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https://hdl.handle.net/10216/175787| Author(s): | Anna Cecília Farias Gobbi |
| Title: | Otimização de Custos em Fases Iniciais do Projeto de Arquitetura - Uma Proposta DfMA Aplicada à Habitação a Custos Controlados Utilizando Ferramentas Digitais |
| Issue Date: | 2026-07-10 |
| Abstract: | This research investigates the practical application of Design for Manufacture and Assembly (DfMA) principles in the development of precast concrete facade systems for Social Housing (SH), focusing on cost optimization through parametric digital tools and generative design processes. The study is based on the hypothesis that incorporating manufacturing and assembly constraints during the early stages of architectural design can improve project efficiency and reduce overall construction costs. The case study is structured into three main stages. In the first stage, concrete facade panels manufactured by KREAR are modelled within a BIM environment and subsequently applied to a pre-existing Social Housing project. In the second stage, the facade geometry is parameterized using the Grasshopper environment. During this phase, optimized facade configurations are generated through generative design tools, prioritizing the reduction of the final project cost. At this stage, the geometric development incorporates guidelines derived directly from manufacturing and assembly processes. As a result, industrial constraints become design rules, establishing geometric parameters associated with the production and assembly capabilities of the components. The third and final stage consists of a comparative analysis between the solution developed using a traditional design approach and the solution generated through the application of DfMA principles combined with computational design methods. This comparison seeks to verify whether the incorporation of production and construction parameters into the design process effectively leads to economic optimization. The study primarily evaluates how the designer's parametric manipulation of the facade system can reduce costs associated with both the production and assembly of the panels. The proposed methodology makes it possible to assess the contribution of digital tools in supporting architects and designers, particularly in the cost control of Social Housing projects. The research demonstrates that translating the theoretical concept of DfMA into a practical and parameterized application enables the integration of design, manufacturing, and assembly within a single workflow, facilitating the analysis of results by the design team. The findings indicates that the adoption of computational design methods in combination with industrialization principles can significantly support performance-based decision-making during the early stages of the design process. |
| Description: | A presente dissertação investiga a aplicação prática dos princípios de Design for manufacture and assembly (DfMA) no desenvolvimento de sistemas de fachada pré-fabricados em betão para Habitação a Custos Controlados (HCC), com enfoque na otimização de custos por meio de ferramentas digitais paramétricas e processos de design generativo. A investigação parte da hipótese de que a incorporação das condicionantes de fabrico e montagem ainda nas etapas iniciais de conceção arquitetónica permite aumentar a eficiência do projeto e reduzir os custos globais da construção. O estudo de caso desenvolvido estrutura-se em três etapas principais. Na primeira etapa, realiza-se a modelagem em ambiente BIM, de painéis de fachada em betão produzidos pela empresa KREAR, seguida da aplicação desses elementos em um projeto pré-existente de Habitação a Custos Controlados. Na segunda etapa, desenvolve-se a parametrização da geometria em ambiente Grasshopper. Nesta fase são produzidas composições otimizadas de fachada utilizando ferramentas de design generativo, priorizando a redução do custo final da proposta. Nesse momento, a construção da geometria incorpora diretrizes derivadas diretamente dos processos de produção e montagem. Dessa forma, as limitações industriais passam a atuar como regras de desenho, estabelecendo parâmetros geométricos associados às capacidades de fabrico e montagem dos componentes. Na terceira e última etapa realiza-se uma análise comparativa entre a solução desenvolvida a partir do método tradicional de projeto e a solução gerada através da aplicação dos princípios de DfMA, associados ao design computacional. Esta comparação procura verificar se a incorporação de parâmetros produtivos e construtivos no processo de conceção resulta efetivamente em ganhos de otimização econômica. O estudo avalia, sobretudo, de que forma a manipulação paramétrica realizada pelo projetista possibilita reduzir custos associados tanto à produção quanto à montagem dos painéis. A metodologia proposta permite avaliar a contribuição das ferramentas digitais como apoio ao arquiteto e projetista, especialmente no controlo de custos aplicados às Habitações a Custos Controlados. A pesquisa demonstra que a transposição do conceito teórico de DfMA para uma aplicação prática e parametrizada possibilita integrar desenho, fabrico e montagem num único fluxo de trabalho, permitindo e facilitando a análise dos resultados por parte da equipa de projeto. Como resultado, é possível concluir que a adoção de métodos de projeto computacional associada aos princípios de industrialização pode contribuir significativamente para a tomada de decisão orientada por desempenho ainda em fases iniciais de projeto. |
| Subject: | Engenharia civil Civil engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia civil Engineering and technology::Civil engineering |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/175787 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
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