在全球范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)凈零碳足跡、使建筑更加可持續(xù)和節(jié)能的努力具有重大意義。但這不僅限于環(huán)境，還必須包括人民的健康和福祉。對(duì)房東、業(yè)主和租戶(hù)來(lái)說(shuō)，走可持續(xù)發(fā)展道路無(wú)疑預(yù)示著重大的長(zhǎng)期利益，包括但不限于節(jié)省建筑成本、提高員工生產(chǎn)率、減少病假人數(shù)。

從火車(chē)站到寫(xiě)字樓，在那些積極擁抱中心化、智慧城市的國(guó)家和那些落后的國(guó)家之間，一個(gè)全球性的轉(zhuǎn)折點(diǎn)正在逼近。但是，智慧城市不僅會(huì)帶來(lái)技術(shù)上的影響，還有助于發(fā)展周?chē)纳鐓^(qū)。畢竟，要讓智慧城市運(yùn)行起來(lái)，需要廣泛的服務(wù)。這需要健康和福祉、出行便利、餐廳和超市的便利以及其他服務(wù)相結(jié)合。

建筑設(shè)計(jì)也變得更加靈活。 重點(diǎn)是使用更少的材料和模塊化。這就好比用樂(lè)高積木一樣。一旦達(dá)到其目的，建筑物就可以很容易地被拆除并塑造成其他東西。例如，如果城市的體育場(chǎng)是在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，那么該區(qū)域現(xiàn)在可以用于其他功能，例如住宅、購(gòu)物甚至學(xué)校。

推動(dòng)這一趨勢(shì)的是數(shù)字化應(yīng)用的必要性。例如，雖然南非在某些方面仍然落后，但為了使該國(guó)為未來(lái)作好準(zhǔn)備，他們必須作出改變。實(shí)現(xiàn)凈零和接受智能將是這方面的關(guān)鍵因素。不過(guò)，預(yù)算永遠(yuǎn)是一個(gè)挑戰(zhàn)。但政府和私營(yíng)部門(mén)必須著眼于長(zhǎng)期潛力，而不是獲得短期投資回報(bào)。提高效率必須成為當(dāng)務(wù)之急?？沙掷m(xù)和智能成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必要條件。

不斷發(fā)展的工程實(shí)踐

過(guò)去，工程師和建筑師對(duì)他們從事的項(xiàng)目負(fù)有全部責(zé)任和控制權(quán)。但隨著這些項(xiàng)目變得越來(lái)越復(fù)雜，未來(lái)主義的設(shè)計(jì)理念突破了可能的界限，具有不同專(zhuān)業(yè)知識(shí)的工程師和建筑師開(kāi)始在不同的地理位置進(jìn)行合作。這已經(jīng)看到采用數(shù)字驅(qū)動(dòng)的協(xié)作工具。

如今，工程師和建筑師可以在虛擬環(huán)境中工作，遠(yuǎn)程審查和簽署設(shè)計(jì)和施工。一直走在采用這些新做法的前沿的工程公司已經(jīng)看到了改進(jìn)的結(jié)果，同時(shí)也降低了管理成本，提高了工人的安全性，甚至實(shí)現(xiàn)了更好的工作與生活平衡。

與眾不同的設(shè)計(jì)

人工智能 (AI) 繼續(xù)發(fā)展并在所有行業(yè)中變得更加復(fù)雜。人工智能用于生成設(shè)計(jì)、材料選擇和機(jī)器人過(guò)程自動(dòng)化的工程軟件。AI一般采用機(jī)器學(xué)習(xí)。這發(fā)揮了機(jī)器的優(yōu)勢(shì)，這些機(jī)器比人類(lèi)更好更快地提出數(shù)百種問(wèn)題解決方案，包括在更短的時(shí)間內(nèi)提供最有效的解決方案。

然而，機(jī)器只能接受我們的指令。因此，軟件提供的解決方案和準(zhǔn)確性?xún)H與我們輸入的信息一樣好。

衍生式設(shè)計(jì)也變得越來(lái)越流行。這是一個(gè)迭代設(shè)計(jì)過(guò)程，工程師或設(shè)計(jì)師在其中輸入問(wèn)題的某些約束條件（尺寸、重量、強(qiáng)度等），并要求計(jì)算機(jī)提供選項(xiàng)。然后將人工智能應(yīng)用于材料選擇、代碼合規(guī)性，甚至與問(wèn)題相關(guān)的任何其他促成因素。此外，機(jī)器人流程自動(dòng)化軟件使機(jī)器人能夠自動(dòng)執(zhí)行管理任務(wù)，例如開(kāi)具發(fā)票、驗(yàn)證變更單或管理工程量清單。

對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，人工智能已經(jīng)內(nèi)置到軟件中，但工程和架構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)者需要確保他們有可以訓(xùn)練和維護(hù)底層模型的人員，因此了解人工智能的具體應(yīng)用非常重要。

編碼過(guò)程

正如任何工程師或建筑師所知道的那樣，盡管人工智能可以帶來(lái)好處，但設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過(guò)程。隨著技術(shù)的發(fā)展，所需的核心技能和使用的工程語(yǔ)言也在不斷發(fā)展。傳統(tǒng)上，畢業(yè)生可能需要數(shù)學(xué)和物理作為背景才能完成學(xué)位。但在現(xiàn)代世界中，這必須通過(guò)計(jì)算機(jī)編程和數(shù)字工作流程的技能來(lái)加強(qiáng)。

以可視化編程為例。像Grasshopper這樣的平臺(tái)提供了一個(gè)可視化的編程界面，允許很容易地看到、理解和實(shí)現(xiàn)編程邏輯。從這里開(kāi)始就是參數(shù)化設(shè)計(jì)。這主要是通過(guò)腳本自動(dòng)識(shí)別設(shè)計(jì)中的參數(shù)。通過(guò)分配這些參數(shù)，工程師可以通過(guò)自動(dòng)化或手動(dòng)方式探索多個(gè)選項(xiàng)。

此外，一旦使用可視化編程平臺(tái)創(chuàng)建參數(shù)模型，工程師可以在幾秒鐘內(nèi)迭代選項(xiàng)，并且可以與客戶(hù)直觀地共享信息。

可持續(xù)成為優(yōu)先事項(xiàng)

除了軟件技術(shù)，結(jié)構(gòu)工程還可以利用技術(shù)來(lái)確保建筑物的設(shè)計(jì)和建造高效且可持續(xù)。這些工程師正在積極尋求低碳建筑材料，以減少建筑環(huán)境的碳足跡?；炷良夹g(shù)的進(jìn)步為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)提供了解決方案，幫助建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)其凈零碳排放目標(biāo)。

在這一領(lǐng)域，隱含碳已成為減少結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的不利影響的重要因素。它可以定義為建筑物或基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)之前的碳足跡。這主要與不同的生命周期階段相關(guān)：材料提取、制造和生產(chǎn)、施工、使用壽命期間的損壞和維修，以及使用壽命結(jié)束時(shí)的考慮。

具有彈性

當(dāng)談到建筑的可持續(xù)性，彈性和冗余系統(tǒng)成為一個(gè)巨大的影響因素。氣候變化使發(fā)生嚴(yán)重天氣事件的可能性大大增加，這增加了洪水和風(fēng)力破壞的風(fēng)險(xiǎn)。工程師的責(zé)任是考慮到這一點(diǎn)，并為任何潛在的未來(lái)事件設(shè)計(jì)未來(lái)的建筑。

在這方面，先進(jìn)的基于模型的可交付成果，與核心結(jié)構(gòu)工程的多種服務(wù)集成，以及使用新材料和高性能織物等概念起到了幫助作用。

人們對(duì)智能建筑如何幫助減少人們的碳足跡也越來(lái)越感興趣。全球?qū)δ茉蠢玫膿?dān)憂(yōu)，以及考慮到有些電網(wǎng)的不穩(wěn)定，是推動(dòng)智能建筑增長(zhǎng)需求的主要因素。