Desenvolvimento e análise de um sistema modular para a construção de edifícios

Abstract

No setor da construção, os conceitos de pré-fabricação e modularização apresentam variadas vantagens comparativamente à construção in-situ, nomeadamente redução de custos e tempo de construção, maior qualidade, maior eficiência e menor risco de acidentes de trabalho em estaleiro devido à redução do número e complexidade das operações in-situ. Este trabalho baseia-se na análise de um projeto de construção in-situ adotado como caso de estudo, designadamente um edifício para a indústria hoteleira de média dimensão e com uma certa repetição das suas tipologias habitacionais. Será realizada a respetiva análise, tanto a nível arquitetónico como estrutural, assim como ao levantamento de fatores que poderão condicionar o desenvolvimento do sistema modular. Após isto proceder-se-á à “transformação” do edifício analisado num projeto de construção modular, onde serão estudadas soluções para os condicionalismos encontrados no projeto de construção in-situ, como, por exemplo, a necessidade de integração das instalações técnicas, a definição de materiais, a influência dos transportes nas dimensões dos módulos, de modo a garantir a funcionalidade da estrutura. Com todas a condicionantes solucionadas foi possível conceber as estruturas modulares que irão compor o edifício e serão analisados os modos de ligação entre as mesmas. De seguida serão modelados um módulo e um piso exemplo, os quais servirão de referência para a modelação de todo o edifício. Para finalizar, realizar-se-á a modelação de todo o edifício, de modo faseado, e serão aplicadas soluções de modo a obter uma estrutura coesa e monolítica após assemblagem. A modelação dos elementos realizou-se com modelação parametrizada em “Building Information Modelling” (BIM), com recurso ao software Revit 2021.

In the construction sector, prefabrication and modularization concepts have several advantages compared to in-situ construction, namely cost and time reduction, higher quality, higher efficiency and lower risk of on-site work accidents due to the reduction of the number and complexity of the in-situ operations. This work was based on the analysis of a case study, namely, an in-situ medium sized construction project aimed for the hotel industry, with some repetition of the housing typologies. The respective analysis will be carried out, both at architectural and structural point of views, and a survey of factors that may constrain the development of the modular system will be carried out. After that, we will proceed to its “transformation” into a modular construction project, where solutions will be analysed for the constraints found in the in-situ construction project, such as, for example, the need for integration of technical installations, the definition of materials, the influence of transportation on the dimension of the modules, in order to ensure the functionality of the structure. With all the constraints solved, it is possible to design the structures that will integrate the building and the connection modes between them will be analysed. Then, a module and an example floor will be modelled, which will serve as a reference to model the whole building. Finally, the whole building will be modelled, in a phased way, and solutions will be applied in order to obtain a cohesive and monolithic structure after assembly. The modelling of the elements will be done with parameterized BIM modelling, using Revit 2021 software.