《Structural Safety》：Augmented life quality index approach for social life cycle assessment in engineering structures: Societally and environmentally acceptable failure probabilities
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生命周期评估（LCA）在建成环境中的工程结构领域日益重要，但仍需进一步发展。研究人员提出一种增强生活质量指数（augmented life quality index, LQI）用于工程结构的社会与环境生命周期评估（S-LCA与E-LCA）。原始LQI此前已应
生命周期评估（LCA）在建成环境中的工程结构领域日益重要，但仍需进一步发展。研究人员提出一种增强生活质量指数（augmented life quality index, LQI）用于工程结构的社会与环境生命周期评估（S-LCA与E-LCA）。原始LQI此前已应用于结构安全规范与文献中，但尚未进入社会生命周期评估，也未纳入环境维度。其主要应用是通过权衡生命安全改善的成本与收益，确定结构的社会可接受失效概率，这使LQI成为S-LCA及广义LCA发展的理想候选。本文描述了如何在遵循前沿S-LCA指南与规范的前提下使用LQI，随后提出基于E-LCA的新颖增强：将隐含排放的影子成本加入结构安全成本中，从而融合社会、经济与环境可持续性。通过典型结构设计案例研究表明，LQI可用于S-LCA以确定结构可接受失效概率，且E-LCA增强的LQI准则可使可接受可靠度指标降低约0.1至0.3，该降低幅度取决于影子价格与材料成本之比。
研究背景方面，建成环境中生命周期评估方法日益受到重视，但既有研究多聚焦建筑与工程结构的环境与经济影响，对社会维度如安全性的关注不足。结构安全关乎社会重大利益，而建造活动同时带来环境与经济损失，全球建筑业贡献超10%GDP且约承担20%CO2排放，因而需在安全、可负担性与可持续性间优化设计。ISO2394与Eurocode EN 1990区分了基于货币优化的最优可靠度与基于人命安全的社会可接受可靠度，后者为本文焦点。广义可持续性涵盖环境、经济、社会三大支柱，生命周期可持续性评估（LCSA）将其形式化为E-LCA+LCC+S-LCA。其中S-LCA成熟度最低，UNEP指南与ISO14075指出其面临利益相关方群体界定、社会影响表征模型选择等挑战；同时既有LCA框架一般只能比较方案，无法直接判定设计是否“最优”或“可接受”。为弥补上述缺口，研究人员引入原本用于结构安全决策的生活质量指数（LQI），并将其增强以纳入环境排放。
主要关键技术方法上，研究人员依托Pandey与Nathwani建立的LQI理论，以人均GDP（G）、预期寿命（E）及工作休闲时间比（q）构造序数型社会效用指标L=GqE，利用微分形式dL/L=q·dG/G+dE/E表达“净收益准则”；将边际延寿投资转化为边际救生成本（MLSC）框架下的社会支付意愿（SWTP），并以人口学常数Cx与年死亡率变化dμ关联预期寿命增量。在此基础上，研究人员遵循UNEP四阶段S-LCA流程（目标范围、清单、影响评价、解释），把结构失效概率作为社会安全影响类别，并将E-LCA中隐含碳排放影子价格折算为当量货币成本并入安全投资项，形成增强LQI准则。案例基于典型建筑结构设计进行参数化演算与敏感性分析。
研究结果部分，第2节“建成环境中的S-LCA”指出，UNEP指南与EN 15643虽列出工人、社区、消费者及可达性、安全、韧性等社会子类，但缺乏定量表征模型；结构失效引发的费用、功能丧失与伤亡应成为S-LCA安全维度的核心，且需超越方案比较建立可接受安全判据。第3节“生活质量指数”回顾LQI公式与净收益准则，说明dL/L>0对应边际救生投资被社会接受，并推导?dG≤(G/q)(dE/E)≈?(G/q)Cxdμ，将GDP损失、延寿收益与死亡风险下降挂钩；3.3节进一步揭示不同GDP与预期寿命国家会导致可接受失效概率差异。第4节“LQI在S-LCA中的使用”将LQI嵌入S-LCA影响评价阶段，作为连接结构设计、成本与安全的表征模型，符合UNPL指南且不替代既有利益相关方分类。第5节“增强LQI准则”在案例中显示，加入隐含排放影子成本后，原仅由人命价值决定的可接受可靠度指标β可下调约0.1~0.3，下调量随影子价格/材料成本比增大而增大。第6节敏感性分析确认该结论对GDP、预期寿命、Cx及排放因子均呈连续响应。
讨论部分总结，研究人员指出增强LQI首次在S-LCA中提供可量化“可接受”而非仅“较优”的设计门槛，把环境影子成本内部化揭示了安全冗余与低碳材料之间的权衡；该框架兼容ISO2394与EN 1990的可接受可靠度概念，并为LCSA提供跨支柱加权原型。结论部分译文如下：研究人员提出增强LQI以拓展LQI至S-LCA与E-LCA，在典型结构设计中证明该方法可导出社会可接受失效概率，且环境增强使可接受可靠度指标降低约0.1至0.3，降幅由影子价格相对材料成本决定；这为社会、经济与环境可持续性的协同优化及建成环境生命周期标准发展提供了量化路径。论文发表于《Structural Safety》。
