In this study, we investigated a life cycle assessment (LCA) of six roof-waterproofing systems [asphalt (C1), synthetic polymer-based sheet (C2), improved asphalt (C3), liquid applied membrane (C4), Metal sheet with asphalt sheet (N1), and liquid applied membrane with asphalt sheet (N2)]for reinforced concrete building using an architectural model. To acquire accurate and realistic LCA results, minimum units of material compositions for life cycle inventory and real data for compositions of waterproofing materials were used. Considering only materials and energy demands for waterproofing systems per square meter, higher greenhouse gas (GHG) emissions could be generated in the order of C1 > N2 > C4 > N1 > C2 > C3 during construction phase. However, the order was changed to C1 > C4 > C3 > N2 > N1 > C2, when the actual architecture model was applied to the roof based on each specifications. When an entire life cycle including construction, maintenance, and deconstruction were considered, the amount of GHG emission was in the order of C4 > C1 > C3 > N2 > C2 > N1. Consequently, N1 was the most environmental-friendly waterproofing system producing the lowest GHG emission. GHG emissions from maintenance phase accounted for 71.4%~78.3% among whole life cycle.
The 4th International Conference on Construction Engineering and Project Management Organized by the University of New South Wales
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pp.311-317
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2011
There is a growing concern in reducing greenhouse gas emissions all over the world. The U.K. has set 34% target reduction of emission before 2020 and 80% before 2050 compared to 1990 recently in Post Copenhagen Report on Climate Change. In practise, Life Cycle Cost (LCC) and Life Cycle Assessment (LCA) tools have been introduced to construction industry in order to achieve this such as. However, there is clear a disconnection between costs and environmental impacts over the life cycle of a built asset when using these two tools. Besides, the changes in Information and Communication Technologies (ICTs) lead to a change in the way information is represented, in particular, information is being fed more easily and distributed more quickly to different stakeholders by the use of tool such as the Building Information Modelling (BIM), with little consideration on incorporating LCC and LCA and their maximised usage within the BIM environment. The aim of this paper is to propose the development of a model-based LCC and LCA tool in order to provide sustainable building design decisions for clients, architects and quantity surveyors, by then an optimal investment decision can be made by studying the trade-off between costs and environmental impacts. An application framework is also proposed finally as the future work that shows how the proposed model can be incorporated into the BIM environment in practise.
As buildings become larger and more complicated, construction costs have increased with a considerable effect on buildings' Life Cycle Cost (LCC). However, there has been little consideration on economic aspects in the selection of construction materials due to limited information on the materials and dependency in architects' experience and inefficiency in cost estimation, causing design changes, increase in maintenance cost, difficulty in budgeting, and decrease in building performance. To solve these problems, this study proposed a BIM-based material selection model which reflects the comprehensive economic efficiency of building materials. Our cost prediction model can estimates the material-related cost during the entire building life cycle. Furthermore, we implemented the proposed model in connection with BIM, which can analyze and compare LCC by material. Through the validation of the model, we could confirm the necessity of LCC-based material selection in comparison with the conventional cost-centered material selection.
The 2th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.386-397
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2007
One major development in bridge life cycle cost analysis (LCCA) in recent years is to develop deterioration model for bridge components so that the times of repair/replacement throughout a component's life span can be properly determined. Taiwan also developed her own bridge LCCA model in 2003, integrating with the bridge inspection database in the local bridge management system (T-BMS). Under the framework of the local LCCA model, this study employs the reliability method in developing a deterioration model of bridge components. A component deteriorates through time in its reliability, which represents the probability of a component's condition index exceeds a user specified threshold. Model assumptions and rationale are described in the paper. The steps for applying the developed model are explained in detail. Results and findings are reported.
This study investigated the seismic performance of a hybrid damper composed of a steel slit plate and friction pads, and an optimum retrofit scheme was developed based on life cycle cost. A sample hybrid damper was tested under cyclic loading to confirm its validity as a damping device and to construct its nonlinear analysis model. The effectiveness of the optimum damper distribution schemes was investigated by comparing the seismic fragility and the life cycle costs of the model structure before and after the retrofit. The test results showed that the damper behaved stably throughout the loading history. Numerical analysis results showed that the slit-friction hybrid dampers optimally distributed based on life cycle cost proved to be effective in minimizing the failure probability and the repair cost after earthquakes.
The purpose of this paper is to present an Integrated Life Cycle Bridge Information Modeling that can be used throughout different phases of the bridge life cycle including: design, construction, and operation and maintenance phases. Bridge Information Modeling (BrIM) has become an effective tool in bridge engineering and construction. It has been used in obtaining accurate shop drawings, cost estimation, and visualization. In this paper, BrIM is used as an integrated tool for bridges life cycle information modeling. In the design phase, BrIM model can be used in obtaining optimum construction methods and performing structural advanced analysis. During construction phase, the model selects the appropriate locations for mobile cranes, monitors the status of precast components, and controls documents. Whereas, it acts as a tool for bridge management system in operation and maintenance phase. The paper provides a detailed description for each use of BrIM model in design, construction, and operation and maintenance phases of bridges. It is proven that BrIM is an effective tool for bridge management systems throughout their life phases.
The influence of pre-strain in low-cycle fatigue behavior of Fe-18Mn-0.05Al-0.6C TWIP steel was studied by conducting axial strain-controlled tests. As-received plates were deformed by rolling with reduction ratios of 10 and 30%, respectively. A triangular waveform with a constant frequency of 1 Hz was employed for low cycle fatigue test at the strain amplitudes in the range of ${\pm}0.4{\sim}{\pm}0.6$ pct. The results showed that low-cycle fatigue life was strongly dependent on the amount of pre-strain as well as the strain amplitude. Increasing the amount of prestrain, the number of reversals to failure was significantly decreased at high strain amplitudes, but the effect was negilgible at low strain amplitudes. A new model for predicting fatigue life of pre-strained body has been devised adding a correction term of ${\Delta}E_{pre-strain}$ to the energy-based fatigue damage parameter.
In China, the oil and natural gas resources of Bohai Bay are mainly marginal oil fields. It is necessary to build both ice-resistant and economical offshore platforms. However, risk is involved in the design, construction, utilization, maintenance of offshore platforms as uncertain events may occur within the life-cycle of a platform under the extreme ice load. In this study, the optimum design model of the expected life-cycle cost for ice-resistant platforms based on cost-effectiveness criterion is proposed. Multiple performance demands of the structure, facilities and crew members, associated with the failure assessment criteria and evaluation functions of costs of construction, consequences of structural failure modes including damage, revenue loss, death and injury as well as discounting cost over time are considered. An efficient approximate method of the global reliability analysis for the offshore platforms is provided, which converts the implicit nonlinear performance function in the conventional reliability analysis to linear explicit one. The proposed life-cycle optimum design formula are applied to a typical ice-resistant platform in Bohai Bay, and the results demonstrate that the life-cycle cost-effective optimum design model is more rational compared to the conventional design.
This paper presents an optimal decision model for minimizing the life-cycle cost of steel box girder bridges. The point is that it takes into account service life process as a whole, and the life-cycle costs include initial (design, testing, and construction) costs, maintenance costs and expected failure costs. The problem is formulated as that of minimization of expected total life-cycle cost with respect to the design variables. The optimal solution identifies those values of the decision variables that result in minimum expected total cost. The performance constraints in the form of flexural failure and shear failure are those specified in the design code. Based on extensive numerical investigations, it may be positively stated that the optimum design of steel box girder bridges based on life-cycle cost approach proposed in this study provides a lot more rational and economical design, and thus the proposed approach will propose the development of new concepts and design methodologies that may have important implications in the next generation performance-based design codes and standards.
An advanced model for assessing life cycle cost of the facility containing several subdivisions has been proposed with systems engineering approach. This model evaluates the maintenance cost in the sphere of the safety as well as in that of its functionality. The proposed approach has been shown to be more reasonable and practical than existing models. The serviceability and reasonability have been proved through evaluating life cycle cost of the reservoir which is a representative agricultural facility. In addition, the proposed method is helpful to make a maintenance strategy using the survival probability in the point of safety and functionality.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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