生命周期分析铝合金VS不锈钢(翻译)

生命周期分析铝合金VS不锈钢

从成本，工程的生命周期考虑，对于建筑工程而言，铝是耐用性好，免维修的材料选择。

本篇旨在提供关于铝和钢之间总拥有成本的定量分析。本篇在MAADI 小组和加拿大铝业协会的帮助下，由德勤事务所提供。所有本篇中涵盖的信息由MAADI小组或第三方机构提供。所有金融模型由德勤基于所提供的数据完成。

项目生产周期：

审核总拥有成本

昂贵的项目决策往往倾向于现有的做法，而不是开发新的机会来节约长期成本。当新的工艺，原材或效益可以在市场上到时，投资决策过程往往是不被更新地，循旧的。评定标准通常不会考虑能真正反映项目生命周期的时间表，这会妨碍使用替代工艺和/或原材选择，这些往往能够在一个项目生命周期中起到节省长期成本的作用。当涉及到选择合适的桥梁材料时，这些因素是显而易见的。在未考虑替代原材或工艺对一座桥总成本和生命周期所产生的影响时，钢曾经是首选。

在项目生产周期上，决策者应当考虑总拥有成本框架来比较铝和钢材料的选择。每个项目都会是独一无二的挑战。对于大型的土木工程项目，方法思路和项目选择将会证明拥有整体长期成本观念的重要性。这种综合方案证明在项目生产周期上，相对于钢而言，铝是一种有效的成本效益替代材料。

评估实际项目成本肾病论坛

The Gartner 小组协助推广总拥有成本（TCO）思路。在遇到评估多个在效益和成本结构上有很大差异的解决方案时，TCO思路很快被计算机硬件，软件和运输行业所采用。重要的是，TCO思路通过考虑项目生产周期总成本来提供可持续评估。

比如说，我们买辆新车，通常会倾向于购置成本低的，尽管可能会碰到稳定性差和昂贵的修理费等后续问题。只有在考虑车辆整个生命周期成本时，才有可能评估所有备选方案。这种思路可以应用于大型的土木工程项目。

图1 这种生锈的钢铁桥横梁比耐蚀的铝桥需要更多的维修成本。

土木工程项目经营成本

当评估一个土木工程项目时，必须考虑四个成本种类：购置费，安装费，维修费&操作费，配置费。

购置费	通常是项目前期最大的成本，购置费包括材料，部件，土地等费用。
安装	一般包含购置费，代表所有的费用（包含运输）使资产实现功能化。安装成本差异很大，受其位置，管理，项目时间表，气候和其它项目具体细节限制
维修和操作	维修成本是每年必须的支出用来在所期望的生命周期中维护资产安全，使其功能化。
配置	往往被忽略，配置成本是关于解构去除，废弃物/回收和场地整治的所有成本和收入

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表1. 土木工程项目的成本目录

英格兰申办世界杯与其它行业相比，很多土木工程项目都是相对很高的购置费。尽管如此，当投资任何一个土木工程项目时，必须考虑维修和操作费用。总拥有成本思路提供了一种方法来评估备选方案，考虑项目生命周期中所有产生的费用。这通常是公共设施机构用于评估备选方案的首选方法。

铝的优势

很多土木工程项目，通常选择钢和混凝土，然而在一些项目中，原材比如说铝，必须考虑其优势所带来的效益。当替换钢时，铝能在总拥有成本比较低的情形下，提供同样的效益。

图2，铝桥在极度寒冷的气候下，仍能保持结构强度和耐腐蚀性。

铝的优势包括：

1，分量轻---铝的重量比大多数金属轻，只有钢，铁，铜，黄铜的三分之一重。铝的重量轻减少了运输费用和操作费用，并且通过替换钢，延长了生命和最大限度地提高桥梁的承载能力。

2，强度高----铝型材的结构强度能满足大部分应用所需。特别是在气候寒冷的情况下，铝的表现更好，因为随着气温的下降，铝的强度会变得更强。

3，无腐蚀性—铝自然产生一种保护性氧化物涂层，具有高抗腐蚀性，大大降低维护成本，无锈外观保持其美观。

4，导热和电—基于重量和整体成本，铝导热、冷性能优于其它普通金属，其导电是铜的两倍

5，弹性—铝结合了强度性和灵活性，能在负载下弯曲或受到冲击弹回。

6，可回收—铝具有较高的报废率，可以回收和重复使用，不失去任何优越特性，其配置会产生收益可能性。铝的重熔只需要很少的能量，在回收过程中，只需要5%的能量即可生产出原生金属。

7，可抛光—铝可以通过使用各种常见的技术来抛光，包括原漆，粉末漆，阳极氧化，电镀。

8，无缝—形状复杂的型钢可以用一片挤压法生产出来，无需机械连接法。这样做出来的部件强度高，不太可能泄露或松动，可以增加结构的生命周期并降低安装成本。

铝VS钢

基本特征和成本比较

很多土木工程项目，铝和钢是实用性的材料选择。这份研究把铝和三种钢防护饰面做了比较。下表提供了铝和钢种类的概述用来比较

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原料	基本特征
钢-2 层涂层	CSA G40.21等级 350W (ASTM 50W),标准商用喷砂SSPC-SP-6, 2层125微米厚浆环氧树脂
钢-3层涂层	CSA G40.21等级 350W (ASTM 50W ) 白级喷砂SSPC-SP-10 1层65微米富锌环氧树脂 1层100微米厚浆环氧树脂 1层50微米聚氨酯
钢-热镀锌	CSA G40.21等级 350W (ASTM 50W ), Standards CSA G-164 and ASTM-123，87微米厚度
铝-自然表面层	铝自然层，6xxx 和/或5xxx 合金

表2. 铝和钢涂层基本特征

为了准确的比较，我们选择了一个步行桥项目。此项目有以下特征：

型号	Pony Truss Warren
总长度（单跨桥）	21.3米—70英尺
净宽	1.8米—6英尺
重量	铝：3112公斤（6846磅）钢：5000公斤（11000磅）
重量比铝/钢	62%
桥面	黄松 38米
适用规范	S6-06(第二补充)

表3. 行人桥描述

图3. 这个铝桥描绘了在城市里一个典型的行人桥。

此项分析在城市和海洋环境中进行。城市环境代表了此项目最普通的环境，海洋环境则清楚地证明了铝耐腐蚀性的优势。

项目相关费用如下：

	工商联章程钢- 2 涂层	钢-3涂层	钢-热镀锌	铝-自然表面
安装	由于地理位置，气候，供应商距离远近，设计理念的不同，此处不具体考虑安装成本。不管怎样，安装中铝重量轻，在运输和操作中比钢节省了很多成本。如下例所示	同左	同左	同左
购置	26875美元	29690美元	26938美元	30979美元
维修	参看城市和海洋环境维修计划附录	同左	同左	无
基于2%通货膨胀，50年的配置价值	997美元	997美元	997美元	15793美元

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