Conceção e desenvolvimento de um edificio modular

Abstract

Neste documento é abordado o desenvolvimento do produto de uma casa modular, com vista à introdução de elementos diferenciadores no produto que o distinga do resto do mercado, dominado sobretudo pela construção tradicional. O desenvolvimento aqui presente tem como base outra tese de dissertação, denominada "A casa modular vista pela perspetiva de um engenheiro mecânico", que foi essencial para o desenvolvimento do primeiro componente do produto, o painel básico. Após uma revisão da história das casas modulares e da de nição dos requisitos do cliente, é iniciado o desenvolvimento do produto utilizando ferramentas - QFD, Modelo de Kano - que permitiram guiar todo o desenvolvimento da melhor maneira. Foram destacados requisitos como a exibilidade do projeto, a segurança e a transportabilidade do produto, sendo estes os principais pontos tidos em conta. Em seguida, com base no painel referido, é gerado um primeiro conceito que é modelado, utilizando o software CAD Solidworks. Características como o tamanho dos painéis, posicionamento da estrutura e a morfologia das interfaces foram abordadas, e iteradas num segundo conceito, onde, para além das já referidas, foram tidas em conta outras, como montagem, produção e modularidade. Ao longo deste processo foi utilizada a ferramenta FMEA (Failure Mode and E ect Analysis) que não só permitiu prevenir eventuais falhas, como também impulsionou muitas das soluções presentes no conceito nal. Com um conceito sólido de nido, procede-se à validação da ergonomia, da resistência estrutural e do transporte, de modo a perceber se os requisitos, propostos inicialmente, foram cumpridos. Para tal, foi usado, mais uma vez, o Solidworks. A componente de simulação do software foi também utilizada para realizar análises numéricas utilizando o método dos elementos nitos, aplicando-o a elementos estruturais. Esta análise foi feita tendo em conta situações de carga vertical acima do esperado ao longo do tempo de vida do produto, permitindo inferir quais as zonas estruturais críticas a necessitarem de alterações geométricas ou de material. Em conclus ão, os objetivos de nidos à partida foram atingidos e foi dada resposta aos requisitos estabelecidos. Este conceito, que deu um passo à frente em relação ao projeto iniciado na tese anterior, consiste no início de algo novo no campo das casas modulares, um produto inovador e cheio de potencial para ser explorado e melhorado nas próximas versões.

In this document, a product development of a modular house is done, with the purpose of introducing di erentiative elements on the product, that distuinguishes it from the rest of the market, dominated by the traditional construction. This development has as it's basis on another dissertation titled "The modular house as seen by a mechanical engineer", wich was essential for the development of the rst component, the basic panel. After a brief historical review about modular houses and the de nition of the costumer requirements, the product development is started, using tools - QFD (Quality Function Deployment), Kano's Model - wich allowed to guide the project in the best way possible. Requirements like project exibility, safety or transportability were highlighted in this stage. Next, based on the previously refered panel, the rst concept was modeled, using CAD software Solidworks. Characteristics like panel size, structure positioning and interface morphology were worked on and iterated on a second concept on wich, in addition to those mentioned, were also taken in account assembly, production and modularity. Along with this process, FMEA (Failure Mode and E ect Analysis) tool was used to, not only prevented aws before they happened, but also start many of the solutions that are present in the nal concept. With the de nition of a solid concept, ergonomic, structural resistance and transportability validations were made, to understand if the requirements initially proposed had been acomplished. To do that, Solidworks was used again to make a dimention study in relation to user and transport container sizes. The simulation tool of this software was also used to make numerical simulations, using FEA (Finite Element Analysis), applied to structural elements. This analysis was done taking in account vertical load situations beyond those expected during the product life cycle, allowing to discover the critical elements in needing of geometrical or material alterations. In conclusion, the goals de ned in the beginning were accomplished and the requirments were answered. This concept, wich has given a step ahead in comparison with the previous thesis, is the beginning of something new in modular house markets, an innovative ideia with potential to be explored and improved in the next versions.