美国建筑行业的能源消耗占总能源消耗的39%，其中商业建筑占了约一半。随着城市努力应对气候变化，提高商业建筑的能效是解决方案的关键部分。
匹兹堡大学斯旺森工程学院(University of Pittsburgh Swanson School of Engineering)和马斯卡罗可持续创新中心(Mascaro Center for Sustainable Innovation)的研究人员以匹兹堡市为例，根据商业建筑的设计、材料和用途创建了一个模型，以估计它们的能源使用和排放。虽然其他模型可能会受到公共记录数据匮乏的阻碍，但研究人员的城市建筑能源模型(UBEM)使用街道图像来分类和估计商业建筑的能源使用。他们的研究结果最近发表在《能源与建筑》杂志上。
“我们发现，在现有的文献中，商业建筑的规模一直是一个挑战。找到和处理城市环境中成百上千座建筑的详细信息是很麻烦的，甚至是不可能的，”Rezvan mohammadziazi说，他是斯旺森学院土木与环境工程系的主要作者和研究生。“研究人员需要基于建筑物建造时间或机械和电力系统的假设。我们希望通过使用图像处理，我们可以建立一个框架，减少一些假设。”
研究人员使用公开的地理信息系统(GIS)数据和街道图像来开发他们的UBEM，然后创建了20个原型建筑，包括8种商业用途类型。这些建筑按照使用类型和建设时期等分类进行了分类。
通过街道图像来确定建筑材料、窗墙比和楼层数，以及来自美国地质调查局的激光雷达数据来确定建筑高度，研究人员能够模拟和绘制匹兹堡209个结构的年度能源使用强度。当他们使用其他公开可用的数据验证他们的发现时，错误率只有7%。虽然目前主要是由研究人员观察图像来指导，但研究人员希望这个建模框架最终能利用机器学习来更快地分析和分类建筑图像。
对商业建筑的关注也是该研究领域的一个重要补充。
“在这个领域已经做了很多很好的工作，但专注于商业建筑的研究较少，因为有关商业建筑的数据比住宅建筑更难获取。它们更大，用途也更多样。”“我们想要确定，基于可接受的误差，商业建筑的城市模型是否准确，结果确实如此。”
其中一个目标是创建一个其他研究人员可以复制和构建的框架，另一个目标是帮助匹兹堡市实现其雄心勃勃的能源目标。匹兹堡已经加入其他22个美国城市的行列，成为“2030年特区”，承诺到2030年将能源使用、水消耗和交通排放减少50%。通过创建一个评估当前使用量的工具，这项研究可以帮助决策者制定能源目标和能效法规。匹兹堡大学是2030区成员之一，并承诺到2037年达到碳中和，以纪念皮特大学成立250周年。皮特助理教授Melissa Bilec自匹兹堡2030区成立以来一直参与其中。
“我们很幸运，也一直在努力工作，与匹兹堡市以及我们自己的匹兹堡大学设施管理学院建立了强有力的伙伴关系。马斯卡罗可持续创新中心重视并培养我们的内部和外部合作伙伴，”Bilec说，她也是罗伯塔·a·卢克斯巴赫土木和环境工程系的教员，也是马斯卡罗可持续创新中心的副主任。“如果在建筑行业没有积极的行动和坚实的规划，我们将无法达到或超过我们的气候和能源目标。模型，比如我们创建的模型，旨在帮助规划过程实现我们的目标。”
