Assessment of the technical condition of heritage buildings with the use of fuzzy logic

• Autorzy: Lendo-Siwicka Marzena , Trach Roman , Pawluk Katarzyna , Wrzesiński Grzegorz , Żochowska Ada

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2023.145257

Warianty tytułu

PL

Ocena stanu technicznego obiektów zabytkowych z wykorzystaniem logiki rozmytej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Construction objects must be protected not only at the stage of their construction, but also during exploitation. Particular attention should be paid to objects included in the list of monuments. The Act on the Protection of Monuments and the Guardianship of Monuments states that any building that is important for history and science can become a heritage building and should therefore be preserved. The aim of this article was to improve the method of visual assessment of the technical condition of heritage buildings with the use of fuzzy logic. The improved method is to facilitate the comparison of assessments of the technical condition of a building performed at intervals specified in the regulations, often by different people. The research was conducted on the basis of technical expertise prepared for five examined buildings that were tenement houses entered in the register of monuments. The use of the visual method provides for the assessment of individual elements of the object by an expert and a verbal description of the elements using a five-point scale. A significant limitation of this method is uncertainty associated with the exact ranges of the acceptable values, as these ranges are subjective and depend on the opinion of an evaluator. The impact of this limitation can be reduced by applying fuzzy logic. In the fuzzy logic model, as input variables the following were applied; assessments of the technical condition of individual elements of the object (underground structure, load-bearing walls, ceilings, roof, other elements) and an integral indicator of the technical condition of the entire historic object, calculated as the output value.

PL

Obiekty budowlane trzeba chronić nie tylko na etapie ich powstawania, ale także podczas eksploatacji. Szczególną uwagę należy zwrócić na obiekty wpisane na listę zabytków. Ustawa o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami podaje, iż zabytkiem stać się może każdy budynek, który ma znaczenie dla historii i nauki, przez co powinien być zachowany. Celem niniejszego artykułu było udoskonalenie metody wizualnej oceny stanu technicznego obiektów zabytkowych z wykorzystaniem logiki rozmytej. Udoskonalona metoda ma ułatwić porównanie ocen stanu technicznego budynku wykonywanych w określonych w przepisach odstępach czasu, często przez rożne osoby. Badanie przeprowadzano na podstawie ekspertyz technicznych sporządzonych dla pięciu badanych obiektów będących kamienicami wpisanymi do rejestru zabytków. Stosowanie metody wizualnej przewiduje ocenę poszczególnych elementów obiektu przez eksperta i werbalny opis elementów przy użyciu pięciostopniowej skali. Istotnym ograniczeniem metody wizualnej jest niepewność związana z dokładnymi zakresami dopuszczalnych wartości, ponieważ przedziały te są subiektywne i zależą od opinii oceniającej osoby. Wpływ tego ograniczenia można zmniejszyć za pomocą stosowania logiki rozmytej (Fuzzy Logic). W modelu logiki rozmytej jako zmienne wejściowe wykorzystano oceny stanu technicznego poszczególnych elementów obiektu (konstrukcja podziemna, ściany nośne, stropy, dach, inne elementy) i integralny wskaźnik stanu technicznego całego obiektu zabytkowego obliczony jako wartość wyjściowa.

Słowa kluczowe

EN

historic building; fuzzy logic; visual method; technical condition assessment

PL

obiekt zabytkowy; logika rozmyta; metoda wizualna; ocena stanu technicznego

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 69, nr 2
• Strony: 123--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Lendo-Siwicka Marzena

• Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Institute of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3457-2464

autor

Trach Roman

• Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Institute of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6654-9870

autor

Pawluk Katarzyna

• Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Institute of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6632-832X

autor

Wrzesiński Grzegorz

• Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Institute of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7715-3927

autor

Żochowska Ada

• Warsaw University of Life Sciences-SGGW, Institute of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6326-7963

Bibliografia

• [1] Ustawa z dnia 23 lipca 2003 r. o ochronie zabytków i opiece nad zabytkami. Dz.U. 2003 nr 162 poz. 1568. [Online]. Available: https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id$=$wdu20031621568. [Accessed: 13 May 2022].
• [2] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. - Prawo budowlane. Dz.U. 1994 nr 89 poz. 414. [Online]. Available: https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id$=$wdu19940890414. [Accessed: 13 May 2022].
• [3] M. Podwórna, “Określanie stanu technicznego obiektu budowlanego w wycenie nieruchomości”, in Nieruchomość w przestrzeni, vol. 5, 2019.
• [4] J. Jaskowska-Lemańska, D. Wałach, and J. Sagan, “Technical condition assessment of historical buildings - flowchart development”, Infrastruktura i ekologia terenów wiejskich / Infrastructure and ecology of rural areas, vol. 4, pp. 1755-1769, 2016, doi: 10.14597/infraeco.2016.4.4.132.
• [5] D. Ilter and E. Ergen, “BIM for building refurbishment and maintenance: current status and research directions”, Structural Survey, vol. 33, no. 3, pp. 228-256, 2015, doi: 10.1108/SS-02-2015-0008.
• [6] S. Bruno and F. Fatiguso, “Building conditions assessment of built heritage in historic building information modelling”, International Journal of Sustainable Development and Planning, vol. 13, no. 1, pp. 36-48, 2018, doi: 10.2495/SDP-V13-N1-36-48.
• [7] J. Arendarski, Trwałość i niezawodność budynków mieszkalnych. Warszawa: Arkady, 1978.
• [8] W. Baranowski, Zasady ustalania zużycia obiektów budowlanych: podstawowe nazewnictwo budowlane. Warszawskie Centrum WACETOB, 1998.
• [9] J. Ślusarek and M. Gorzel-Jaśniok, Problematyka zużycia technicznego obiektów szkolnych zrealizowanych w różnych technologiach. Wydawnictwo Politechniki Ślaskiej, 2012.
• [10] J. Pawłowicz, “Digital survey of damages on the façade of a historical building”, Acta Scientiarum Polonorum Architectura, vol. 20, no. 2, pp. 41-50, 2021, doi: 10.22630/aspa.2021.20.2.13.
• [11] B. Nowogońska, “Prognoza zmian stanu technicznego budynku mieszkalnego”, Construction Materials, vol. 1, no. 11, pp. 60-61, 2016, doi: 10.15199/33.2016.11.21.
• [12] B. Nowogońska, “Prediction of changes in the performance characteristics of a building”, Czasopismo Techniczne, no. 6, pp. 145-151, 2017, doi: 10.4467/2353737XCT.17.094.6570.
• [13] W. Rogala, “Regulation on technical conditions in reference to historical buildings”, Acta Scientiarum Polonorum Architectura, vol. 16, no. 2, pp. 77-84, 2017.
• [14] R. Bucoń and A. Sobotka, “Wyznaczanie zakresu remontu budynku mieszkalnego”, Budownictwo i Architektura, vol. 12, no. 1, pp. 15-22, 2013.
• [15] J.A. Goguen, L.A. Zadeh, “Fuzzy sets”. Information and control, vol. 8 (1965), pp. 338-353. L.A. Zadeh, “Similarity relations and fuzzy orderings”. Information sciences, vol. 3 (1971), pp. 177-200, The Journal of Symbolic Logic, vol. 38, no. 4, pp. 656-657, 1973, doi: 10.2307/2272014.
• [16] N. Ibadov and J. Kulejewski, “Construction projects planning using network model with the fuzzy decision node”, International Journal of Environmental Science and Technology, vol. 16, no. 8, pp. 4347-4354, 2019, doi: 10.1007/s13762-019-02259-w.
• [17] E. Plebankiewicz and D. Wieczorek, “Multidimensional sensitivity study of the fuzzy risk assessment module in the life cycle of building objects”, Open Engineering, vol. 8, no. 1, pp. 490-499, 2018, doi: 10.1515/eng-2018-0059.
• [18] E. Plebankiewicz, K. Zima, and D. Wieczorek, “Life Cycle Cost Modelling of Buildings with Consideration of the Risk”, Archives of Civil Engineering, vol. 62, no. 2, pp. 149-166, 2016, doi: 10.1515/ace-2015-0071.
• [19] J. Konior, “Technical Assessment of Old Buildings by Fuzzy Approach”, Archives of Civil Engineering, vol. 65, no. 1, pp. 129-142, 2019, doi: 10.2478/ace-2019-0009.
• [20] V.L. Borges Viana and M.T. Marques Carvalho, “Prioritization of risks related to BIM implementation in Brazilian public agencies using fuzzy logic”, Journal of Building Engineering, vol. 36, art. no. 102104, 2021, doi: 10.1016/j.jobe.2020.102104.
• [21] L. Bukowski and S. Werbińska-Wojciechowska, “Using fuzzy logic to support maintenance decisions according to Resilience-Based Maintenance concept”, Eksploatacja i Niezawodność, vol. 23, no. 2, pp. 294-307, 2021, doi: 10.17531/ein.2021.2.9.
• [22] F. Faqih and T. Zayed, “Defect-based building condition assessment”, Building and Environment, vol. 191, art. no. 107575, 2021, doi: 10.1016/j.buildenv.2020.107575.
• [23] S. Kartavykh, O. Komandyrov, P. Kulikov, V. Ploskyi, N. Poltorachenko, and S. Terenchuk, “Adaptation of fuzzy inference system to solve assessment problems of technical condition of construction objects”, Technology Audit and Production Reserves, vol. 3, no. 2, pp. 52-55, 2020, doi: 10.15587/2706-5448.2020.205364.
• [24] S. Terenchuk, A. Pashko, B. Yeremenko, S. Kartavykh, and N. Ershovŕ, “Modeling an intelligent system for the estimation of technical state of construction structures”, Eastern-European Journal of Enterprise Technologie, vol. 3, no. 2, pp. 47-53, 2018, doi: 10.15587/1729-4061.2018.132587.
• [25] J. Dębowski, “Problematyka określania stopnia zużycia technicznego budynków wielkopłytowych”, Czasopismo Techniczne. Architektura, vol. 104, no. 4-A, pp. 27-34, 2007.
• [26] R. Trach, K. Pawluk, and M. Lendo-Siwicka, “Causes of Rework in Construction Projects in Ukraine”, Archives of Civil Engineering, vol. 65, no. 3, pp. 61-74, 2019, doi: 10.2478/ace-2019-0034.
• [27] R. Trach, M. Lendo-Siwicka, K. Pawluk, and M. Polonski, “Analyze of direct rework costs in Ukrainian construction”, Archives of Civil Engineering, vol. 67, no. 2, pp. 397-411, 2021, doi: 10.24425/ACE.2021.137175.
• [28] U. Wiśniewska, Podejście kosztowe w wycenie nieruchomości. Metodologia, zużycie obiektów. Warszawa: Wacetob, 2015.
• [29] O. Castillo, P. Melin, J. Kacprzyk, and W. Pedrycz, “Type-2 fuzzy logic: theory and applications”, in 2007 IEEE international conference on granular computing (GRC 2007). San Jose, California, 2007, pp. 145-145.
• [30] Y. Trach, R. Trach, M. Kalenik, E. Koda, and A. Podlasek, “A Study of Dispersed, Thermally Activated Limestone from Ukraine for the Safe Liming of Water Using ANN Models”, Energies, 2021, vol. 14, no. 24, 2021, doi: 10.3390/en14248377.
• [31] R. Trach, Y. Trach, and M. Lendo-Siwicka, “Using ANN to Predict the Impact of Communication Factors on the Rework Cost in Construction Projects”, Energies, vol. 14, no. 14, 2021, doi: 10.3390/en14144376.
• [32] A. Baykasoglu, T. Dereli, and S. Das, “Project Team Selection Using Fuzzy Optimization Approach”, Cybernetics and Systems, vol. 38, no. 2, pp. 155-185, 2007, doi: 10.1080/01969720601139041.
• [33] R. Trach, Y. Trach, A. Kiersnowska, A. Markiewicz, M. Lendo-Siwicka, and K. Rusakov, “A Study of Assessment and Prediction of Water Quality Index Using Fuzzy Logic and ANN Models”, Sustainability, vol. 14, no. 9, art. no. 5656, 2022, doi: 10.3390/su14095656.