Ingeniería HS-ETS1-2

Laboratorio de diseño para isla de calor en el patio escolar

Un patio escolar se vuelve peligrosamente caliente durante la salida en días de calor extremo. Tu trabajo es rediseñar el espacio al dividir el problema mayor de isla de calor en problemas de ingeniería más pequeños, comparar opciones de subsistemas con evidencia y equilibrar enfriamiento, presupuesto y circulación segura del estudiantado.

Tope de presupuesto

$165,000

Área del patio

1,100 m²

Meta de confort

4+ hrs de uso sombreado

Contexto

Día de calor extremo

1. Divide el problema del patio

Nombra al menos dos problemas de ingeniería más pequeños antes de comparar soluciones o ejecutar el modelo del día de calor.

Indagación primero

Aumentar la sombra útil Reducir el calentamiento solar directo sobre estudiantes y pavimento. Bajar el calor absorbido por el pavimento Cambiar el albedo y el almacenamiento térmico para que las superficies no se disparen tanto. Agregar enfriamiento y manejo de escorrentía Usar evaporación e infiltración para reducir el estrés térmico y la escorrentía. Proteger la circulación y la accesibilidad Mantener rutas de salida seguras, abiertas y fáciles de usar.

¿Por qué estos son los subproblemas clave?

2. Elige una secuencia y una prioridad

Prueba primero este subsistema

Criterio de mayor prioridad

Predicción antes de probar

Los cambios de sombra producirán la mayor mejora. Los materiales de superficie importarán más. Las herramientas de agua y escorrentía importarán más. El diseño de circulación decidirá si el plan funciona.

¿Por qué esta secuencia y prioridad?

3. Ajusta las condiciones del día de calor

Temperatura del aire por la tarde 35°

Un aire más caliente empuja a cualquier diseño más cerca de la zona de peligro.

Congestión en la salida 1.00x

Más personas implican mayor demanda de rutas claras y espacios de espera con sombra.

4. Arma un diseño

Estrategia de sombra

Paquete de superficie

Intervención de agua o escorrentía

Diseño de circulación

5. Compara un subsistema con evidencia

Requerido por HS-ETS1-2

Usa las mismas condiciones del día de calor para comparar varias soluciones de un problema de ingeniería más pequeño.

¿Cómo se conectan las soluciones pequeñas?

Completa la descomposición, la secuencia, la comparación y la conexión para desbloquear la corrida del campus.

Temperatura pico de la superficie

--°C

Horas de confort

--hrs

Escorrentía retenida

--L

Puntaje de accesibilidad

--/ 100

Costo total

$--

Presupuesto restante

$--

Puntaje térmico

Puntaje de presupuesto

Puntaje de escorrentía

Puntaje de acceso

Escena térmica del patio

El canvas conecta tus decisiones de diseño con la temperatura del pavimento, las áreas sombreadas, la escorrentía y el movimiento del estudiantado.

Modelo preliminar listo

Paquete actual de diseño

Elige un diseño para ver cómo encaja el sistema.

Compensación prioritaria

Elige un criterio prioritario para explicar tus compensaciones.

Revisión de predicción

Haz una predicción antes de ejecutar el modelo.

Trazas de datos del día de calor

Sigue cómo cambian el pavimento más caliente, el pavimento sombreado y el estrés térmico del estudiantado a lo largo del día escolar.

Evidencia cuantitativa

Comparación de subsistemas

Mantén las mismas condiciones y compara varias soluciones para un problema de ingeniería más pequeño.

Sin comparación todavía

Justificación del diseño basada en evidencia

Selecciona subproblemas, compara un subsistema y escribe tu razonamiento para construir una explicación basada en evidencia.

Registro de ensayos

Guarda cada corrida completa para revisar el diseño usando evidencia de varios intentos.

0 ensayos

Ensayo	Prioridad	Primer subsistema	Temp. pico	Horas confort	Escorrentía	Acceso	Costo

Por qué este fenómeno encaja con HS-ETS1-2

El problema térmico del patio es mayor que una sola solución. El estudiantado debe dividirlo en problemas de ingeniería conectados: sombra, pavimento caliente, enfriamiento con agua y control de escorrentía, y movimiento dentro del espacio. Luego la simulación les pide comparar opciones para al menos un problema pequeño, justificar secuencia y compensaciones, y explicar cómo sus elecciones de subsistemas vuelven a unirse en una sola solución completa.