2021年將成為解決氣候危機的競賽中的一個(gè)轉折點(diǎn)。4月，英國制定了世界上最雄心勃勃減少溫室氣體排放的目標，承諾到2035年減少78%的排放。11月，英國將主辦COP26峰會(huì )，人們希望世界將團結起來(lái)解決這一個(gè)世界性的危機。

關(guān)注建筑環(huán)境

建筑環(huán)境是政府去碳化進(jìn)程的核心。從現在到2040年，將有2300億平方米的新建筑建成——相當于到2060年每年為地球增加相當于一個(gè)日本的建筑面積。

為了有機會(huì )實(shí)現巴黎氣候目標，到2030年，每平方米的能源強度將需要改善30%。到2050年，僅發(fā)展中國家快速增長(cháng)的城市所建造的基礎設施就會(huì )向大氣中釋放2260億噸的二氧化碳，排放量超過(guò)用于建造現有發(fā)達國家基礎設施數量的四倍。國際能源署警告說(shuō)，為了達到碳中和，到2030年，建筑的直接二氧化碳排放量必須下降50%，或者每年下降6%左右。

政府對大量的基礎設施和建筑環(huán)境直接負責，而且中央和地方政府擁有或租賃了世界上很大一部分的建筑。據報道，英國的公共部門(mén)可能造成了四分之一的建筑排放，并直接管理建筑環(huán)境的許多其他方面。

雖然不是所有的建筑環(huán)境資產(chǎn)都由政府直接擁有和運營(yíng)，但圍繞其建設、運營(yíng)和維護的法律和經(jīng)濟框架及激勵機制也是政府的責任。因此，通過(guò)他們的采購權和創(chuàng )新政策決策，政府有機會(huì )塑造未來(lái)基礎設施的發(fā)展方向。這些決定將嚴重影響未來(lái)公民的生活和地球的健康。

替代材料

繼續需要創(chuàng )新的一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域是建筑材料。傳統的建筑材料通常有很高的碳足跡。即包含其生命周期中造成所有排放，從最初的開(kāi)采到制造、運輸到最后的處置。

這樣計算，僅鋼鐵和水泥就占了全球碳排放的至少8%。使用可能具有較低碳足跡的新復合材料，比如由麻和菌絲體等天然產(chǎn)品或鋼塵等循環(huán)利用的廢舊產(chǎn)品甚至二氧化碳本身制成的新型建筑材料，建筑環(huán)境部門(mén)可以通過(guò)使用這些材料從根本上減少其碳足跡。包括建筑建材方面，可以使用綠色環(huán)保低碳節能的可回收塑料板材代替產(chǎn)生碳污染的木質(zhì)板材。

政府可以通過(guò)激勵設計師和建筑商，在包括在公共建筑的項目中，采取整個(gè)生命周期的方法來(lái)計算影響和選擇材料來(lái)支持新材料的使用。政府可以鼓勵設計師和開(kāi)發(fā)商不僅考慮建筑物的排放，而且考慮其材料的生產(chǎn)和處置過(guò)程。政府還可以鼓勵那些對廢物進(jìn)行回收利用的公司。例如，印度一家企業(yè)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出將建筑材料的廢品，包括碳排放本身，轉化為有用的材料的方法。

數字和新興技術(shù)的作用

在過(guò)去的10年里，在可用的技術(shù)方面取得了巨大的進(jìn)步，可以促進(jìn)建筑環(huán)境部門(mén)與自然更加協(xié)調，并更好地滿(mǎn)足人們的需求。

在某些情況下，政府正引領(lǐng)新技術(shù)的應用。在2021年1月的競爭之后，英國已悄悄地支付了9.32億英鎊的撥款，用于公共部門(mén)建筑的去碳化，其重點(diǎn)是能源效率的改善和熱能去碳化。與此同時(shí)，歐盟的目標是到2030年實(shí)現3500萬(wàn)棟建筑的翻新。它優(yōu)先資助節能改造，并將在2021年為所有歐盟建筑引入具有約束力的能源性能標準。

建筑環(huán)境的綠色技術(shù)發(fā)展正在建筑和公共空間從規劃到拆除的整個(gè)生命周期中進(jìn)行。雖然建筑信息模型（BIM）可能是最著(zhù)名的基于技術(shù)的實(shí)踐，但人們越來(lái)越認識到從無(wú)人機到傳感器和3D打印等先進(jìn)技術(shù)在改善建筑環(huán)境的理解、規劃、管理和居住方式方面所發(fā)揮的作用。

復雜的系統管理

綠化建筑環(huán)境的最大挑戰之一是協(xié)調。我們的基礎設施和建筑環(huán)境系統結合起來(lái)，形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的 “系統的系統”，由其復雜性定義：不是靜態(tài)和可預測的，而是動(dòng)態(tài)和不斷發(fā)展的。這些系統越來(lái)越具有網(wǎng)絡(luò )物理性，由相互作用的數字、模擬信號、物理信號和人組成，通過(guò)數字元素支持物理基礎設施的功能。這就是為什么參與建筑環(huán)境的人之間的協(xié)調變得比以往任何時(shí)候都重要的原因之一。

實(shí)現建筑環(huán)境去碳化的最重要的飛躍是利用最近在復雜系統管理方面的突破。系統工程可以用來(lái)協(xié)調和調和對建筑環(huán)境以及跨行業(yè)的不同需求。復雜性科學(xué)允許將建筑環(huán)境作為一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體進(jìn)行規劃，而數據科學(xué)可以對相互關(guān)聯(lián)的建筑環(huán)境所產(chǎn)生的大量數據進(jìn)行分類(lèi)，以對其進(jìn)行持續的改進(jìn)。

數字孿生技術(shù)提供了機會(huì )，通過(guò)提供有關(guān)排放和任何新出現的弱點(diǎn)的實(shí)時(shí)更新，以及測試項目升級影響的方法，使基礎設施項目更具可持續性和韌性。這對建筑環(huán)境的去碳化至關(guān)重要。例如，隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)變得越來(lái)越普遍，數字技術(shù)被整合到公路和鐵路中，交通基礎設施系統將需要比以往更密切地與電網(wǎng)協(xié)調。

Nochta博士指出：“作為物理資產(chǎn)、系統和流程的現實(shí)數字的代表，數字孿生技術(shù)不僅可以幫助收集和處理數據，以產(chǎn)生有關(guān)資產(chǎn)運營(yíng)和管理的溫室氣體排放的分析結果，而且還可以提供一個(gè)數字環(huán)境，通過(guò)模擬各種選擇的影響，來(lái)減少排放，并監測所實(shí)施的措施的影響?！?/span>