01 什么是凈零能耗建筑？
“凈零能耗建筑”（net zero energy building）一詞源于美國。所謂凈零能耗建筑，是指全年總能耗量近似等于在現場或在其他地方所生產的可再生能源量的建筑。
美國能源部建立“Net-Zero Energy Commercial Building Initiative”，提出到2030年，所有新建公共建筑將按照凈零能耗標準進行建造；到2040年，50%的既有公共建筑達到凈零能耗要求；到2050年，所有公共建筑達到凈零能耗。
02 實現凈零能耗的十大步驟
要打造凈零能耗建筑，無論是全新建設還是舊樓改造，都需要全盤考慮能源系統和能源技術。以下10個步驟可以助力建筑轉化為凈零能耗。
1.了解建筑物的能耗情況。制定一份旨在打造全電力設施的計劃，以確定能源需求，并對現場或電網的可再生能源進行規劃來滿足這些需求。
2.制定能源預算。制定空間能耗標準，然后計算該空間每周的發電量是多少。
3.讓建筑能夠適應當地氣候。將建筑目標聚焦于盡可能降低熱增益、減少能源需求并盡可能利用可再生能源。
4.根據建筑能源模型選擇建筑表皮。與工程師和能源模型建模人員合作，優化能源方案，集成先進的機械系統，并在設計早期評估可再生能源發電機會。
5.采用外部遮陽設施。利用建筑形體、高層遮陽裝置、散熱翅片、百葉窗和其他遮擋物自行遮陽，以減少對制冷系統的依賴，并將光線反射到空間陰面。
6.注重采光設計。有策略的布置窗戶、遮陽板和太陽能管，以增加采光。
7.規劃室外空間。利用外部中庭、樓梯和其他室外空間減少整棟建筑因制冷所需的能量。
8.促進自然通風。在設計自然通風方案時，可以根據當地的氣候，充分利用新鮮空氣，一年可縮減4到6個月的供暖和制冷開銷。
9.減少插頭負載。智能傳感器和數字控制功能使租戶能夠控制空調、插頭負載、恒溫器和照明設施，并有助于在空間閑置時降低能耗。
10.在本土化解決方案中優先整體考慮所有系統。閉環和回收系統可以從一個系統中收集廢棄物，并將其用作另一個系統的能量來源。
03 凈零能耗建筑項目
美國John J.Sbrega健康科學大樓
地點位于美國馬薩諸塞州福爾河地區，屬于布里斯托爾社區學院，總建筑面積50,628平米。
能耗信息：
能源消耗強度(EUI）：51 kbtu/sf-yr（所有電力來自太陽能光伏）
屋頂光伏發電：65,000 千瓦時
校園光伏發電：720,000 千瓦時
校園光伏使用百分比：20%+/-
來自太陽能熱水系統的生活熱水：265 千卡（占生活熱水使用量的 100%）
可再生能源碳足跡抵消：745,000 磅二氧化碳/年
年度能源成本強度(ECI)：1.6 美元/SF
基于90.1-2007基線節余：100%（可再生能源），70%（非可再生能源）
采暖日（65℉）：5,884
冷卻日（50℉）：2,743
每周運營小時：72
新加坡SDE4大樓
這是由新加坡國立大學設計與環境學院設計的一座創新教育建筑，SDE4是一個占地8500平方米的6層多學科空間，也是新加坡第一個新建的凈零能耗建筑，SDE4位于新加坡南部海岸克萊門蒂大道附近的一個小山丘上，建筑包括了超過1500平方米的設計工作室，一個500平方米的開放廣場，各種各樣公共和社交空間，工坊和研究中心，還包括一個新的咖啡館和圖書館。
該設計秉承了東南亞本土熱帶建筑的原則：超過50%的面積是自然通風的，大部分房間都可以開敞，以享受微風的吹拂。空調只在需要的時候使用，得益于交叉通風從而涼爽的體量穿插在建筑空間中，這些空間模仿了熱帶陽臺的特征，可以充當熱緩沖或者社交空間。整個建筑被交替使用的露臺、景觀陽臺以及各種靈活空間所點綴。
墨西哥瓜達拉哈拉新機場航站樓
這座建筑的屋頂是木制的多孔屋頂，形狀呈波浪狀，可以過濾陽光，并提供內部的氣候控制空間。白色的柱子，類似于樹枝，支撐著屋頂，有助于減少建筑占地面積。
為了達到凈零能源目標，整個機場都制定了多種環境戰略，以減少60%的能源消耗和90%的碳足跡。其中包括改進的采光、隔熱、眩光控制、遮陽、自然通風與省煤器冷卻相結合、高性能機械系統和建筑管理系統。
美國紐約州凱瑟琳·格林學校
這所建筑面積6,317.4平方米的兩層學校的設計符合了SCA綠色學校指南的標準（代替了LEED作為項目的綠色認證）。其中一個可持續發展和低能耗的特點是整個建筑采用了一個超緊密、高性能的建筑圍護結構，并采用預制墻板板作為雨幕系統。這些外墻板板將雨水導入收集雨水的地下水箱。
為了實現凈零能耗的目標，項目還在部分墻板處安裝了太陽能電池板來抵消建筑的用電。
美國奧蘭多麥當勞旗艦店
在覆蓋著太陽能電池板的天幕下，餐廳是對佛羅里達州氣候的可持續和健康的回應。通過優化建筑和廚房系統，降低了能源消耗。現場發電策略：18,727平方英尺的光伏板，4,809平方英尺的玻璃集成光伏板，和25個離網停車場燈產生的能量比餐廳使用的還要多。
利用濕潤的亞熱帶氣候，建筑在65%的時間內都是自然通風的。由室外濕度和溫度傳感器控制的Jalousie窗戶在需要空調時自動關閉。
其他可持續發展的策略包括：減少城市熱島效應的鋪裝材料，重新引導雨水的表面，增加生物多樣性的1766平方英尺的綠色生活墻，新的LED照明和低流量管道裝置。
江森自控亞太總部大樓
江森自控（Johnson Controls）是智慧建筑領域的領軍企業，其亞太地區新總部大樓，這座3.5萬平方米的建筑位于上海市長寧區虹橋臨空經濟園區，坐落在蘇州河畔。
這是中國首座獲得所有三項頂級可持續認證的建筑，包括美國綠色建筑協會LEED（能源與環境設計先鋒獎）新建建筑鉑金級認證、中國綠色建筑設計標識三星級認證和IFC-世界銀行EDGE（卓越高能效設計）認證。與當地市場標準相比，這座建筑預計可節省44％的總能耗。
上海中心大廈
上海中心大廈設計團隊從概念設計到施工都以綠色建筑為核心。大樓最重要的永續設計元素是獨特的雙層幕墻，包裹塔樓的玻璃幕墻充分利用自然采光，減少照明用電；透明的外墻為建筑減低熱傳導，減少空調供暖耗電。這些還有其他許多綠色措施大幅降低了項目的各項能源消耗，預計每年能減少34,000噸的碳足跡。
