capaz de tomar decisiones, en cuanto a estrategias de eficiencia, basado en el análisis de la mayor conveniencia técnica y económica. Conocerá aspectos importantes del mercado de las energías en chile, que afectan los costos operacionales, de tal manera de incluir correctamente estos aspectos en el análisis inicial. Baca, G. Evaluación de Proyectos Hernández, A. Formulación y Evaluación de Proyectos de Inversión Sapag, J. Evaluación de Proyectos: Guía de Ejercicios Problemas y Soluciones 2004 Mankiw, N. Principios de Microeconomía, McGrew-Hill Interamericana de España