Modelo de geração baseado em desempenho multicritério: processo e aplicação em habitações de interesse social

Abstract

A presente tese tem como objetivo analisar o desenvolvimento e a avaliação de um modelo de geração baseado no desempenho multicritério (MGBDM) para projetos de habitação de interesse social (HIS) no Brasil, utilizando o método Design Science Research (DSR). O objetivo é apresentar uma ferramenta computacional capaz de avaliar diversos critérios de desempenho (como custo, iluminação natural e eficiência energética) e melhorar as soluções arquitetônicas automatizadas. A pesquisa se concentra na criação de um metadesign que organize o fluxo de trabalho, otimizando a criação de habitações sustentáveis e eficientes. Para isso, a metodologia adotada se divide em quatro ciclos principais de desenvolvimento e avaliação do artefato. Cada ciclo contribui para aprimorar a estrutura do modelo, introduzindo novos parâmetros de desempenho e simulando variáveis arquitetônicas, como a forma geométrica e os elementos estruturais. No primeiro ciclo, foram definidos critérios de custo e fluxos internos. No segundo, houve uma reformulação do modelo, substituindo geometrias simplificadas por componentes arquitetônicos mais realistas, como paredes e portas. O terceiro ciclo acrescentou critérios de avaliação da iluminação e eficiência térmica, enquanto o último ciclo incluiu simulações adicionais, como radiação na cobertura e sistemas de captação de energia. Os resultados demonstram que o MGBDM pode criar projetos arquitetônicos mais eficientes, atendendo simultaneamente a diversos critérios de desempenho. O uso do modelo em projetos de HIS demonstrou ser possível aprimorar o desempenho ambiental das edificações, compatibilização dessas definições com aspectos financeiros e escolha da forma. Além disso, simulações otimizaram as decisões de projeto, integrando critérios conflitantes por meio de uma análise hierarquizada e visual, facilitando a escolha de soluções arquitetônicas mais equilibradas. A pesquisa sugere que o MGBDM, com a sua estrutura de formação, pode ser uma ferramenta para projetistas planejarem HIS, permitindo uma análise do desempenho que beneficia tanto o usuário quanto o ambiente. O modelo automatizado e a estrutura de metadesign permitem não somente criar projetos mais sustentáveis, mas também adaptar as decisões de projeto às necessidades específicas de cada contexto urbano e climático. Para prosseguir com a pesquisa, é sugerida a utilização do MGBDM em outras categorias, além das habitacionais, o seu emprego em escalas maiores de planejamento urbano e a inclusão de registros climáticos preditivos, a fim de avaliar construções em cenários climáticos futuros.

Abstract: This thesis aims to analyze the development and evaluation of a multicriteria performance-based generation model (MGBDM) for social housing projects (HIS) in Brazil, using the Design Science Research (DSR) method. The goal is to present a computational tool capable of evaluating several performance criteria (such as cost, daylighting, and energy efficiency) and improving automated architectural solutions. The research focuses on the creation of a meta-design that organizes the workflow, optimizing the creation of sustainable and efficient housing. To this end, the adopted methodology is divided into four main cycles of development and evaluation of the artifact. Each cycle contributes to improving the structure of the model, introducing new performance parameters, and simulating architectural variables, such as geometric shape and structural elements. In the first cycle, cost criteria and internal flows were defined. In the second, there was a reformulation of the model, replacing simplified geometries with more realistic architectural components, such as walls and doors. The third cycle added criteria for assessing lighting and thermal efficiency, while the last cycle included additional simulations, such as roof radiation and energy harvesting systems. The results demonstrate that the MGBDM can create more efficient architectural designs, simultaneously meeting multiple performance criteria. The use of the model in HIS projects demonstrated that it is possible to improve the environmental performance of buildings, reconciling these definitions with financial aspects and form selection. In addition, simulations optimized design decisions, integrating conflicting criteria through hierarchical and visual analysis, facilitating the selection of more balanced architectural solutions. The research suggests that the MGBDM, with its training framework, can be a tool for designers to plan HIS, allowing an analysis of performance that benefits both the user and the environment. The automated model and meta-design framework allow not only to create more sustainable designs, but also to adapt design decisions to the specific needs of each urban and climate context. To continue the research, it is suggested that MGBDM be used in other categories, in addition to housing, its use in larger scales of urban planning, and the inclusion of predictive climate records, to evaluate buildings in future climate scenarios.