Framework for designing adaptable buildings through modularity and DfMA, using digital design and digital fabrication

Omrani, Salma (2024). Framework for designing adaptable buildings through modularity and DfMA, using digital design and digital fabrication. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Adaptive building design are becoming increasingly critical in the ever-evolving construction industry landscape, marked by rapid technological advancements, resource constraints, and escalating environmental concerns. These flexible designs hold the potential to address some of the sector's most pressing challenges by integrating Design for Manufacture and Assembly (DfMA) principles with digital design and fabrication technologies, with digital design and manufacturing technologies. This seamless integration bridges the gap between conceptual design and practical implementation, poised to initiate a profound transformation within the industry. This study introduces a comprehensive, integrated conceptual framework grounded in modularity and digital design principles. It aims to identify pivotal elements and artifacts that facilitate adaptable building construction. Through this innovative framework, a heightened level of flexibility and ease of positioning is achieved, which is made possible by the standardization facilitated by digital fabrication techniques.

Beyond theoretical exploration, this article-based thesis uses Design Science Reasearch and offers a collection of case studies and practical illustrations, serving as evidence of the successful implementation of modularity, digital design, and fabrication across diverse construction endeavours. These projects demonstrate substantial advantages, leading to reduced construction timelines, material waste minimization, and improved overall project efficiency. This research compiles concrete evidence of the benefits and transformative potential inherent in adopting modularity and digital fabrication within construction practices. It has the potential to actively shapes a more resilient and sustainable future for the construction industry. This is not merely an academic exercise but a contribution to the ongoing discourse on sustainable construction practices and their practical integration. The synthesis of modularity, DfMA, and digital fabrication charts an evolutionary course for the construction sector, promising buildings that respond to multifaceted challenges. These transformative practices provide a pathway toward a more sustainable future by championing sustainability, resource efficiency, and resilience throughout the building lifecycle. This research can encourage architects, engineers, and stakeholders to embrace innovative design methodologies that drive meaningful change. Ultimately, it seeks to create a more environmentally conscious, adaptable built environment. This will embody the industry's commitment to navigating the evolving landscape while steering towards a sustainable and resilient future.

Titre traduit

Cadre conceptuel pour la conception de bâtiments adaptables grâce à la modularité et à la DfMA, en utilisant la conception et la fabrication numériques

Résumé traduit

Dans le paysage en constante évolution de l'industrie de la construction, marqué par des avancées technologiques rapides, des contraintes de ressources et des préoccupations environnementales croissantes, la conception de bâtiments adaptables devient de plus en plus critique. Ces conceptions flexibles ont le potentiel de répondre à certains des défis les plus pressants du secteur en intégrant les principes de la Conception pour la Fabrication et l'Assemblage (DfMA) avec les technologies de conception et de fabrication numériques. Cette intégration transparente comble l'écart entre la conception théorique et la mise en oeuvre pratique, prête à initier une transformation profonde au sein de l'industrie. Cette recherche introduit un cadre conceptuel intégré, basé sur la modularité et les principes de conception numérique, visant à identifier les éléments et artefacts pivots qui facilitent la construction de bâtiments adaptables. Grâce à ce cadre innovant, un niveau accru de flexibilité et d’adaptativité peut être atteint, grâce à une standardisation facilitée par les techniques de fabrication numérique.

Au-delà de l'exploration théorique, cette thèse basée sur des articles, utilise la méthodologie Design Science Research (DSR) et offre des études de cas pratiques, servant de preuves de la mise en oeuvre réussie de la modularité, de la conception numérique et de la fabrication d’artefacts contribuant à l’adaptabilité des bâtiments. Ces projets démontrent des avantages tels qu’une réduction des délais de construction, une minimisation des déchets matériels et une amélioration de l'efficacité globale du projet. Cette recherche compile des preuves concrètes des avantages significatifs et du potentiel transformateur inhérents à l'adoption de la modularité et de la fabrication numérique dans les pratiques de construction. Elle a le potentiel de contribuer à un avenir plus résilient et durable pour l'industrie de la construction. Il ne s'agit pas simplement d'un exercice académique mais d'une contribution au débat en cours sur les pratiques de construction durables et leur intégration pratique. La synthèse de la modularité, de la DfMA et de la fabrication numérique trace une voie évolutive pour le secteur de la construction, promettant des bâtiments qui répondent à des défis multifacettes. En promouvant la durabilité, l'efficacité des ressources et la résilience tout au long du cycle de vie du bâtiment, ces pratiques transformatrices fournissent un chemin vers la circularité dans la construction. Cette recherche a le potentiel de servir de catalyseur de changement en encourageant les architectes, ingénieurs et parties prenantes à adopter des méthodologies de conception innovantes qui entraînent un changement significatif. En fin de compte, elle vise à créer un environnement construit plus conscient de l'environnement.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for a master’s degree with thesis in construction engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 179-191).
Mots-clés libres:	DfMA, modularité, fabrication numérique, conception numérique, circularité, adaptabilité
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Iordanova, Ivanka
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	12 févr. 2025 14:42
Dernière modification:	12 févr. 2025 14:42
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3533

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