Autores: Ginnia Moroni, Eric Forcael

Resumen: A medida que la operación de los edificios se vuelve más eficiente, las emisiones de carbono generadas por otras fases del ciclo de vida del edificio también deben mitigarse para abordar la crisis climática. En este sentido, los sistemas estructurales desempeñan un papel esencial en el carbono incorporado total de la construcción. Este artículo presenta un enfoque para el desarrollo del diseño conceptual de estructuras de celosía basado en la cantidad de material y el carbono incorporado. Para ello, un proceso de optimización multiobjetivo permite la integración de diferentes criterios, como el rendimiento estructural, la complejidad de la forma, el índice de utilización y la racionalización del diseño. El procedimiento se implementa en Rhino/Grasshopper utilizando un modelo paramétrico que el diseñador puede ajustar según los requisitos del proyecto. El procedimiento se aplicó a dos casos de estudio que consisten en estructuras de techo de gran luz. Los resultados muestran que la masa y el carbono incorporado pueden disminuir en más del 50 % después de implementar el presente enfoque. También indican que la cantidad de material y las emisiones incorporadas tienden a aumentar al incrementar la racionalización de la sección transversal; sin embargo, los desplazamientos tienen la respuesta opuesta. Además, se encontró que algunas topologías tienen un mejor rendimiento con respecto a los dos primeros objetivos (cantidad de material y emisiones incorporadas). El flujo de trabajo propuesto permitió evaluar diferentes niveles de racionalización del diseño para mantener una reducción de estas variables, al tiempo que se posibilitaba una estructura más adecuada para la construcción, lo que contribuyó a mejorar la eficiencia energética de los edificios desde una perspectiva de racionalización del diseño.

Palabras clave: diseño estructural; optimización del diseño; cantidad de material; eficiencia energética; carbono incorporado

DOI: 10.3390/buildings15060877