Automation of LCA and LCC calculations for civil works

Vid projektering av ett byggnadsverk är det viktigt att ta hänsyn till miljöpåverkan och kostnader under hela konstruktionens livslängd. Detta görs genom så kallade livscykelanalyser (LCA) och livscykelkostnadsanalyser (LCC-analys). En LCA berör miljöaspekter och potentiell miljöpåverkan genom en produkts hela livscykel d.v.s. ”från vaggan till graven”. I en LCC-analys summeras investeringskostnad samt kostnader för drift och underhåll under produktens livslängd. BIM 3D-modelleringsverktyg används för att modellera flertal olika byggkonstruktioner. Det optimala vore om det gick att utnyttja de kraftfulla BIM-verktygen tillfullo och kunna använda den information som redan finns i modellerna för att utföra LCA och LCC-analyser. Önskvärt vore om det även gick att koppla till företagsinterna moduler, t.ex. i detta projekt Trafikverkets Klimatkalkyl (ett verktyg som baseras på den vedertagna metoden för LCA). Syftet med examensarbetet är att integrera kostnad och miljöpåverkan i tidigt projekteringsskede genom automatisering av koppling mellan BIM-program och LCA-/LCC-verktyg. Genom automatisering av denna process kan optimering av konstruktioner effektiviseras. Ett Excelark har skapats genom programmering i Visual Basic for Applications (VBA) som hämtar materialmängder från antingen Tekla Structures, Excel eller genom manuell inmatning och sedan generar LCA- och LCC-rapporter. Dessa har sedan jämförts med tidigare genomförda LCA och LCCanalyser för att säkerställa utfallets reliabilitet. Resultatet av arbetet visar att framtagna LCA- och LCC-rapporter kan bidra till en effektivare projekteringsprocess för optimering av konstruktioner med hänsyn till miljö och kostnad. Excelarkets användarvänliga uppbyggnad gör det möjligt för personer med begränsad kunskap inom LCA och LCC att göra mer hållbara val vid projektering av en konstruktion. Detta bidrar till att främja hållbarhetstänk i företag och uppmuntrar anställda att arbeta mot ett gemensamt mål om en koldioxidneutral infrastruktursektor.While carrying out structural design work, it is important to take into consideration the environmental impacts and costs throughout the life time of the structure. This is done through life cycle assessment (LCA) and life cycle cost analysis (LCC analysis), respectively. LCA addresses the environmental aspects and potential environmental impacts throughout a product’s life cycle i.e. from cradle to grave. An LCC analysis summarizes the investment cost and costs for operation and maintenance during the life time of the product. BIM 3D modeling tool are used for modeling several different types of buildings and civil works. Ideally, digital information readily available through these powerful BIM tools, should be reused to perform LCA and LCC analyses. It would also be beneficial if it was possible to connect it to a company’s internal systems for instance in this study, the Swedish Transport Administration's “Klimatkalkyl” (a tool based on the method for LCA). The purpose of the thesis project is to integrate cost and environmental impact into the early design phase through an automated connection between BIM programs and LCA / LCC tools. By automating this process, optimization of structures can be made more efficient. An Excel sheet has been created through programming in Visual Basic for Applications (VBA) which retrieves quantities from either Tekla Structures, Excel or manual input and then generates LCA and LCC reports. These have then been compared with existing LCA and LCC analyses to ensure the program's quality. The result of the work shows that produced LCA and LCC reports can contribute to a more efficient structural design process for optimizing structures regarding environmental impacts and investment cost. The Excel sheet's user-friendly structure also enables people with limited knowledge in LCA and LCC to make more sustainable choices when undertaking structural design tasks. This helps to promote sustainable thinking in companies and encourages employees to work towards a common goal of a carbon-neutral infrastructure sector