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Procedia Engineering 196 (2017) 565 – 570

Creative Construction Conference 2017, CCC 2017, 19-22 June 2017, Primosten, Croatia

Life cycle costing as an important contribution to feasibility study in construction projects

Renata Schneiderova Heralova*

Czech Technical University in Prague, Faculty of Civil Engineering, Thakurova 7, 166 29 Prague, Czech Republic

Abstract

The purpose of this paper is to highlight the role of life cycle cost (LCC) analysis in the feasibility study of construction projects, especially in the public sector. Feasibility study is usually conducted in the early phase of construction projects when the greatest benefit of LCC can be obtained. The commonly used construction cost minimization approach should be replaced with LCC optimization. In order to achieve the maximum value for money, all costs incurred over the whole life span must be evaluated. Life cycle costing is a method of economic analysis directed at all costs related to constructing, operating, and maintaining a construction project over a defined period of time. The optimization of the LCC of a project, construction or equipment, is essential for the complex decision-making process. It is then at this point that the solution with the minimum value of LCC can be chosen. The public sector in the Czech Republic is now beginning to require quantification of LCC when deciding on construction. In addition, LCC has become a criterion in public tenders. This paper summarizes the experience of assessing building designs in terms of LCC. Not only public sector benefits are identified and summarized but also some significant difficulties. Case studies are provided.

copy; 2017 The Authors. Published by Elsevier Ltd.

Peer-review under responsibility of the scientific committee of the Creative Construction Conference 2017.

copy; 2017 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

Peer-review under responsibility of the scientific committee of the Creative Construction Conference 2017

Keywords: construction project; feasibility study; life cycle cost; public sector

Introduction

Buildings as the outcome of construction projects are long-lasting goods and decisions connected with construction projects have long-term consequences [1]. Yet often, building owners or investors focus only on the purchase cost when they make decisions about such matters as building design, equipment, energy systems, and they

* Corresponding author. Tel.: 420 22435 4522; fax: 420 224354516.

E-mail address: heralova@fsv.cvut.cz

1877-7058 copy; 2017 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

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doi:10.1016/j.proeng.2017.08.031

then tend to ignore future operation or maintenance costs [2]. They lose a holistic view of real cost in a building, and this can result in selecting a rather cost-inefficient solution. Life cycle cost (LCC) in general consists of an initial investment (usually construction costs) and the follow-on costs (ordinary payments - energy, utilities, cleaning and maintenance, irregular costs for renewal or replacement), while some LCC methods also include the costs of demolition. [3]. Life cycle costing is a commonly recommended method for searching out cost-optimal solutions for product design and it has also turned into one of the more often used tools in the design phase of building generally. The early design phases (programming and pre-design) play a crucial role for the future performance of a building throughout the life cycle – at this early stage the optimization potential can be enormous at a very small cost. Bogenstatter points out that these early design stages influence up to 80% of building operational costs[4]. In the later design phases the possibility of change rapidly decreases with simultaneously increasing costs. The operating costs proceed to overstep the construction costs by a multiple. The exact exceeding point as well as the proportion of purchase to operating costs depends on the quality of construction, the intensity of use and the type of building, as well as on the designated life span. Both academic research and the industry itself claim that an integrated design process, including life cycle costing and optimization, can significantly reduce the operating and maintenance costs [3]. The utilization of LCC analysis allows an early estimate of the operational saving potential

and/or collection and assessment of alternatives.

Literature review

• 1. Life cycle costing

The history of LCC began in the US Department of Defense in the mid-1960s. RICS (The Royal Institution of Chartered Surveyors) introduced a method of collecting data concerning running costs of buildings in 1971 (BMCIS

- Building Maintenance Cost Information Service). The British Ministry of Industry published a document “Life- cycle costing in the management of assets” in 1977. In 1983, a framework for data collection was published applicable to establishing a project LCC by Flanagan, Norman [5]. In the mid-1980s attempts were made to relate LCC more towards construction projects [6]. Recently several research projects have been carried out targeted at establishing the LCC methodology for the construction industry.

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2017年创意施工会议，2017年CCC，2017年6月19 - 22日，克罗地亚、普里摩斯坦

生命周期成本法在建设项目可行性研究中的重要贡献

Renata Schneiderova Heralova*

捷克布拉格捷克技术大学土木工程学院thakurova 7, 166 29布拉格，捷克共和国

摘要

本文的目的是强调生命周期成本（LCC）分析在建筑项目，特别是在公共部门可行性研究中的作用。可行性研究通常在建设项目的早期阶段进行，以获得最大的LCC收益。应该用LCC优化代替常用的建筑成本最小化方法。为了达到物有所值的最大价值，必须评估整个使用期间所发生的所有成本。生命周期成本法是一种经济分析方法，针对与在特定时间段内建设、运营和维护建设项目相关的所有成本。项目、建筑或设备的LCC优化对于复杂的决策过程至关重要。那么在这一点上，可以选择具有最小LCC值的解决方案。捷克共和国的公共部门现在开始要求在决定施工时量化LCC。此外，LCC已成为公开招标的标准。本文总结了根据LCC评估建筑设计的经验。不仅公共部门的福利得到确认和总结，而且还有一些重大困难。提供案例研究。

关键词：建设项目；可行性研究；生命周期成本；公共部门

1. 引言

建筑作为建设项目的结果是持久的商品，与建筑项目相关的决策具有长期的后果[1]。然而，建筑物所有者或投资者往往只关注建筑设计，设备，能源系统等决策时的购买成本，而往往忽视未来的运营或维护成本[2]。他们失去了建筑物实际成本的整体观点，这可能会导致选择一个效率相当低的解决方案。生命周期成本（LCC）一般包括初始投资（通常为建设成本）和后续成本（普通支付 - 能源，公用事业，清洁和维护，不定期的更新或替换成本），而一些LCC方法也包括拆迁费用。 [3]。生命周期成本法是寻找产品设计成本最优化解决方案的一种常用方法，并且在建筑设计阶段一般也已成为常用工具之一。

早期的设计阶段（编程和预设计）对整个生命周期中建筑的未来性能起着至关重要的作用 - 在这个早期阶段，优化潜力巨大，而且成本非常低，Bogenstatter指出，这些早期的设计阶段会影响建筑运营成本的80％[4]。在后期的设计阶段，变化的可能性迅速下降，同时成本增加。运营成本继续超过建筑成本的倍数。确切的超标点以及采购与运营成本的比例取决于施工质量，使用强度和建筑类型以及指定的使用寿命。学术研究和行业本身都声称，包括生命周期成本核算和优化在内的综合设计流程可以显着降低运营和维护成本[3]。 LCC分析的使用可以对运行节能潜力进行早期估算和/或收集和评估替代品。

1. 文献综述
   1. 生命周期成本

LCC的历史始于20世纪60年代中期的美国国防部。 RICS（英国皇家特许测量师学会）在1971年引入了一种收集建筑物运行成本数据的方法（BMCIS

- 建立维护成本信息服务）。英国工业部于1977年发布了一份文件“资产管理中的生命周期成本计算”。1983年，公布了适用于建立Flanagan，Norman [5]的LCC项目的数据收集框架。在20世纪80年代中期，人们尝试将LCC更多地与建筑项目联系起来[6]。最近几项研究项目已经针对建筑行业建立LCC方法而进行。例如亚伯拉罕和迪金森[7]关于处置建筑物的研究，其中使用LCC计算来量化处置成本。 Aye等人[8]使用LCC评估建筑物的一系列财产和施工方案。 Bogenstatter [4]在早期设计阶段促进了主动LCC计算的可用性。他开发了一个采用LCC特定值的模型，即标准化的类型数字。

自1992年以来，LCC的概念已被接受为英国标准。LCC的定义于2000年进行了修订，并纳入ISO 15686第1部分 - 服务寿命规划。 建筑和建筑资产标准ISO15686将LCC谨慎地描述为：“一种能够在特定时间段内进行比较成本评估的技术，同时考虑到初始成本和未来运营成本方面的所有相关经济因素”。

最近，在建筑研究机构（BRE）建立了一个终身使用中心，为秘书处提供了一个行业领先的终身成本论坛（WLCF）[9]。 本论坛旨在使成员能够通过仅限会员的数据库汇集和接收典型的WLC信息，并生成行业接受的定义，工具和方法。 TG4小组[10]成立于2001年，作为可持续建设工作组的一部分。这样做是为了编写一份关于LCC施工计算的报告，并就如何在欧洲政策层面实施LCC提出建议。 结果是一份报告“任务组4：建设中的生命周期成本”。最新的举措是Davis Langdon的项目[11]“生命周期成本核算的欧洲常用方法”。

尽管建议LCC方法的兴趣迅速发展，但建筑领域LCC的接受和利用仍然有限[12,13,14]。Cole和Sterner [15]，Flanagan等人[16]以及诺曼[17]表明，行业专业人士对LCC优势的不完全理解是LCC接受程度有限的主要原因。这些作者指出，理论与实践之间存在差距。然而，他们都没有充分澄清这种差距的可能原因。

• 1. 可行性研究

可行性研究是在建设项目的最初阶段进行的入门研究。任何可行性研究的目标都是要确定一个项目是否是一个合理的建议。另一个目标是帮助确定可能的替代方案。可行性研究有助于开发额外的项目文件，如业务案例，项目执行计划和战略简报。可行性研究的有效性将影响项目的完成。

传统上，项目可行性研究是通过考虑投资回报，市场需求和供应，市场状况风险分析等财务问题来制定的[18]。有用的可行性研究应该不仅仅是一套财务预测。 [19]号文献促进了将传统的项目可行性研究方法转变为采用可持续发展原则的新方法的迫切需要。这些属性通常可以分为三大支柱 - 经济，社会和环境绩效方面。

设计师和工程顾问应该在可行性阶段接受采访，并要求就不同替代方案及其对项目可持续性影响的专业意见作为生命周期成本。这种新方法的实施表明了所有项目利益相关者的合作，包括政府，客户，建筑师，工程顾问，承包商和供应商[20]。

• 1. 可行性研究中的LCC工具

投资者的决策方案，不仅可以评估投资成本，而且能够评估生命周期的节约和收益，因此将目标仅从建设成本转向决定生命周期成本[21,22 ]。可持续设计的主要问题是如何将经济优化纳入早期设计阶段。在这个项目阶段做出的设计决策决定了建筑物的整个生命周期的有效性。

总的来说，早期设计阶段的生命周期成本评估是基于应用可比较建筑物的参考值。估算施工，运营和维护成本的数据主要通过对现有建筑数据或建筑元素集合进行回归分析来收集[3]。使用相同的程序来估计建筑物或建筑构件的寿命。生命周期成本计算的另一种方法是利用中等价值作为建筑成本的百分比作为年度常规支付。因此，建筑元素的建筑成本和使用寿命被用作计算其整个生命周期中建筑物更新的基础[22]。参考值问题仍然是生命周期成本计算中最大的问题之一，因为数据很少可靠，即使可访问也很昂贵。

生命周期成本计算通常使用折现现金流量法来计算生命周期成本。评估建筑物生命周期成本的最合适和最常用的方法是计算净现值（NVP）和等效年度成本（EAC）。后一种方法特别适用于寿命可变的替代方案[20]。

LCC可以使用四种不同的建筑学习时间：经济，技术，物理和效用寿命[23]。经济寿命是对建筑物盈利时间的估计。技术寿命是技术使建筑物过时之前的估计年数。物理寿命是在物理上有可能使用建筑物的估计时期。最后，建筑物使用寿命是建筑物能够满足既定性能标准的估计值。在LCC中，经济寿命是最常见的，因为计算强调了成本最小化的观点[23]。

1. 案例研究
   1. 最高审计局：新的拥有建筑或办公空间租赁？

最高审计局（SAO）是一个独立机构，负责审计捷克共和国的所有经济活动。 SAO执行主权职能，独立于立法、行政和司法权力。它的独立性最大程度地保护了SAO免受政治影响。这种体制独立还得到适当的财务独立。 SAO目前位于租用的旧办公楼内，正在考虑购买新办公楼。作为决策支持的可行性研究得到了贯彻。可行性研究的一个重要部分是替代方案的生命周期成本核算，即：

●建设新的基础设施 - 现代高效认证建筑，空间灵活，供暖，通风和空调（HVAC）智能建筑系统，17000平方米BGF和62000立方米封闭区域。建筑成本取自作者的数据库，其中包括参考建筑物的价格。对参考建筑物的研究给出了更换和维修费用。建筑物的回收价值是研究期末预期市场价值的估计值。

●购买现有办公室 - 40年历史的办公楼，16955平方米BGF，7万立方米封闭区域。购买成本等于投标价格;运营成本从账户中提取。维护和更新费用是根据建筑物的技术状况估算的。建筑物的回收价值是研究期末预期市场价值的估计值。

●办公空间租赁 - 现状。 40年的办公楼，16955平方米的BGF，7万立方米的封闭区域。经营和租金成本来自账户。

表1.研究期20年的替代品的生命周期成本计算。

成本项目 建设新的 购买当前 租赁当前

基地设施 办公空间 办公空间

1. 实现新办公空间（3年）期间当前办公空间的租金成本（620.000欧元/年）
2. 实现新办公空间期间（3年）当前办公空间的运营成本（560.000欧元/年），新办公空间运营成本（380.000欧元/年）

可行性研究的结果是建立新办公空间的建议。 该选择的总生命周期成本最低（见表1）。 计算了基于租赁成本（620.000欧元/年）和运营成本（180.000欧元/年）节约成本的投资回收期。 公共部门的回收期为26年，因为它比经济，技术，物理和效用寿命短。 目前（即2017年3月），项目准备工作已在进行中。

• 1. 亚洲，非洲和美洲文化Naacute;prstek博物馆的知识建筑

该项目旨在建立一个新的存储库，允许将现有不合规存储库中的展品迁移到具有适当条件的新处所。 它的面积达4600平方米，将在未来50年内储存超过15万件具有国内和国际重要性的展品。

拟议的可行性研究表明建设项目的经济可持续性。 可行性研究的一个重要部分是生命周期成本。 表2列出了LCC的最终重述，已经计算了生命周期成本的最低，最高和平均水平。建筑成本取自作者的数据库，其中包括参考存储库建筑的价格。 运营成本在参考存储库建筑物的基础上估算。对参考建筑物的研究给出了更换和维修费用。

表2.存储库建筑（设计），研究期20年的生命周期成本计算。

成本项目 最低（欧元） 最高（欧元） 平均（欧元）

可行性研究的最终结果是建议

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