01 guía de eficiencia energética para establecimientos educacionales
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La Guía de Eficiencia Energética para Establecimientos
Educacionales (GEEEduc) de la Agencia Chilena de Eficiencia
Energética (AChEE) se desarrolló en el marco del “Programa
de apoyo a la gestión de proyectos de edificación pública de
alta Eficiencia Energética” de los años 2011 y 2012 del área
Edificación de la AChEE.
Empresa consultora: Centro de Investigación en Tecnologías de
la Construcción - Universidad del Bío Bío (CITEC UBB).
Primera edición
Noviembre 2012
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Estimados amigos y amigas,
Cerrar un ciclo si bien
significa cerrar una
etapa, también se
traduce en el comienzo
de otro período, con
horizontes, perspectivas
y visión de futuro. Este
es el espíritu y el sello
que tiene la “Guía de
Eficiencia Energética
en Establecimientos
Educacionales” que hoy les presenta la Agencia Chilena deEficiencia Energética (AChEE), documento que viene a coronar
el trabajo realizado durante 2011 y 2012 por el equipo del área
de Edificación de la Agencia.
Esta guía de diseño, especialmente elaborada para diseñadores
de edificación educacional, entrega información técnica inédita
y de gran valor para arquitectos, constructores e ingenieros.
Creemos que el trabajo robusto de este material la constituye
como una guía de consulta obligada, que entrega información
técnica indispensable en el desarrollo de las aulas educativascon alto desempeño energético y estándares superiores de
confortabilidad a lo largo de Chile, a través del acondicionamiento
térmico de la envolvente y la incorporación de tecnologías
disponibles y costo-eficientes, que a su vez aumentan estándares
de confortabilidad y desempeño energético.
Es importante agregar además que, esta guía transmite también
la experiencia adquirida en las asesorías de diseño de eficiencia
energética para los nuevos establecimientos educacionales de
la Región Metropolitana para las comunas de San Bernardo, de
Santiago con el Liceo Artístico y el INSUCO 2 y también para la
Región de la Araucanía, en la comuna de Nueva Imperial, y en el
Liceo Curacautín. Asimismo, esta propuesta viene a conformarse
en documento de consulta para las comunidades educativas que
han desarrollado el programa educativo de eficiencia energética
que venimos desarrollando desde el 2011, de tal forma que ellas
implementen progresiva y sostenidamente medidas de mejora
en la gestión de la energía en sus dependencias.
La “Guía de Eficiencia Energética en Establecimientos
Educacionales” concentra información valiosa de estos tiempos
y de los estándares que debe tener la edificación de hoy y del
futuro, ya que aborda en detalle la importancia del confort enel proceso de aprendizaje escolar y revisa de manera profunda
aspectos de confortabilidad, no solamente térmica y lumínica,
directamente relacionadas al desempeño energético, sino
también aspectos como la calidad del aire interior y el diseño
acústico.
Tenemos la certeza que al entregar a la comunidad y al país esta
guía, estamos marcando un hito que hará una diferencia en el
antes y después de la eficiencia energética en la edificación,
contribuyendo además a construir una cultura de eficiencia
energética en los profesionales vinculados.
William M. Phillips A.
Director Ejecutivo
Agencia Chilena de Eficiencia Energética
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INDICE
Mapa conceptual 11
Capítulo 1Eficiencia energética en establecimientos educacionales 13
1.1 Energía y medioambiente ................................... ................................... ................................... ................................... .............. 15
1.2 Sector energético en Chile .................................. ................................... ................................... .................................. ............... 18
1.3 Sector educacional ................................ ................................... .................................. ................................... ................................ 20
1.3.1 Programas e iniciativas nacionales ................................ ................................... ................................... .................... 21
1.3.2 Programas e iniciativas regionales ............. ................................... .................................. ................................... ... 24
1.4 Importancia del confort ambiental en el aprendizaje ................................. ................................... ................................ 25
1.5 Estándares de confort ambiental y guías de diseño. ............................... .................................. ................................... ... 26
1.6 Guías de diseño ................................ ................................... ................................... .................................. ................................... ... 34
Capítulo 2Estrategias de diseño pasivo de establecimientos educacionales 37
2.1. Estrategias de calentamiento y enfriamiento pasivo .............................. .................................. ................................... ... 40
2.1.1 Importancia del confort térmico en el aprendizaje .............................. ................................... .......................... 40
2.1.2 Parámetros de confort térmico ................................. ................................... ................................... .......................... 40
2.1.3 Protección térmica de la envolvente .................... ................................... ................................... .......................... 42
2.1.4 Captación de energía solar pasiva .............. ................................... .................................. ................................... ... 46
2.1.5 Masa térmica ................................... .................................. ................................... ................................... .......................... 49
2.1.6 Intercambiadores de calor geotérmicos .................................. ................................... .................................. ......... 50
2.1.7 Sistemas de recuperación de calor ................................ ................................... ................................... .................... 52
2. 2. Estrategias de ventilación natural ................................ .................................. ................................... ................................... ... 53
2.2.1 Importancia de la calidad del aire en el aprendizaje......................................................... ................................ 53
2.2.2 Contaminantes y fuentes .................................. ................................... ................................... ................................... .. 54
2.2.3 Estándares y desempeños de la ventilación en aulas ................................ ................................... .................... 59
2.2.4 Principios de la ventilación natural ................................ ................................... ................................... .................... 61
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2.2.5 Tipos de ventilación ................................ ................................... ................................... ................................... .............. 64
2.2.6 Estrategias de diseño para la ventilación natural .................................. ................................... .......................... 66
2.2.7 Dimensionamiento de la ventilación natural............................... .................................. ................................... ... 72
2.2.8 Componentes y dispositivos de la ventilación ................................. ................................... ................................ 73
2.2.9 Control de la ventilación ................................... .................................. ................................... ................................... ... 76
2.2.10 Proceso de diseño .............................. ................................... ................................... ................................... .................... 76
2.3. Estrategias de iluminación .................................. ................................... .................................. ................................... ............... 78
2.3.1 Importancia de la luz natural ................................. .................................. ................................... ................................ 78
2.3.2 Recomendaciones para el confort visual ................................. ................................... .................................. ......... 79
2.3.3 Estrategias de diseño de iluminación natural .............................. .................................. ................................... ... 84
2.3.4 Dispositivos de iluminación aplicables al diseño de un aula.............................. .................................. ......... 86
2.3.5 Protecciones solares................................ ................................... ................................... ................................... .............. 98
2.3.6 Sistemas de iluminación artificial ................................... ................................... ................................... .................... 99
2.4. Estrategias de diseño acústico ................................ ................................... .................................. ................................... .......101
2.4.1 Importancia del confort acústico en el aprendizaje ................................... ................................... ..................101
2.4.2 Ruido de fondo y razón señal/ruido (S/R) ............................... ................................... .................................. .......102
2.4.3 Tiempo de reverberación. ................................. .................................. ................................... ................................... .103
2.4.4 Estrategias de diseño referentes al aislamiento y acondicionamiento acústico ................................ .104
2.5. Integración de diseño pasivo en aulas escolares: Ejemplos internacionales .............................. ........................ 110
2.5.1 Escuela “Kiowa County”, Greensburg, Kansas, Estados Unidos ............................... .................................. .110
2.5.2 Escuela Sidwell Friends, Washington, DC, Estados Unidos ................................. ................................... ......114
Capítulo 3Diseño pasivo de aula tipo por zona climática 123
3.1 Zonificacion climática de Chile ............................... ................................... .................................. ................................... .......124
3.2 Metodología de simulación de aula tipo ................................... ................................... ................................... ..................126
3.2.1 Simulación térmica dinámica ................................ .................................. ................................... .............................. 126
3.2.2 Características del aula tipo ................................... .................................. ................................... .............................. 128
3.2.3 Resultados generales .............................. ................................... ................................... ................................... ............128
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3.2.4 Gráficos .................................. ................................... .................................. ................................... ................................... .130
3.3 Zona norte litoral – Iquique ................................ ................................... .................................. ................................... .............132
3.3.1 Características climáticas de la zona norte litoral.............................................................................................132
3.3.2 El clima de Iquique .................................. ................................... ................................... .................................. .............132
3.3.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .135
3.3.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .138
3.4 Zona andina – Colchane ................................ ................................... ................................... ................................... ..................140
3.4.1 Características climáticas de la zona andina ................................ .................................. ................................... .140
3.4.2 El clima de Colchane ............................... ................................... ................................... .................................. .............140
3.4.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .143
3.4.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .146
3.5 Zona norte desértico – Calama ............................... ................................... .................................. ................................... .......148
3.5.1 Características climáticas de la zona norte desértico ................................ ................................... ..................148
3.5.2 El clima de Calama ................................... ................................... ................................... ................................... ............148
3.5.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .151
3.5.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .154
3.6 Zona norte valles transversales – Copiapó ................................ ................................... ................................... ..................156
3.6.1 Características climáticas de la zona norte valles transversales ................................... .............................. 156
3.6.2 El clima de Copiapó ................................. ................................... ................................... .................................. .............156
3.6.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .159
3.6.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .1623.7 Zona centro litoral – Valparaíso .............................. ................................... .................................. .................................... ......164
3.7.1 Características climáticas de la zona centro litoral ............................... ................................... ........................ 164
3.7.2 El clima de Valparaíso ................................... ................................... .................................. ................................... .......164
3.7.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .167
3.7.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .170
3.8 Zona centro interior – Santiago .............................. ................................... .................................. ................................... .......172
3.8.1 Características climáticas de la zona centro interior .................................. ................................... ..................172
3.8.2 El clima de Santiago ................................ ................................... ................................... ................................... ............172
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3.8.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .175
3.8.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .178
3.9 Zona sur litoral (a) – Concepción ................................. .................................. ................................... ................................... .180
3.9.1 Características climáticas de la zona sur litoral ................................ ................................... .............................. 180
3.9.2 El clima de Concepción ................................ ................................... .................................. .................................... ......180
3.9.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .183
3.9.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .186
3.10 Zona sur interior – Temuco ................................ ................................... ................................... ................................... ............188
3.10.1 Características climáticas de la zona sur interior ................................... ................................... ........................ 188
3.10.2 El clima de Temuco .................................. ................................... ................................... ................................... ............188
3.10.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .191
3.10.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .194
3.11 Zona sur litoral (b) – Puerto Montt .................................. ................................... ................................... .............................. 196
3.11.1 Características climáticas de la zona sur litoral ............................................................. ................................... .196
3.11.2 El clima de Puerto Montt ................................... .................................. ................................... ................................... .196
3.11.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .199
3.11.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .202
3.12 Zona sur extremo – Punta Arenas ............................. ................................... ................................... ................................... .204
3.12.1 Características climáticas de la zona sur xtremo .................................. ................................... ........................ 204
3.12.2 El clima de Punta Arenas ................................... .................................. ................................... ................................... .204
3.12.3 Efecto de los parámetros de diseño en el desempeño energético del aula tipo ............................... .2073.12.4 Diseño del aula tipo............................................. ................................... .................................. ................................... .210
Capítulo 4Diseños pasivos del aula integral 213
4.1 Metodología de análisis y simulación .................................. ................................... ................................... ........................ 216
4.1.1 Metodología de análisis térmico ............................... ................................... ................................... ........................ 217
4.1.2 Metodología de análisis lumínico ................................... ................................... ................................... ..................220
4.1.3 Metodología de análisis acústico .............................. ................................... ................................... ........................ 225
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4.2.1 Aula integral n.°1a macrozona norte (zonas norte litoral, norte desértico, norte vallestransversales) ..................................................................................................................................................................229
4.2 Aulas integrales: propuestas y resultados de análisis térmico y lumínico .............................. .............................. 229
4.2.2 Aula integral n.°1b macrozona centro (zonas centro interior y centro litoral) .................................. .2374.2.3 Aula integral n.°1c macrozona sur (zonas sur litoral, sur interior, sur extremo y andina) ...............243
4.2.4 Aula integral n.º 2a macrozona norte (zonas norte litoral, norte desértico, norte vallestransversales) ..................................................................................................................................................................256
4.2.5 Aula integral n.º 2b macrozona centro (zonas centro interior y centro litoral) .............................. ......263
4.2.6 Aula integral n.°2c macrozona sur (zonas sur litoral, sur interior, sur extremo y andina) ...............269
4.3 Resultados análisis acústico ................................ ................................... .................................. ................................... ............281
4.3.1 Análisis acústico elementos constructivos de aislamiento ................................. ................................... ......281
4.3.2 Análisis de acondicionamiento acústico .................................. .................................. ................................... ......286
4.4 Comentarios generales .................................. ................................... ................................... ................................... .................288
4.4.1 Resultados macrozona norte ................................ ................................... ................................... ............................. 288
4.4.2 Resultados macrozona centro ................................... ................................... ................................... ....................... 289
4.4.3 Resultados macrozona sur ................................ .................................. ................................... ................................... 290
4.5 Alternativas de diseño de aulas integrales ................................ ................................... .................................. ..................291
Capítulo 5Casos de estudio 299
5.1 Instituto Superior de Comercio n.°2 Joaquín Vera Morales (INSUCO) ................................ ................................... .302
5.2 Liceo Artístico Experimental de Santiago .................................. ................................... ................................... ..................308
5.3 Liceo Comercial de San Bernardo ................................ .................................. ................................... ................................... .315
5.4 Liceo Politécnico de Curacautín ................................... .................................. ................................... ................................... .324
5.5 Liceo Industrial de Nueva Imperial .............................. .................................. ................................... ................................... .332
5.6 Comentarios generales sobre las asesorias AChEE 2011 .................................. ................................... ........................ 341
Bibliografía 345
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1 2 3 4 5
Introducción a la
eficiencia
energética
en el sector
establecimientos
educacionales.
Mediante
Revisión de antecedentes
sobre el sector energético.
Revisión de antecedentes sobre
programas e iniciativas.
Revisión de la importancia del
confort en el aprendizaje.
Para finalmente
Revisar estándares y guíasrelativas a la eficiencia
energética y al confort en aulaseducativas.
Estrategias de
diseño pasivo en
establecimientoseducacionales.
Soluciones de
diseño pasivo de
“aulas tipo”
por zonas
climáticas.
Soluciones de
diseño pasivo de
“aulas integrales”
por macrozonas
climaticas
Casos de
estudio de
asesorías pilotode eficiencia
energética y
diseño integradorealizados por laAChEE y el
MINEDUC
1 2
3
4
38
39
43
45
47
49
50
51
52
53
55
57
6474
75
76
77
78
73
65
66
67
68
69
70
71
72
5 8al
11 18al
16 27al
28 37al
Como las siguientes
Estrategias de calentamiento yenfriamiento pasivo.
Estrategias de calidad del aire yventilación natural.
Estrategias de iluminación.
Estrategias de diseño acústico.
Para finalmente
Presentar casos nacionales e
internacionales de integración dediseño pasivo en establecimientos
educacionales.
Mediante
Tablas de recomendaciones de
diseño para cada zonaclimática.
Norte litoral - Iquique
Zona andina - Colchane
Norte desértica - Calama
Norte valles tr. - Copiapó
Centro litoral- Valparaíso
Centro interior - Santiago
Sur litoral(a)- Concepción
Sur interior- Temuco
Sur litoral(b)- Puerto Montt
Sur extremo – Punta Arenas
Mediante
Resultados de desempeñoenergético y luminico aplicando
estrategias de acondicionamiento.
Modelo aula integral n.° 1
a) Macrozona norte.
b) Macrozona centro.
c) Macrozona sur.
Modelo aula integral n.° 2
a) Macrozona norte.
b) Macrozona centro.
c) Macrozona sur.
Resultados de desempeñoacústico de los modelos
propuestos
Para finalmente.
Realizar comentarios
generales.
Proponer diseños de “aulas
integrales” alternativas.
Mediante
Memoria explicativa de losproyectos de asesoría.
Instituto Superior de
Comercio n.°2.
Liceo ArtísticoExperimental de Santiago.
Liceo Comercial de
San Bernardo.
Liceo Politécnico deCuracautín.
Liceo Industrial de
Nueva Imperial.
Para finalmente
Realizar comentarios
generales.
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Capítulo 1Eficiencia Energéticaen Establecimientos
Educacionales
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1. 1 Energía y medioambiente.
1. 2 Sector energético en Chile.
1. 3 Sector educacional.
1. 4 Importancia del confort ambiental en el aprendizaje.
1. 5 Estándares de confort ambiental y guías de diseño.
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E f c i e n c i a E n e r g é c a e n E s t a b l e c i m i e n t o s
E d u c a c i o n a l e s
15
1.1 Energía y medioambiente
La energía juega un papel esencial en el desarrollo humano
y económico, así como en el bienestar de las sociedades. La
sociedad moderna depende de ésta, ya que prácticamente
todo lo que realizamos requiere de energía: las actividades
productivas, el transporte, la educación, el esparcimiento, etc.
La tendencia actual de las sociedades es utilizar cada vez
más energía para sostener su crecimiento y responder a las
necesidades de la población. Desde sus inicios, el ser humano
utilizó los recursos naturales para obtenerla, siendo los
combustibles fósiles (carbón y petróleo) y sus derivados los
productos primarios principales motores del comercio mundial.
Sin embargo, éstos son recursos limitados, lo que sumado a la
creciente demanda de energía requiere controlar directamente
de cerca la situación energética.
El efecto invernadero generado por las emisiones de CO2 está
provocando un aumento de la temperatura media de la tierra,
y con ello, cambios climáticos. La población mundial se ve hoy
enfrentada a fenómenos como el derretimiento de los hielos
polares, sequías, tormentas cada vez más intensas, inundaciones
y otros, que constituyen una crisis medioambiental global,
que amenaza los avances que se han conseguido durante
generaciones.
Figura 1.1: Proyección de emisiones de CO2 en el mundo [fuente: AIE 2007]
De acuerdo a la AIE1, de continuar las tendencias actuales, las
emisiones mundiales se incrementarán en un 30% al 2030
respecto de las emisiones actuales. (Figura 1.1).
1.- AIE: Agencia Internacional de Energía.
Por esta razón, el sector energético es mirado con atención,
puesto que estas emisiones se asocian principalmente a la
combustión de energías fósiles y quema de leña.
Producto de este escenario, la gran mayoría de países altamente
n
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E d u c a c i o n a l e s
16
industrializados han sido capaces durante los últimos treinta
años de integrar su desarrollo industrial, tecnológico y de
servicio, a actividades que se asocian con una disminución en
el consumo de energía, la conservación de la naturaleza y la
eficiencia energética.
De este modo, las diferentes políticas y medidas adoptadas,
Figura 1.2: Proyección del consumo final de energía y PIB de Países OCDE2 [Fuente: Balance Nacional Ministerio de Energía]
especialmente las relacionadas con la utilización de energías
renovables, se han visto reflejadas en un fenómeno conocido
como el “desacople” entre las curvas de incremento del
Productivo Interno Bruto (PIB) y el consumo de energía. Países
miembros de la OCDE, entre los se encuentran China e India,
han logrado desacoplar dichos parámetros introduciendo
estrategias de utilización de energías renovables (Figura 1.2).
2.- OCDE: Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico.
A su vez, países en vías de desarrollo como Chile, no han logrado
desacoplar el PIB del consumo de energía, lo que implica un gran
desafío (Figura 1.3). Por un lado, se deben incorporar nuevas
tecnologías que permitan usar eficientemente la energía, y por
otro, deben incorporarse nuevas fuentes energéticas renovables
no convencionales, como la energía solar, eólica, geotérmica,
etc., que menores impactos sobre el medio ambiente.
Í n d i c e d e c r e c i m i e n t o ( 1 9 7 3 = 1 0 0 ) P a í s e s O C D E
Paises OCDE
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E f c i e n c i a E n e r g é c a e n E s t a b l e c i m i e n t o s
E d u c a c i o n a l e s
17
Figura 1.3: Tendencia del PIB y del consumo de energía total en Chile. [Fuente: Balance Nacional Ministerio de Energía]
Los países han reconocido que el enfrentar los desafíos actuales
de crecimiento económico tiene un costo medioambiental,
por lo que es necesario conocer los mecanismos efectivos
de generación de energía que permitan asegurar equidad,
seguridad y sustentabilidad, sin afectar significativamente
la competitividad de las economías. Es por ello que se ha
privilegiado aplicar estrategias que permiten enfrentar variosaspectos de forma simultánea y efectiva.
Para reducir las emisiones del sector energético en un 50%
al 2050, con el fin de evitar efectos significativos sobre
el sistema climático mundial pronosticados por el panel
intergubernamental de cambio climático (IPCC), se requerirá ́un
conjunto de acciones de gran envergadura. Se deberá contar a
la vez con un incremento significativo de la participación de las
energías renovables (de todas las escalas) y programas activos
en materia de eficiencia energética (CNE 2008).
“El progreso humano no es automático ni
inevitable. El futuro ya está aquí y debemos
enfrentar la cruda urgencia del ahora. En este
acertijo constante que implica la vida y la
historia, la posibilidad de llegar tarde existe.
Podemos rogarle desesperadamente al tiempo
que detenga su paso, pero el tiempo es sordoa nuestras súplicas y seguirá su curso. Sobre
montañas de blancas osamentas y desperdicios
de múltiples civilizaciones se observan las
terribles palabras; demasiado tarde”.
Martín Luther King: Discurso sobre Justicia
Social.
Í n d i c e d e c r e c i m i e n t o ( 1 9 7 9 = 1 0 0 ) e n
C h i l e
Sobre el sector energético: Chile debe desacoplar elconsumo de energía delcrecimiento económico.
11Chile
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1.2 Sector energético en Chile
Figura 1.4: Consumo final de energía año 2010 [Elaborado en base a datos del Ministerio de Energía]
Chile cuenta con escasos recursos energéticos provenientes
de combustibles fósiles, dependiendo altamente de recursos
externos de petróleo y gas natural. En 1990, el 47% del
consumo bruto de energía era importado, cifra que en 2008
llegó el 72% según el Balance Nacional Energético informado
por la Comisión Nacional de Energía.
El consumo final de energía está determinado por la agrupación
de cuatro grandes sectores: transporte, industria-minería,
comercial-público-residencial y energético. El sector industrial-
minero es el de mayor demanda, con 39% del consumo final;
el sector transporte representa el 31%; el sector comercial-
público-residencial representa un 25%; y finalmente, el sector
energético representa el 5% del consumo energético final
(Ministerio de Energía, 2011). En la Figura 1.4 se observa el
consumo final de energía desglosado por cada sector específico
y tipo de combustible.
Actualmente, las fuentes energéticas propias provienen
principalmente de la Región de Magallanes, Bío-Bío y Valparaíso,
más algunas fuentes de energía renovable no convencionales.
La matriz energética nacional se conforma de la siguiente
manera:
Energía primaria3
La producción nacional de petróleo proviene de tierra firme y
de la costa de la Región de Magallanes, alcanzando un 35% del
consumo de energía del país. El gas natural, cuya producción
también se origina en la Región de Magallanes, representa un
3.- Se denomina energía primaria a los recursos naturales disponiblesen forma directa, como la energía hidráulica eólica, solar o indirecta,después de atravesar por un proceso minero, como por ejemplo el petróleo, gas natural, carbón mineral, etc., para su uso energético sinnecesidad de someterlos a un proceso de transformación. (www.cne.cl)
T e r a C a l o r i a s e n
C h i l e
Sobre el sector energético:
El sector comercial, público yresidencial representa
el 25% del consumo deenergía del país.
2
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22%, mientas que otras fuentes, como la hidroelectricidad y la
leña representan un 19 y un 14% respectivamente.
Actualmente, otras fuentes energéticas están comenzando a
ser explotadas, tal como el biogás, que sólo se extrae de los
vertederos de la Región Metropolitana, donde se explota en
pequeños volúmenes. En la Región de Tarapacá y Atacama se
utiliza la energía solar, mientras que la energía eólica está siendo
explotada en las zonas costeras del país, en las provincias de
Coquimbo y Arauco.
Energía secundaria4
Chile cuenta con 3 refinerías que procesan del petróleo
combustibles líquidos: Valparaíso (refinería Concón), Bío-Bío
(refinería Petrox) y Magallanes (refinería de ENAP). Por otro
lado, las centrales hidroeléctricas generan aproximadamente el
70% de la energía total del país, con 21 centrales hidroeléctricas,
ubicadas entre la Región de Tarapacá y la Región de Los Lagos.
Además, 33 centrales termoeléctricas, en base a carbón, gas
natural y diésel, generan energía desde Tarapacá a Magallanes,
con una capacidad térmica instalada de aproximadamente
6.800 MW.
Energías renovables no convencionales
En Chile, la generación eléctrica a partir de fuentes renovables
no convencionales (hidráulicas pequeñas, biomasa y energía
eólica) representan sólo el 2,4% de la capacidad instalada de la
generación eléctrica total del país, es decir, 294MW de un total
de 2.326 MW.
4. La energía secundaria es la que se obtiene del proceso detransformación y es utilizada por el usuario final. (www.cne.cl) [Fuente: proyecto MINEDUC/UNESCO]
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1.3 Sector Educacional
Desde la crisis del petróleo del año 1973 hasta los actuales
problemas asociados al calentamiento global, se han
desarrollado una serie de estrategias, tecnologías y herramientas
en la arquitectura educacional, con el objetivo de reducir los
consumos energéticos en los edificios del sector.
La eficiencia energética aplicada al diseño arquitectónico tiene
por fin reducir el consumo energético y obtener un nivel de
confort ambiental adecuado, privilegiando la incorporación de
estrategias pasivas que reduzcan la demanda de energía, para
posteriormente sumar estrategias activas de bajo consumo
de energía que permitan el uso confortable del espacio
arquitectónico, durante todo el año.
A nivel internacional, países como Inglaterra, Estados Unidos y
Francia han liderado la regularización y desarrollo de sistemas deinstalaciones de alta eficiencia para acondicionamiento térmico,
iluminación y ventilación mediante el uso de energías renovables,
activas y pasivas en el sector educacional. Esto ha ido de la mano
de sólidas normativas y políticas de subsidios estatales destinados
no sólo al diseño de los establecimientos educacionales, sino
también a su implementación y posterior mantenimiento.
Figura 1.5: Colegio Sidwell Friends, Estados Unidos [Fuente: Kieran Timberlake Architects]
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Por su parte, en Chile, el desarrollo de las estrategias para
conseguir un buen desempeño de eficiencia energética
y mejores estándares de confort ambiental en edificios
educacionales es aún incipiente. En efecto, no existe aún una
normativa específica que regule dichos establecimientos.
1.3.1 Programas e iniciativas nacionales
Pese a que actualmente Chile no cuenta con una normativa que
defina estándares y exigencias de eficiencia energética y confort
ambiental para establecimientos educacionales, desde hace
una década se han estado dando pasos importantes a nivel de
programas e iniciativas, con el fin de fortalecer el desarrollo de
mejores prácticas en el sector educación.
Es así como el Ministerio de Educación (MINEDUC), a través
de su Departamento de Infraestructura Escolar, ha establecido
la incorporación de criterios de eficiencia energética y
sustentabilidad como un factor importante en sus distintos
planes y proyectos. Como criterio general, se ha buscado
optimizar las estrategias pasivas para lograr adecuadas
condiciones de confort térmico, acústico, lumínico y de
calidad del aire, y bajos costos de operación y mantención. A
continuación se describen algunas de los avances en esta
materia.
a. Plan establecimientos del sistema de administración
delegada: Gracias al convenio firmado entre el MINEDUC y
el Ministerio de Energía, se contó con el apoyo de la Agencia
Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) para la contratación
de asesorías en eficiencia energética en los cinco primeros
proyectos piloto de establecimientos educacionales, cuyos
anteproyectos y diseños fueron ejecutados durante 2011 (ver
Capítulo 5). Los proyectos mencionados son los siguientes:
• Liceo Experimental Artístico de Santiago.
• Liceo Comercial de San Bernardo.
• Instituto Superior de Comercio n.°2 Joaquín Vera
Morales de Santiago.
• Liceo Politécnico de Curacautín, de la Región de la
Araucanía.• Liceo Industrial de Nueva Imperial, de la Región de
la Araucanía.
b. Elaboración de guías y recomendaciones de diseño :
Más allá de la incorporación de estos lineamientos en los
planes de financiamiento del MINEDUC, se ha planteado
la necesidad de promover estas prácticas de manera más
amplia en todo el sector de la infraestructura escolar. Para
ello, se ha dispuesto la elaboración de una “Guía de Diseño
para la Eficiencia Energética en la Infraestructura Escolar”.
Su primera parte, referida específicamente a las aulas,corresponde al presente documento.
c. Proyecto INNOVA-CORFO “Evaluación de estrategias de
diseño constructivo y de estándares de calidad ambiental
y uso eficiente de energía en edificaciones públicas,
mediante monitorización de edificios construidos”,
que consistió en la monitorización de edificios públicos
construidos, dentro de los que figuran establecimientos
educacionales, y del desarrollo de un método de evaluación
y certificación energético-ambiental de edificios públicos.
Los desarrolladores del proyecto fueron el IC, Decon UC,
IDIEM, DICTUC y CITEC UBB, bajo mandato de la Dirección deArquitectura del Ministerio de Obras Públicas.
d. Proyecto BID “Aprendizaje en las Escuelas del Siglo XXI”:
Considera la participación de 12 países de América Latina y el
Caribe, y tiene por fin la realización de estudios y proyectos
pilotos que analicen la relación entre la infraestructura
escolar y los aprendizajes, con un énfasis en las denominadas
“escuelas verdes” y en los impactos de las condiciones de
confort interior.
Dentro de otros planes actualmente en curso, destaca la única
Iniciativas y programas
de apoyo:El MINEDUC y la AChEE handesarrollado numerosas
energética en lainfraestructura escolar.
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iniciativa a nivel nacional con el objetivo de certificar buenas
prácticas en los establecimientos educacionales existentes,
tomando en cuenta entre otros aspectos, sus estrategias
de eficiencia energética. Se trata del Sistema Nacional de
Certificación Ambiental de Establecimientos Educacionales(SNCAE), que se crea bajo la Ley Nº 19.300, en 2003, elaborado
por la Asociación Chilena de Municipalidades (ACHAM), la
Comisión Nacional del Medio Ambiente (CONAMA), la
Corporación Nacional Forestal (CONAF), la Dirección General de
Aguas (DGA-MOP) y el Consejo de Desarrollo Sustentable. Éste
tiene como objetivo incorporar estándares de sustentabilidad
ambiental en los tres ámbitos de la acción educativa: las
área curricular-pedagógico, de gestión, y de relaciones con
el entorno. El sistema pretende desarrollar líneas de acción
complementarias para fortalecer la educación para el desarrollo
sustentable promovida por el PNUD y la UNESCO, a través de
un sistema integrado de trabajo en conjunto con variadas
instituciones que deben centrarse en realizar un diagnóstico
participativo y/o un plan de acción con metas, objetivos y
plazos para un tiempo de dos años iniciales. Las comunidades
educativas transitan por 3 niveles de certificación según
sus logros, verificados en auditorías integrales: certificación
básica, media y de excelencia. Como apoyo a dicho programa,el Departamento de Educación Ambiental y Participación
ciudadana de la CONAMA publica 2006 el “Manual para
la Gestión Ambiental de Establecimientos Educacionales,
Residuos, Energía y Agua”, dentro del ámbito de gestión,
donde el comité ambiental de cada establecimiento certificado,
o en proceso de certificación, debe asumir la responsabilidad de
usar y racionalizar eficientemente sus recursos, manteniendo
políticas y prácticas que lo permitan. Esto significa que debe
abordar el uso eficiente de energía y recursos, gestión de
impactos ambientales, gestión de residuos sólidos, producción
vegetal sustentable, hermoseamiento del recinto y prácticas de
vida saludable.
Figura 1.6: Escuela Rural Buill, Chaitén. [Fuente: Proyecto MINEDUC/UNESCO]
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Con 2008, el Programa País Eficiencia Energética (PPEE)
desarrolló auditorías, tanto a establecimientos educacionales
del SNCAE, como a otros establecimientos de las Regiones
del Bío-Bío y la Araucanía. En dichas auditorías realizadas
por la Universidad Católica de Temuco (UCT) se calculó el
poder aislante de los elementos de la envolvente y fueron
comparados con estándares nacionales e internacionales que
aplican a otros tipos de edificios. En este sentido, se determinó
que los estándares de aislación térmica de los elementos que
conforman los muros de la envolvente de los establecimientos
evaluados están muy por debajo de las exigencias establecidas
en países europeos, específicamente los definidos en la
normativa española. Por otra parte, los niveles de aislación de
complejos de techumbre, tampoco se comparan bien con los
estándares definidos por la Ordenanza General de Urbanismo
y Construcciones para construcciones habitacionales. Este
mismo estudio permitió concluir que los sistemas de
calefacción presentes en los establecimientos educacionales
consistían principalmente en sistemas puntuales y en menor
medida sistemas de calefacción centralizada que operaban
principalmente en base a leña, gas, petróleo y electricidad. Se
determinó que el gasto por concepto de abastecimiento de
estos combustibles asciende al 23 % del pago total de facturas
por concepto de uso de energías.
Las auditorías energéticas desarrolladas motivaron la creación
de la “Guía de Autodiagnóstico de Eficiencia Energética 2009”,
a través de un convenio de colaboración Institucional del
Programa País Eficiencia Energética (Actual AChEE), entre el
MINEDUC, el Colegio de Arquitectos de Chile y la CONAMA, con
el fin de desarrollar instrumentos orientados hacia los agentes
educativos que permitan facilitar el concepto de eficiencia
energética en su práctica educativa de manera integral (PPEE-
CONAMA, 2009, p10). Esta guía tiene como objetivo ilustrar
Figura 1.7: Liceo Lorenzo Baeza Vega, Isla de Pascua. [Fuente: Proyecto MINEDUC/UNESCO]
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era muy bajo, afectando el confort de los alumnos, razón por la
que se inicia un proceso que permitiera realizar cambios en los
proyectos que hasta la fecha se habían ejecutado y a los futuros
que se debían realizar.
Dentro de las estrategias abordadas, se incorporan por un
lado, más recursos para las etapas de diseño y construcción, y
por otro lado, se reestudian los términos de referencia con los
cuales se diseñan los espacios educativos, con la finalidad de
incorporar estrategias medioambientales.
Este proyecto ha abordado el diseño, construcción e
implementación de todos los establecimiento educativos
públicos de la Región de Los Lagos, estando actualmente en la
etapa de monitorización.
y guiar en cómo realizar un análisis de las instalaciones y las
características constructivas, aprender a analizar facturas y
sistemas de consumo de energía eléctrica, térmica y de agua,
para finalmente orientar en la elaboración de un plan de
acción de corto, mediano y largo plazo, asociado a proyectos
de inversión que tiendan a mejorar las condiciones actuales de
infraestructura y, por consiguiente, avanzar en la certificación
ambiental. Este instrumento de apoyo fue reeditado y
actualizado en 2011 por la AChEE y ha contribuido a la
implementación del “Programa Integral de Eficiencia Energética”
en los establecimientos pioneros del país. Paralelamente, se
ha desarrollado en trabajo conjunto entre instituciones, el
sistema nacional de inversiones (SNI), en su documentación
“Orientaciones Política Pública Sectorial Educación 2010”, que
presenta entre sus líneas de acción el apoyo a iniciativas de
inversión conducentes a obtener una certificación SNCAE, para
coadyuvar al cumplimento de la meta bicentenario establecido
por el gobierno en esta materia, de contar con al menos un 40%
de los establecimientos educacionales del país con certificación.
1.3.2 Programas e iniciativas regionales
Cabe destacar una iniciativa regional a través de la Dirección
de Arquitectura del Ministerio de Obras Públicas de la Región
de Los Lagos con la colaboración de las municipalidades locales,
quienes inician 2006 una evaluación de quince establecimientosde la región, en relación con los gastos operativos y de confort
térmico de los diferentes sistemas de calefacción de los
establecimientos educacionales construidos en los últimos
años en la región. Inicialmente, este estudio establece que
para un uso de 10 hrs. diarias con 20ºC de confort en los meses
necesarios, se necesitaría 0.5/UFm2 al año, equivalente a 1.870
hrs. al año, de los cuales al momento de hacer la evaluación sólo
era posible financiar un 26%.
Producto de este análisis, se concluyó que el uso de la calefacciónFigura 1.8: Complejo Educacional Manuel Jesús Andrade,
Chonchi. [Fuente: Proyecto MINEDUC/UNESCO]
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Se estima que, entre los 4 y 17 años, las personas pasan al menos
un 70% de su tiempo en un aula escolar. Partiendo de esta
base, otorgar un espacio sano y confortable es esencial, más
aún cuando una alta calidad medioambiental en estos edificios
puede mejorar considerablemente la capacidad de atención, la
concentración, el aprendizaje, la audición y el comportamiento
de los estudiantes (Freitag et al., 2002).
Diferentes investigaciones han entregado evidencia sobre la
influencia del confort ambiental en el proceso de aprendizaje
de los estudiantes. Estas investigaciones han permitido en
definitiva una mejor comprensión sobre cómo la arquitectura
y el entorno influyen en los procesos cognitivos, a través de la
iluminación natural, la acústica, la calidad del aire y la relación
con la naturaleza.
En los establecimientos educacionales diseñados con conceptos
medio ambientales, se argumenta que los espacios diseñados
con una comprensión de cómo los niños responden a las
propiedades de los mismos espacios, puede conducir a crear un
ambiente en favor del aprendizaje y del desempeño estudiantil
(Ford, 2007).
En la práctica debemos proporcionar un entorno de aprendizaje
óptimo, entregando seguridad, un ambiente sano, cómodo
y productivo para los estudiantes. Si estos últimos se sientenincómodos o distraídos por el ruido, por malas condiciones
de iluminación, por la falta de calefacción, enfriamiento y/o
ventilación, su capacidad de aprender se verá afectada. Es
importante que las personas involucradas en la planificación y el
diseño de los establecimientos educacionales vean en su labor
una oportunidad en la creación de mejores ambientes para el
aprendizaje, como una herramienta que aporta a mejorar los
resultados académicos.
La reglamentación respecto de los estándares de confort
1.4 Importancia del confort ambiental en el aprendizaje
Los estudiantespermanecen másdel 70% del tiempoen un aula escolar.
[Fuente: proyecto MINEDUC/UNESCO]
Importancia del
confort en el aprendizaje: Los estudiantes
permanecen másdel 70% del tiempoen un aula escolar.
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Confort lumínico
La iluminación también ha sido normada en diferentes países
que establecen valores límites para la iluminancia, como
también ciertos indicadores de confort visual.
Norma EN 12464- Normativa europea sobre iluminación para
interiores.
Las recomendaciones de esta norma, en términos de cantidad
y calidad del alumbrado, contribuyen a diseñar sistemas de
iluminación que cumplen las condiciones de calidad y confort
visual, y permite crear ambientes agradables para los usuarios.
El objetivo es conseguir una mayor eficiencia energética en
las instalaciones de los edificios reduciendo hasta un 22 % los
consumos específicos.
Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación: Centros
Docentes (IDEA y CEI España).
El objeto de esta guía técnica es establecer una serie de pautas
y recomendaciones, para ayudar a los técnicos responsables
de proyectar o redactar especificaciones técnicas de las
instalaciones de iluminación de centros docentes, en su tarea
de establecer los criterios de calidad a satisfacer en las mismas.
Se entregan tablas basadas en la norma europea EN 12464-1
con valores de iluminancias, UGRL y rendimiento de color.
IESNA (Illuminating Engineering Society of North America),EEUU.
Se específica los valores mínimos de iluminancia definidos
para diferentes tareas por la IESNA, según el nivel de exigencia
visual requerido. Esta escala permite fijar los valores mínimos
aceptados.
y eficiencia energética para edificios educacionales tiene
una larga data en Europa y Estados Unidos, por lo que en la
revisión presentada a continuación considera referentes de
España, Inglaterra, Francia, Bélgica, Canadá, Estados Unidos y
Latinoamérica.
En el caso de Chile, los documentos que actualmente se encargan
de normar la infraestructura escolar son la Ordenanza General
de Urbanismo y Construcción, el Decreto Supremo n.º 548
modificado el año 2010 del Ministerio de Educación, el Decreto
Supremo n.º 594 del año 1999 del Ministerio de Salud, y el
RITCh – ITE 02.2.3. Dichos documentos norman principalmente,
y de manera desagregada, niveles de iluminación, temperatura
y ventilación.
En la misma línea y como instrumento de fiscalización, el
Centro de Investigación en Tecnológias de la Construcción
- Universidad del Bío Bío (CITEC-UBB) en conjunto con el
Departamento de Construcción de la Universidad Católica
(DECON-UC), desarrollaron en 2012 los términos de referencia
estandarizados con parámetros de eficiencia energética y
confort ambiental (TDRe), para licitaciones de diseño y obra,
según zonas geográficas del país y según tipologías de edificios,
para Dirección de Arquitectura del Ministerio de Obras Públicas.
El objetivo de estos términos de referencia es incorporar
exigencias, criterios de desempeño y estándares de eficienciaenergética y confort ambiental, junto con procedimientos
de verificación en diseño y obra para su incorporación en
licitaciones de edificios públicos en Chile. Dichos requerimientos
se establecen para las siguientes 4 tipologías de edificios:
oficinas, educacionales, de salud y de seguridad.
1.5 Estándares de confort ambiental y guías de diseño
Estándares:
por las condiciones tanto de luz
interior del aula.
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Tabla 1.1: Síntesis de parámetros de Iluminación
CHILE ARGENTINA PERÚ EUROPA USA INGLATERRA TDRe CHILE
DS 548 MCEN 1997Ministerio de
educación2006
UNE-EN 12464-22008
IESNALighting
handbook2000
Building
Bulletin 872003
TDReDA-MOP 2012
Niveles deiluminación
180 luxaula
500 lux aula1000 lux pizarra
750 lux PC1000 lux dibujo
350 lux aulas
> 300 lux aula>500 lux pizarra
50 lux PC> 500 lux dibujo y
lectura
Aula máx.1500-2000 luxy mín. 300 lux
±500 luxpizarra
±160 lux PC±500 luxdibujo ylectura
300 lux aulas500 lux tareas
complejas
300 lux aulas500 lux pizarra
500 lux aulainform.
750 lux auladibujo
Factor luz día N/A2% aula
5% sala dedibujo
N/A 2% N/A N/A N/A
Uniformidad N/A N/A N/A N/A N/A
0,3-0,4iluminación
lateral0,7 iluminación
cenital
≥0,7
Índice dedeslumbramiento
N/A N/A N/A N/A N/A19 UGR
(iluminaciónartificial)
19 UGR
Vista al exterior N/A N/A N/A N/A N/A100% de la sala
de clasesN/A
Superficie devanos
14%-17%-20 % por
zona norte,centro, sur
Superficiemáxima
recomendada:18% este-oeste25% norte-sur
20 % - 25 %15 % - 20 %25 % - 30 %según zona
climática
N/A N/A
20% de lasuperficie delmuro interior
(vano)
N/A
Factor dereflexión
paramentosinteriores
N/A N/A
Cielo: 75 ó 75 %Muros 50-75 %Suelos: 20-25 %Mobiliario 20-
40 %
N/A N/A N/A
Cielo: >0,7Muros: 0,5 – 0,7Suelos: 0,2 – 0,5
Pizarra clara:0,5-0,7
En la Tabla 1.1 se resumen los parámetros de confort visual e iluminación recomendados por las normas y guías de diseño, nacionales
e internacionales.
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En la Tabla 1.2, se muestran resumidamente los parámetros
confort térmico y de propiedades térmicas de la envolvente que
forman a nivel nacional e internacional.
Confort térmico y propiedades térmicas de laenvolvente
En Chile no existen exigencias que regulen las propiedades
térmicas de la envolvente en edificios no residenciales, ya quela OGUC en su Título 4.1.10 regula sólo el sector residencial. En
el ámbito educativo, el DS 560 establece requerimientos de
temperaturas mínimas que se debe alcanzar en determinados
espacios educativos y sólo en ciertas zonas climáticas del país,
por lo que se puede considerar que éste es un tema poco
normado en el país.
Norma europea EN 15251: Parámetros de diseño del ambiente
interior para el diseño y la evaluación del desempeño
energético en edificios.
Especifica los criterios de diseño para el dimensionamiento
de los sistemas HVAC, y los criterios de selección de clases o
categorías de ambiente interior en función del porcentaje
de ocupantes satisfechos en materia de confort interior. Los
criterios que determinan las condiciones de confort interior se
obtienen de las normas EN ISO 7730, EN13779 y CR 1752, y se
basan en el PMV y PPD de Fanger.
Norma ASHRAE 55. 2010: Condiciones del ambiente térmico
para la ocupación humana, EE. UU.
Especifica las condiciones en que los ocupantes se encuentran
satisfechos con el ambiente térmico interior. Se basa en el
PMV y PPD de Fanger, pero la versión 2010 incluye también el
concepto de confort adaptativo.
Building Bulletin 87: Guía para el diseño ambiental de
establecimientos educacionales, Inglaterra.
Establece requerimientos y recomendaciones para el diseño
ambiental de establecimientos educacionales, incluyendo
aspectos térmicos, lumínicos, de ventilación e instalaciones.
[Fuente: proyecto MINEDUC/UNESCO]
Estándares:
principalmentepor la temperatura
operativa al interior del aula.
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Tabla 1.2: Síntesis de parámetros de confort térmico y propiedades térmicas de la envolvente
CHILE PERÚ EE. UU. INGLATERRA TDRe CHILE
DS 580 mod.2010
Ministerio deeducación2006
ASHRAE55 -2010
BuildingRegulationPart L2
BuildingBulletin 87
TDReDA-MOP 2012
Temperaturaoperativa
recomendable
Aulas mín12°C
Parvulariamín. 15°C(en zonasSL, SI, SE y
Andina)
18º-25 º(HR = 50%)
Según PMVy modelo
adaptativoN/A
Invierno Aulas18°C con calef.Verano aulas
24°C ±4°C y nosuperar 28°Cpor más de
80hr
Invierno aulas 20°C concalef.
Aulas pasivas: modeloadaptativo según zona
climática
Transmitanciatérmica de laenvolvente
N/A N/A N/A
BR Part L2U muros=0,25
U techos =0,35
N/A
Define valores U límitespara envolvente según
zona climática
Calidad del aire y ventilación
La calidad del aire en recintos interiores con altas cargas de
ocupación debe ser controlada para prevenir enfermedades
de transmisión aérea, mejorar la productividad y cumplimiento
de tareas, sensación de bienestar respiratorio y disminuiralergias respiratorias y asma. En edificios educativos este
factor toma relevancia debido a la alta carga ocupacional que
tienen los recintos. La ventilación está más normada en países
latinoamericanos, en cambio la calidad del aire sólo se norma y
describe en normas europeas y de Estados Unidos.
ASHRAE 62.1-2004- Ventilación para niveles aceptables de
calidad del aire interior, EE. UU.
El propósito de esta normativa es especificar los niveles mínimos
de ventilación para limitar la posibilidad de efectos adversos en
la salud de los ocupantes. Esta normativa es aplicable a todo
tipo de edificios, pero en este caso se estudiará para edificios
educativos.
Europa - EN 15251: Parámetros de diseño del ambiente interior
para el diseño y la evaluación del desempeño energético en
edificios.
Este estándar hace referencia a parámetros del ambiente
interior a considerar para el diseño y la evaluación de la
eficiencia energética de edificios, incluyendo la calidad del aire
interior, condiciones térmicas, iluminación y ruido.
En la Tabla 1.3 se muestran resumidamente algunas exigencias
asociadas a la ventilación a nivel nacional e internacional.
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Permeabilidad al aire
La permeabilidad al aire de las edificaciones es un tema
investigado a nivel internacional desde hace más de 40 años,
y, actualmente, es considerado por la mayoría de los países
desarrollados en sus respectivos sistemas de reglamentación de
la edificación.
Documento Básico DB HE- Ahorro de Energía, Código Técnico
de la Edifcación, España.
Se limita sólo la permeabilidad al aire de las carpinterías de
vanos, según sea la zona climática donde se ubique el edificio.
Los valores límites para dicho desempeño varían entre 27 y 50
m3/hm2 a un diferencial de presión de 100 Pa dependiendo de
la zona climática del país. El método de verificación de dicho
desempeño es la certificación de los elementos de vanos
ensayados a una sobrepresión de 100 Pa.
Reglamentación de la Edifcación Parte L2A: Conservación de
la energía, 2010, Inglaterra.
Destaca por la homogeneidad de la exigencia y por el método
de verificación al que somete a la edificación. A todo edificio
Tabla 1.3: Síntesis de parámetros de calidad del aire
CHILE PERÚ EE. UU. INGLATERRA TDRe CHILE
DS 580 mod. 2010DS47-1992
Ministerio deEducación 2006
ASHRAE62.1-2004
Bulletin 101:
Ventilation ofSchool Buildings
TDReDA-MOP 2012
Superficie mínimade ventanaoperable
8% de lasuperficie del piso
7 a 15% deapertura de vanosrespecto del área,
según clima.
4% de lasuperficie del piso
Superficie deapertura variable
según zonaclimática
Superficie deapertura variable
según zonaclimática
Volumen de aire 3 m3 por alumno3 - 6m3 por
alumno.N/A N/A N/A
Flujo de aire N/A N/A 5 l/s/pp mín.3 l/s/pp mín y
5 l/s/pp promediodiario
Mayor flujo entre5 l/s/pp ó 0,6 l/s
m2
Cambios de aire 2 ach 6 a 10 ach N/A N/A N/A
Concentración deCO2 (ppm)
N/A N/A Máx.1000ppm Máx.1000ppm N/A
Altura libreinterior de aulas
2,2m mínimo
3.00–3.50m2.85–3.00m3.50–4.00msegún zona
climática
N/A N/A N/A
Estándares:
El indicador más directode calidad del aire es laconcentración de CO2.
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se le exige el mismo desempeño de permeabilidad al aire de
la envolvente de 10m3/hm2, que debe ser demostrado a través
de un ensayo de presurización. La permeabilidad al aire de la
envolvente es además uno de los factores considerados en la
certificación energética de los edificios, donde el indicador es el
nivel de emisiones de CO2 que la edificación ha de generar en
función de su uso.
Reglamentación sobre la conservación de la energía en las
edifcaciones, ENeV, 2007, Alemania.
Se limita tanto la permeabilidad al aire de la envolvente como
la permeabilidad al aire de los vanos. La primera exigencia
sólo diferencia el sistema de ventilación que posea el edificio,
siendo 3 cambios de aire hora (ach) el valor límite para edificios
con ventilación natural y 1,5ach para edificios con ventilaciónmecánica. La segunda exigencia difiere sólo según el número
de pisos de la edificación, siendo 27 m 3/hm2 el valor límite para
vanos en edificios de hasta 2 pisos, y 9 m3/hm2 en edificios sobre
dos pisos. De forma similar al enfoque inglés, la permeabilidad
al aire de la envolvente se incluye en la certificación energética
de la edificación, pero en este caso el indicador es el cálculo de la
demanda de energía primaria de la edificación, donde también
se compara con un “edificio referencia”. Una gran diferencia que
posee el enfoque alemán respecto al inglés es que el ensayo
de presurización no es obligatorio, existiendo valores por
defecto que se asumen como típicos a ser alcanzados por las
técnicas constructivas utilizadas en dicho país. Dichos valores
son 2ach para edificios con ventilación natural y 1ach con
ventilación mecánica. Esto da cuenta de la calidad constructiva
y preocupación con que el tema de las infiltraciones de aire ha
sido abordado en Alemania, donde se alcanzan altos niveles de
hermeticidad en las construcciones típicas.
En la Tabla 1.4 se resumen los valores límite de permeabilidad al
aire, principalmente a nivel internacional.
CHILE INGLATERRA ALEMANIA ESPAÑA
OGUC / NChAD L2A2010
ENeV2007
CTE2006
Permeabilidad alaire de la envolvente
a 50 PaN/A
10m3/hm2 en todoslos edificios
Edificios con ventilación natural:3h-1
Edificios con ventilación mecánica:1.5h-1
N/A
Permeabilidad alaire de los vanos a
100 PaN/A N/A -
27 m3/hm2 en edificios hasta 2pisos
9 m3/hm2 en edificios de más de2 pisos
50 m3/hm2 en zonasclimáticas A y B (todos
los edificios)27 m3/hm2 en zonasclimáticas C, D y E
Tabla 1.4: Síntesis de valores límite de permeabilidad al aire
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Confort acústico
ANSI S12.60-2002: Guías, criterios y requerimientos de
comportamiento para establecimientos educacionales.
EE.UU. La Acoustical Society of America (ASA, EE.UU.), creó en 1996
el subcomité de acústica de aulas (Classroom Acoustics),
realizando importantes contribuciones en esta disciplina, como
es el caso de la norma ANSI S12.60-2002, la que logra regular
los distintos parámetros acústicos con el objeto de lograr altos
estándares de calidad acústica dentro de las salas de clases.
Building Bulletin 93: Diseño acústico de establecimientos
educacionales, Inglaterra.
Su objetivo es asegurar que el comportamiento acústico
del edificio cumple con los estándares adecuados para su
propósito. Entre las exigencias básicas establecidas por dicho
documento, están la protección contra el ruido del resto del
edificio y edificios colindantes, y los niveles de reverberación en
las zonas comunes interiores de edificios que contienen pisos o
habitaciones para fines residenciales.
Guías para el ruido urbano (OMS)
Desde 1980, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha
abordado el problema del ruido urbano, preparando las
guías para el ruido urbano como una respuesta práctica a lanecesidad de reaccionar frente a este contaminante así como a
la necesidad de mejorar la legislación, manejo y orientación en
el nivel nacional y regional.
Documento básico DB HR- Protección Frente al Ruido,
Código Técnico de la Edificación, España.
Su objetivo es limitar, dentro de los edificios y en condiciones
normales de utilización, el riesgo de molestias o enfermedades
que el ruido pueda producir a los usuarios como consecuencia
de las características de su proyecto, construcción, uso y
mantenimiento. Para satisfacer este objetivo, los edificios
deben tener características acústicas adecuadas para reducir la
transmisión del ruido aéreo, del ruido de impactos, y del ruido yvibraciones de las instalaciones propias del edificio.
NCh354.Of61: Condiciones acústicas que deben cumplir
los edificios, Chile.
Establece las condiciones acústicas mínimas que deben cumplir
los edificios. Entre los que se encuentran requisitos referentes
al aislamiento acústico, el control del ruido dentro y fuera del
edificio, y la correcta transmisión de la palabra al interior de
éstos. Establece recomendaciones generales y se establecen
límites de aislamiento acústico para elementos de fachada,
cubiertas, losas de entrepiso, tabiques interiores y ductos.
En la Tabla 1.5, se resumen los parámetros acústicos
recomendado por las normas y guías de diseño, nacionales e
internacionales.
[Fuente: proyecto MINEDUC/UNESCO]
Estándares:
El confort acústico estará dadopor el acondicionamientointerior como también el
aislamiento del ruido exterior.
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Tabla 1.5: Síntesis de parámetros acústicos
EE. UU. INGLATERRA INTERNACIONAL ESPAÑA CHILE TDRe CHILE
ANSI S12.60-
2002
Building Bulletin
1993
Guías para el Ruido
urbano (OMS)
DB HR NCh354.Of61 TDRe
DA-MOP 2012
Confort
acústico
Leq < 35 dB(A)
T60 < 0,6 (Vol.
10.000 pies3)
T60 < 0,7 (Vol.
entre 10.000
pies3 y 20.000
pies3)
Leq (30 min)
aula vacía: 35
dB(A)
T60 para
frecuencias
medias y sala
vacía: 0,4s y 0,8s
Leq ≤ 35 dB(A)
T60: entre 0,6s y
1,0s
Aulas y salas de
conferencias
vacías. V< 350
m3: T ≤ 0,7 s
Aulas y salas de
conferencias
vacías peroincluyendo las
butacas. V< 350
m3: T ≤ 0,5 s.
Niveles de
ruído: 20-25
fon
Tiempo de
reverberación=
0,7s
Aislamiento
acústico
STC 50 entre
salas contiguas
y patios
STC 45 entre
salas y pasillo
STC 53 entresalas y baños
IIC 50 (mínimo
45)
Aisl. mín. a ruido
aéreo entre
aulas y aulas con
áreas comunes:
45 dB
N/A Medianerías:
Cada
cerramiento:
D2m,n,Atr 40
dBA.
Conjunto de losdos cerramientos:
D nT,A 50 dBA.
Fachadas: D2m,nT
> 30 dBA
Ruido de impacto
para recintos
habitables: L´nT,w
(dB) ≤ 60.
Fachada y
medianero >
35 dB
Aisl. ruido aéreo
entre aulas y
aulas con áreas
comunes: 50 dB
Aisl. ruidoimpacto: 35 dBA
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1.6 Guías de diseño
En la actualidad existen a nivel nacional dos guías referentes
al diseño de establecimientos educacionales. La primera es la
“Guía de Diseños de Espacios Educativos” elaborada en 2000, que
surge de un trabajo en conjunto realizado por la Organización
de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura
(UNESCO), Ministerio de Educación (MINEDUC) y Ministerio
de Obras Públicas (MOP). En ésta se describen líneas de
acción para el diseño de los nuevos establecimientos en base
a la reforma educacional impulsada desde 1997, además de
recomendaciones fundamentales de diseño pasivo y confort
ambiental.
Por otra parte, y con un enfoque en la eficiencia energética,
el reciente “Manual de Diseño Pasivo y Eficiencia Energética
en Edificios Públicos” publicado el año 2012 (realizado enel marco del proyecto INNOVA Chile de CORFO mencionado
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