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2021年將成為解決氣候危機的競賽中的一個轉(zhuǎn)折點。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，人們希望世界將團結(jié)起來解決這一個世界性的危機。

關(guān)注建筑環(huán)境

建筑環(huán)境是政府去碳化進程的核心。從現(xiàn)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日本的建筑面積。

為了有機會實現(xiàn)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)展中國家快速增長的城市所建造的基礎(chǔ)設(shè)施就會向大氣中釋放2260億噸的二氧化碳，排放量超過用于建造現(xiàn)有發(fā)達國家基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量的四倍。國際能源署警告說，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(chǔ)設(shè)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(jù)報道，英國的公共部門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，但圍繞其建設(shè)、運營和維護的法律和經(jīng)濟框架及激勵機制也是政府的責任。因此，通過他們的采購權(quán)和創(chuàng)新政策決策，政府有機會塑造未來基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展方向。這些決定將嚴重影響未來公民的生活和地球的健康。

替代材料

繼續(xù)需要創(chuàng)新的一個關(guān)鍵領(lǐng)域是建筑材料。傳統(tǒng)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，從最初的開采到制造、運輸?shù)阶詈蟮奶幹谩?/span>

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(fù)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)境部門可以通過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(jié)能的可回收塑料板材代替產(chǎn)生碳污染的木質(zhì)板材。

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

數(shù)字和新興技術(shù)的作用

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

在某些情況下，政府正引領(lǐng)新技術(shù)的應(yīng)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，用于公共部門建筑的去碳化，其重點是能源效率的改善和熱能去碳化。與此同時，歐盟的目標是到2030年實現(xiàn)3500萬棟建筑的翻新。它優(yōu)先資助節(jié)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(guī)劃到拆除的整個生命周期中進行。雖然建筑信息模型（BIM）可能是最著名的基于技術(shù)的實踐，但人們越來越認識到從無人機到傳感器和3D打印等先進技術(shù)在改善建筑環(huán)境的理解、規(guī)劃、管理和居住方式方面所發(fā)揮的作用。

復(fù)雜的系統(tǒng)管理

綠化建筑環(huán)境的最大挑戰(zhàn)之一是協(xié)調(diào)。我們的基礎(chǔ)設(shè)施和建筑環(huán)境系統(tǒng)結(jié)合起來，形成了一個動態(tài)的 “系統(tǒng)的系統(tǒng)”，由其復(fù)雜性定義：不是靜態(tài)和可預(yù)測的，而是動態(tài)和不斷發(fā)展的。這些系統(tǒng)越來越具有網(wǎng)絡(luò)物理性，由相互作用的數(shù)字、模擬信號、物理信號和人組成，通過數(shù)字元素支持物理基礎(chǔ)設(shè)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(diào)變得比以往任何時候都重要的原因之一。
實現(xiàn)建筑環(huán)境去碳化的最重要的飛躍是利用最近在復(fù)雜系統(tǒng)管理方面的突破。系統(tǒng)工程可以用來協(xié)調(diào)和調(diào)和對建筑環(huán)境以及跨行業(yè)的不同需求。復(fù)雜性科學允許將建筑環(huán)境作為一個相互關(guān)聯(lián)的整體進行規(guī)劃，而數(shù)據(jù)科學可以對相互關(guān)聯(lián)的建筑環(huán)境所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進行分類，以對其進行持續(xù)的改進。
數(shù)字孿生技術(shù)提供了機會，通過提供有關(guān)排放和任何新出現(xiàn)的弱點的實時更新，以及測試項目升級影響的方法，使基礎(chǔ)設(shè)施項目更具可持續(xù)性和韌性。這對建筑環(huán)境的去碳化至關(guān)重要。例如，隨著電動汽車變得越來越普遍，數(shù)字技術(shù)被整合到公路和鐵路中，交通基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)將需要比以往更密切地與電網(wǎng)協(xié)調(diào)。

Nochta博士指出：“作為物理資產(chǎn)、系統(tǒng)和流程的現(xiàn)實數(shù)字的代表，數(shù)字孿生技術(shù)不僅可以幫助收集和處理數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生有關(guān)資產(chǎn)運營和管理的溫室氣體排放的分析結(jié)果，而且還可以提供一個數(shù)字環(huán)境，通過模擬各種選擇的影響，來減少排放，并監(jiān)測所實施的措施的影響。”