FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES Grado en Ciencia y Tecnología de la construcción Universidad de Alcalá Curso Académico 2015/16 Curso 2º – 1º Cuatrimestre GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Código: Titulación en la que se imparte: Fundamentos de Instalaciones 253009 Departamento y Área de Conocimiento: Grado en Ciencia y Tecnología de la construcción -Departamento de Arquitectura Área de Construcciones Arquitectónicas Carácter: Créditos ECTS: Básica 6.0 Curso: Profesorado: Daniel Merro Johnston. Responsable de la asignatura. Segundo Horario de Tutoría: Viernes por la tarde, a petición de los alumnos. Idioma en el que se imparte: Español 1. PRESENTACIÓN El objetivo fundamental de esta asignatura es lograr que el alumno comprenda las leyes fundamentales que rigen la hidráulica, la mecánica de fluidos y el electromagnetismo de forma que adquiera la base adecuada para poder abordar en condiciones idóneas materias más específicas y especializadas de otras asignaturas del Plan de Estudios. Conseguir habilidades y destrezas en la resolución de problemas prácticos relacionados con las instalaciones hidráulicas, de fontanería y saneamiento, de electricidad básica. Asimismo es objetivo de la asignatura que el futuro profesional tome conciencia de la relevancia que adquiere el conocimiento de las instalaciones, su aumento exponencial de su complejidad como de sus costes, tanto dentro del proceso de diseño como durante la ejecución de la obra. La docencia teórico-práctica de este curso se centra en definir conceptos básicos de cada instalación haciendo especial hincapié en la importancia de la coordinación entre ellas y con el proyecto en general. Recupera el trabajo en grupo como experiencia de aprendizaje con eficiencia pedagógica comprobada, como complemento del trabajo individual. 2 2. COMPETENCIAS Competencias generales COMPETENCIAS GENERALES QUE LOS ESTUDIANTES DEBEN ADQUIRIR DURANTE SUS ESTUDIOS Y QUE SON EXIGIBLES PARA OTORGAR EL TÍTULO Desarrollar las habilidades de aprendizaje necesarias Competencia número 1: Competencia número 2: Competencia número 3: para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía Saber aplicar los conocimientos al trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio. Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado. Competencias específicas 1. Capacidad para manejar los contenidos físicos básicos que permitan abordar con suficiencia la problemática del proyecto de instalaciones de los edificios. 2. Capacidad para aplicar la normativa técnica al proceso de la edificación, y generar documentos de especificación técnica de los procedimientos y métodos constructivos de edificios. 3. Aptitud para aplicar la normativa específica sobre instalaciones al proceso de la edificación 4. Capacidad para desarrollar constructivamente las instalaciones del edificio, controlar y planificar su ejecución así como su mantenimiento. 5. Aptitud para evaluar y comparar los diferentes sistemas de instalaciones disponibles en el mercado, sus ventajas y diferencias, así como la coordinación entre las instalaciones y la arquitectura en general. 3. CONTENIDOS 1. Conceptos fundamentales de física para su aplicación en instalaciones. 2. Introducción al diseño de las instalaciones de los edificios. Control, planificación documental y normativa específica. 2. Introducción al Cálculo, desarrollo constructivo, planificación y control de las instalaciones de los edificios. Pruebas de servicio, recepción y mantenimiento. 3. Evaluación de sistemas y coordinación de la totalidad del sistema de instalaciones de los edificios y su compatibilidad con el sistema estructural, el sistema constructivo y el proyecto de arquitectura en general. 3 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS Se establecen 3 (tres) espacios de aprendizaje y/o de trabajo: a) la clase teórica-práctica con actividad grupal. (CTP) b) la aplicación práctica de contenidos. (AP) c) el seminario conjunto. (SC) En las dos primeras se mantiene la estructura tradicional de clases en cuanto a asignación de espacio y relación docente-alumno, incluyendo métodos de transmisión de conocimientos activos y participativos por parte de los alumnos. En estas clases se formularán los enunciados de los problemas a estudiar y analizar en cada grupo de trabajo, relacionados con la obra y se instruirá sobre las técnicas de investigación y análisis. El seminario, es un nuevo ámbito de intercambio formal e informal de ideas, puesta en común de los trabajos individuales de los alumnos desarrollados en forma autónoma, exposición de informes y resultados de investigaciones, críticas, discusiones, debates con invitados especiales, y exposición de proyectos. Programación de los contenidos Parte Temas Total horas, clases, créditos o tiempo de dedicación 4 I Tema 1. Mecánica de fluidos 18 horas Concepto de presión. Estática de Fluidos. Principio de Pascal. Fuerzas sobre superficies sumergidas. Principio de Arquímedes. Capilaridad. Dinámica de fluidos. Ecuación de continuidad. Fluidos ideales: teorema de Bernoulli. Fluidos reales: Viscosidad. Pérdida de carga en conducciones hidráulicas. Redes de distribución hidráulica. Tema 2: Instalaciones de fontanería y saneamiento. Cometido de las instalaciones de fontanería en los edificios. Diseño y elementos constitutivos de la red interior de distribución. Normativa. Elementos singulares y su ubicación. Diámetros orientativos. Distribución interna en un edificio. Distribución horizontal y vertical. Ejecución de la obra. Pruebas de funcionamiento de la instalación. Instalaciones de saneamiento. Sistemas de evacuación. Tipos de redes. Aparatos sanitarios. Red de evacuación interior en un edificio y su diseño. Normativa. Evacuación de aguas pluviales y usadas. Acometida a la red del edificio o a la general de alcantarillado. Nociones sobre la red horizontal de evacuación. Trazado de redes según tipos de aguas. Ventilación de bajantes. Estimación del cálculo de aguas pluviales y residuales. Unidades de descarga. 5 II Tema 1. Electromagnetismo El fenómeno de la electrización. Campo y potencial eléctrico. Fuerzas eléctricas. La electricidad en medios conductores y aislantes. Concepto de capacidad. Energía almacenada en un condensador. Corrientes eléctricas: intensidad, resistencia. Ley de Ohm. Potencia y energía. Fuerza electromotriz. Leyes de Kirchhoff. Campos magnéticos creados por corrientes. Fuerzas magnéticas. Propiedades del campo magnético. Fuerzas entre corrientes. Ley de Faraday. Inducción. Corriente alterna. Valores eficaces. Potencia de una corriente alterna. Corrientes polifásicas. 18 horas Tema 2. Instalaciones de electricidad e iluminación. Niveles de equipamiento. Grados de electrificación. Normativas aplicables. El reglamento de baja tensión. REBT Esquemas de distribución principal. Circuitos. Dimensionado orientativo. Esquemas unifilares. Elementos singulares. Tomas de tierra y otras medidas de protección. Iluminación. Conceptos generales. El confort lumínico. Lámparas y luminarias. Tipos, funciones, usos diferenciados. 6 Tema 1. Termodinámica III 12 horas Calor y temperatura. Capacidad calorífica y calor específico. Cambios de fase. Propagación del calor: conducción, convección y radiación. Intercambio de calor a través de un cerramiento constructivo. Energía interna. Ciclo de Carnot. Máquinas térmicas y frigoríficas. Los gases reales. Humedad. Tablas psicrométricas. Estimación de pérdidas de calor de los locales: transmisión y renovación del aire. Factor de forma de un edificio o local. Tema 2. Calefacción Calefacción por agua caliente. Sistemas de distribución. Esquemas y diseño. Unidades terminales y elementos. Ubicación y dimensionado orientativos. Otros sistemas de calefacción. Suelo radiante. Tema 3. Introducción a la climatización Sistemas de refrigeración. Principios generales del aire acondicionado. Sistemas de aire acondicionado. Comparaciones ventajas. Evaluación de costes y beneficios. y Cronograma (Optativo) Semana / Sesión Contenido 01ª Introducción a la problemática. La física y las instalaciones, Coordinación. Representación técnica. 02ª Mecánica de Fluidos I 03ª Mecánica de Fluidos II 04ª Fontanería I 05ª Fontanería II 06ª Saneamiento I 07ª Saneamiento II 08ª El proyecto de fontaneria y saneamiento. Representación técnica. Normativa. Coordinación y solución de problemas. 7 09ª Electromagnetismo 10ª Instalaciones de electricidad 11ª Caída de tensión. Cálculos 12ª El proyecto de electricidad. Representación Normativa. Coordinación y solución de problemas. 13ª Termodinámica 14ª Calefacción técnica. 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS Número de horas totales: 150 Número de horas presenciales: 48 Número de horas para clases teóricas, teórico-prácticas, prácticas en gran grupo o grupos más reducidos Número de horas del trabajo propio del estudiante: 102 Número de horas de estudio autónomo: Estudio independiente, elaboración trabajos, seminarios y ejercicios. Estrategias metodológicas Actividades presenciales a) Clases teórico-prácticas en grupos grandes o reducidos, con trabajo colaborativo. b) Clases expositivas para presentar los temas, introducir a los alumnos en una temática compleja, para realizar posteriores conclusiones c) Clases para el desarrollo, aplicación, profundización de conocimientos a través de diferentes estrategias: estudio de casos, resolución problemas y debates. d) Seminarios para temas específicos y posterior elaboración de un trabajo e) Presentación de nuevas tecnologías, prácticas y/o productos de aplicación, a través de la presencia en clase de expertos en la materia o técnicos de 8 la profesión. f) Realización de Prácticas específicas con resolución de problemas, orientadas a la afirmación de conceptos y puesta en cuestión de teorías. Actividades autónomas a) Lecturas b) Realización de ejercicios individuales o grupales. c) Búsqueda y sistematización de información. d) Participación en grupos específicos de RRSS, foros y comunicaciones digitales. d) Levantamiento de proyectos y obras existentes y su relación con los contenidos específicos. Tutorías individualizadas Atención a los estudiantes en grupos pequeños, con el fin de realizar un adecuado seguimiento de sus tareas autónomas. Materiales y recursos En las actividades presenciales: Recursos de ayuda a la trasmisión formal e informal de ideas. a) Programas informáticos, Power-point, Photo-shop, Flash. b) Programas de procesamiento de información: cálculo y dimensionado de instalaciones c) Programas de dibujo asistido AUTOCAD En las actividades autónomas: a) recursos bibliográficos y documentales. b) Uso intensivo de RRSS, grupos de intercambio, información y datos. E-mail, FTP, Drop-box c) Formación de archivos comunes de información. programas de 5. EVALUACIÓN Criterios de evaluación Para cada una de las competencias específicas de la asignatura, se definen los siguientes criterios de evaluación: Sobre su capacidad para manejar los contenidos físicos básicos que permitan abordar con suficiencia la problemática del proyecto de instalaciones de los edificios. Comprende los conceptos y teorías fundamentales de la física que se aplican a las instalaciones. Demuestra aptitud para aplicar los principios físicos que resuelven problemas de instalaciones, con estimaciones pre-dimensionales. 9 Sobre su capacidad de aplicar normativas técnicas y generar documentos de procedimientos técnicos: Comprende los conceptos e ideas principales de cada uno de los bloques normativos y su espíritu de aplicación. Integra y aplica los contenidos a situaciones diversas con criterio de síntesis. Demuestra aptitud para la selección, actualización y aplicación de la Normativa a los distintos procedimientos constructivos así como capacidad de expresión gráfica técnica y escrita para comunicarlo. Sobre su capacidad para desarrollar el proyecto de instalaciones y su control: Elige con criterio adecuado los correspondientes sistemas de aplicación y sus relaciones, argumentando lógicamente sus ideas. Elabora ideas coherentemente y su transferencia a nuevas situaciones. Resuelve los problemas de modo comprensivo. Sintetiza de modo integrado. Sobre su capacidad para desarrollar constructivamente las instalaciones del edificio, controlar y planificar su ejecución: Ejerce su sentido crítico y reflexivo para seleccionar las técnicas y los métodos adecuados de control. Demuestra capacidad de orden, rigor y metodología en sus presentaciones técnicas. Sobre su aptitud para evaluar y comparar los diferentes sistemas de instalaciones: Demuestra conocimientos y criterios para realizar una adecuada integración entre los conocimientos adquiridos en asignaturas anteriores y la presente para integrarlos en los problemas prácticos, aplicando adecuadamente la teoría, la normativa y la experiencia. Criterios de calificación La evaluación se centrará en la adquisición y comprensión de los conocimientos y las competencias adquiridas en el desarrollo de la asignatura, la aplicación de estas competencias a problemas prácticos, el desarrollo de trabajos con autonomía y suficiencia y finalmente en su participación en las clases, seminarios y actividades teórico-prácticas. El valor de estos criterios de calificación será el siguiente: 9,0 – 10 MATRÍCULA DE HONOR limitada a 5% Conocimientos y comprensión de las competencias más allá del programa y con aportes significativos de creatividad. Amplia destreza en la resolución de problemas prácticos, con aplicación de métodos alternativos y superadores. Participación destacada en todas las actividades asumiendo roles de liderazgo y colaboración en su desarrollo. 9,0 - 10 SOBRESALIENTE (SB) Excelentes conocimientos y comprensión de las competencias del programa. Absoluto dominio en la resolución de problemas prácticos. Muy buena participación en la totalidad de actividades docentes, con permanente disposición al intercambio de experiencias educativas. 7,0 - 8,9 NOTABLE (NT) Satisfactorios conocimientos y comprensión de las competencias programa. Buena participación en las actividades teórico-prácticas. 5,0 - 6,9 del APROBADO (AP) 10 Conocimientos y comprensión básica de las competencias mínimas establecidas en el programa. Escasa participación en las tareas prácticas, cumplimientos mínimos de sus propias tareas sin colaboración con el grupo ni disposición a ello. 0,0 - 4,9 SUSPENSO (SS) Sus conocimientos y comprensión de las competencias establecidas en el programa no son aceptables y no alcanzan el nivel mínimo. No se encuentra capacitado para resolver problemas, pues no establece vínculos y relaciones de conocimientos anteriores y su aplicación práctica. Falta de implicación en las tareas asignadas. La nota final de la asignatura se repartirá de la siguiente forma: 60% en adquisición de conocimientos y competencias, comprobadas a través de dos pruebas escritas parciales, que incluirán problemas prácticos a resolver. 20% en la participación y superación de actividades prácticas periódicas y tareas programadas. 20% en la participación activa en RRSS específicas del curso, clases teórico-prácticos, visitas y seminarios. Procedimientos de evaluación Es obligatoria la asistencia a las clases teóricas y el desarrollo de las actividades prácticas propias. Es obligatoria además, la asistencia a las clases prácticas específicas, visitas y seminarios programados. La evaluación de los alumnos se desarrollará por el sistema de Evaluación Continua. En casos extraordinarios, y solo con la autorización de la Dirección de la Escuela previa solicitud, se realizará evaluación por examen final. Alternativa A1. Evaluación continua. El alumno deberá concurrir a clases, participar activamente en ellas, realizar satisfactoriamente los trabajos prácticos y realizar las dos pruebas escritas parciales durante el curso. Superará la evaluación, sumando cinco (5) puntos o más en su calificación, de acuerdo a los porcentajes establecidos en el punto anterior, es decir 60% para exámenes parciales (30% para cada uno de ellos), 20% para las actividades prácticas y 20% para su participación en RRSS específicas, clases teórico prácticas, visitas y seminarios. En caso de no conseguir cinco (5) puntos en la calificación, tendrá derecho a realizar un examen final en la convocatoria extraordinaria correspondiente. Alternativa A2. Evaluación por examen final. (solo con autorización previa de la Dirección) El alumno deberá superar un examen final. TIPO de EXAMEN: Todos los exámenes, parciales, finales y extraordinarios de esta asignatura son escritos. Se realizan en aula gráfica y el alumno debe desarrollar en forma gráfica y escrita, diferentes soluciones técnicas a problemas de física e instalaciones. Como complemento debe responder, también por escrito a cuestiones teóricas sobre los temas elegidos. En la convocatoria extraordinaria, se realizará un examen con las mismas características expresadas en el punto anterior, y representarán el 100% de la calificación. 11 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica F. W. Sears, M. W. Zemansky, H.D. Young y R. A. Freedman, “Física” Vol. 1 y 2, Ed. Addison-Wesley, 2004. R.A. Serway, J.W.Jewett, “Física” Vol. 1 y 2, Ed. Thomson, 2003. D. C. Giancoli, “Física”, Ed. Prentice Hall, 1997 S.M.Lea,J.R.Burke, “Física, la Naturaleza de las cosas” Vol. 1 y 2, Ed.Paraninfo.Thomson Learning, 2001 A. Durá, et al., “Fundamentos Físicos de las Construcciones Arquitectónicas”, Vol. 1 y 2 Publicaciones de la Universidad de Alicante, 2004. M. Y. Alonso y E. J. Finn, “Física”, Ed. Addison-Wesley, 1995. Código Técnico de la Edificación Ley 38/1999, de 5 de noviembre, de Ordenación de la Edificación, Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, y sus modificaciones y actualizaciones. Ministerio de Vivienda España NTE Normas tecnológicas de la edificación Instalaciones 2a parte : diseño, cálculo, construcción, valoración, control, mantenimiento España Dirección General de la Vivienda, la Arquitectura y el Urbanismo Ejemplos de proyectos de instalaciones en edificios de viviendas. Arizmendi, Luis Jesús Cómo funciona un edificio principios elementales. Allen, Edward Instalaciones complementarias en el edificio. Blanca Giménez, Vicente Sostenibilidad en España. España Ministerio de Medio Ambiente Las instalaciones Instalaciones. térmicas en la rehabilitación. Tomo 9 Las ÚRCULO ARAMBURU, Rafael Madrid. Colegio Oficial de Arquitectos de Madrid. 1985 Bibliografía Complementaria ELECTRICIDAD Guía técnica de interpretación del reglamento electrotécnico para baja tensión Real Decreto 842/2002 : test y problemas resueltos Carrasco Sánchez, Emilio Manual teórico-práctico Vol. 1 Instalaciones en baja tensión Schneider Electric España Manual práctico de instalaciones en edificación Vol. 3 Instalaciones eléctricas electricidad y telecomunicaciones Vázquez Moreno, Javier Instalaciones eléctricas de baja tensión en edificios de viviendas Lagunas Marqués, Ángel Instalaciones eléctricas en la edificación Martín Sánchez, Franco Seguridad en las instalaciones eléctricas y electrotécnicas Editex Editores FONTANERIA Y SANEAMIENTO 12 Instalaciones hidrosanitarias Jiménez López, Luis Manual de instalaciones de fontanería y saneamiento Martín Sánchez, Franco Instalaciones de fontanería, saneamiento y calefacción Martín Sánchez, Franco Instalaciones sanitarias en viviendas Ortega García, José Instalaciones sanitarias para edificios fontanería y saneamiento Rodríguez-Avial, Mariano 13