Enfoque de diseño de optimización multiobjetivo para edificios prefabricados para minimizar el costo, la duración y...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería civil
• Construcción sostenible
• Algoritmos de optimización

Sus antecedentes:

• La construcción tradicional de fundición en el lugar se enfrenta a desafíos en costos, duración e impacto ambiental.
• La construcción prefabricada ofrece beneficios potenciales, pero requiere estrategias de diseño optimizadas.
• Equilibrar el costo, el tiempo y las emisiones de carbono es crucial para el desarrollo sostenible de la construcción.

Objetivo del estudio:

• Proponer un enfoque de diseño de optimización multiobjetivo para componentes de edificios prefabricados.
• Para minimizar el costo, la duración de la construcción y las emisiones de carbono simultáneamente.
• Para utilizar el algoritmo de la colonia de hormigas para optimizar la construcción prefabricada.

Principales métodos:

• El uso de un enfoque de diseño de optimización multiobjetivo para componentes prefabricados (columnas, vigas, losas, paredes, escaleras).
• Definir el costo, la duración y las emisiones de carbono como funciones objetivas.
• El uso de tecnologías de construcción (cast-in-place vs. prefabricado) como variables y la tasa de prefabricación como restricciones.
• Aplicando el algoritmo de la colonia de hormigas para encontrar soluciones óptimas.

Principales resultados:

• El diseño optimizado de edificios prefabricados logró una reducción del 0,42% en el costo, del 19,05% en la duración y del 13,49% en las emisiones de carbono en comparación con la construcción fundida en el lugar.
• El peso subobjetivo y la tasa de prefabricación influyen significativamente en la combinación óptima de componentes.
• Se observaron reducciones máximas del 1,26% en el costo, del 27,89% en la duración y del 18,4% en las emisiones de carbono en diversos escenarios.

Conclusiones:

• El enfoque propuesto basado en el algoritmo de la colonia de hormigas minimiza efectivamente el costo, la duración y las emisiones de carbono en los edificios prefabricados.
• Este método proporciona una vía viable para la transición de la construcción fundida en su lugar a la prefabricada.
• El enfoque apoya el desarrollo sostenible dentro de la industria de la construcción.