Yhdysvaltojen rakennusteollisuus on merkittävä saastuttaja ja energian kuluttaja maailmanlaajuisesti. Halvempien ja vähemmän kestävämpien materiaalien yleistyessä rakennusjätteet nousivat 600 miljoonaan tonniin vuoteen 2018 mennessä, mikä merkitsi 300 prosentin kasvua vuodesta 1990. Tämä nopea kehitys on myös kasvattanut kasvihuonekaasupäästöjä, jotka saavuttivat ennätystasot vuonna 2023. Yrittämät vähentää jätettä, remontoida ja toteuttaa energiatehokkaita suunnitelmia törmäävät usein aikarajoihin, budjetteihin ja muuttuviin prioriteetteihin. Kuitenkin digitaaliset teknologiat—koneoppimisesta lohkoketjuun—tarjoavat mahdollisuuksia kestävyyden parantamiseen teollisuudessa. Drexel-yliopiston insinööritieteiden tiedekunnan tutkimus tutki näiden teknologioiden soveltamista jätteen ja hiilijalanjäljen minimoinnissa rakennusalalla, paljastaen sekä haasteita että mahdollisuuksia integraatiolle. Tutkimuksen keskeinen teema, kiertotalous, tarjoaa kestävän vaihtoehdon perinteiselle lineaariselle "ota-valmista-jätä" -mallille korostamalla materiaalien uudelleenkäyttöä, korjaamista ja kierrätystä. Tämä lähestymistapa ei ainoastaan hyödytä ympäristöä, vaan käsittelee myös sosiaalisen oikeudenmukaisuuden kysymyksiä, jotka liittyvät raaka-aineiden hankintaan kehittyvissä maissa. Laajentamalla materiaalien käyttöikää kaupunkikaivoksen ja paikallisen uudelleenkäytön kautta, kiertotalous voi parantaa kestävyyttä toimitusketjun häiriöiden varalta ja luoda uusia työpaikkoja. Vuosien varrella rakennusteollisuus on tullut yhä enemmän tuhlaksi priorisoimalla nopeaa rakentamista halvoilla materiaaleilla, mikä on johtanut lisääntyneeseen jätteen ja resurssien käyttöön.

Monet modernit rakennukset luottavat energiatehokkaisiin keinotekoisiin järjestelmiin sen sijaan, että ottaisivat käyttöön passiivisia suunnittelutekniikoita, jotka hyödyntävät luonnonresursseja. Siirtyminen kertakäyttöisiin rakenteisiin on lisännyt painetta luonnonvaroille ja kasvattanut taloudellisia riskejä. Digitaaliset innovaatiot, kuten materiaalipassit—digitaalinen rekisteri, joka yksityiskohtaisesti kuvaa materiaalin ominaisuuksia ja uudelleenkäyttömahdollisuuksia—voivat helpottaa rakennusmateriaalien seurannan ja palautuksen toimintaa, jolloin kestäviä käytäntöjä kannustetaan. Näiden työkalujen yhdistäminen rakennustiedon mallintamiseen (BIM) voisi auttaa luomaan markkinapaikan kierrätetyille materiaaleille ja tukea kiertotalouden tavoitteita. Tekoäly (AI) myös näyttelee keskeistä roolia kestävän suunnittelun parantamisessa. Se voi optimoida rakennusten tehokkuutta ja materiaalivalintoja samalla helpottaen olemassa olevien materiaalien tunnistamista ja palauttamista. AI voi varmistaa, että arvokkaita resursseja ei tuhlata ja tehostaa kierrätysprosessia. Materiaalien palauttamista parantavia tekniikoita ovat tällä hetkellä saatavilla, kuten purku—rakennusten huolellinen purkaminen materiaalien, kuten puun ja tiilien, pelastamiseksi. Jotkut Yhdysvaltojen kaupungit ovat jo ottaneet käyttöön purkusäännöksiä kestävyyden edistämiseksi. Kuitenkin useat esteet hidastavat kestäviä käytäntöjä, mukaan lukien vanhentuneet rakennusmääräykset, jotka eivät tue materiaalin uudelleenkäyttöä, koulutuksen puute kiertotalouden periaatteista sekä juurtuneet teollisuusajatukset, jotka vastustavat innovaatioita. Näiden haasteiden voittaminen vaatii vahvempia politiikkoja, kannustimia ja parannettua koulutusta käsitysten muuttamiseksi materiaalien palauttamisesta ja kiertotalouden suunnittelustrategioista.