疲軟的經濟和不斷上漲的能源價格導致人們對建築效率的關注度提高。燈泡法規、住宅和電器的LEED和能源之星評級、更嚴格的建築規範以及政府激勵措施，都是全國為減少建築行業的能源浪費而做出的努力的一部分。
美國近 40% 的能源被住宅和商業建築消耗，這意味著提高它們的效率不僅可以省錢，還可以大幅減少碳排放。因此，一些建築商正在將這一理念更進一步：既然我們可以建造一個不消耗任何能量的建築，為什麼要建造一個使用較少能量的建築呢？
這就是“零能耗”建築背後的理念，近年來它們在全國各地湧現。按照最純粹的定義，零能耗建築在其現場產生所需的所有可再生能源，從電網汲取的電力不超過其回饋的電力。
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考慮到樹林裡的棚屋在技術上是零能耗的，這個概念並不算新鮮。但過去十年中技術的進步使得設計能夠100%生產自身能源的複雜建築變得更加容易。根據新建築研究所和零能耗商業建築聯盟昨天釋出的一項研究，美國至少有21棟商業建築符合零能耗標準。
它們的範圍從辦公室到圖書館再到小學。研究人員又發現了八棟未經證實的可能也是零能耗的建築，以及另外39棟如果安裝更多的現場可再生能源系統就可以歸為零能耗的建築，以及數十棟正在建設中的建築。
“我們看到更大、更復雜的建築的商業案例，我認為這是一個積極的跡象，”新建築研究所的傳播總監斯泰西·霍巴特說。“這些建築物大多是較小的建築物，而且大多數是早期市場的採用者。”大學和地方政府也對大部分建設負責，這主要是因為“他們有責任說，‘這是一棟零能耗建築’，”霍巴特解釋說。
擴充套件可能性
第一個商業規模的零能耗建築是 2000 年在俄亥俄州奧柏林學院完成的環境研究中心。當時，該專案主要是一項可持續建築的實驗。
奧柏林環境研究專案主任大衛·奧爾在 1999 年中心的奠基儀式上說：“我們打算創造的不僅是一個上課的地方，更是一棟有助於重新定義人類與環境之間關係的建築——一棟將擴充套件我們生態可能性的建築。“我們現在知道這樣的事情是可能的——可以設計出比他們獲取的更多的建築。”
此後，商業零能耗建築穩步增加，根據最新研究，自 2008 年以來，完工的建築物數量增加了一倍以上。由於結構保溫、節能電器、新的政府激勵措施以及太陽能價格的下降，像零能耗這樣的昂貴綠色建築專案現在觸手可及。而且它們並不總是需要商業規模的預算。
當弗蘭克·沃克兩個夏天前第一次走進丹佛的一棟零能耗房屋時，他就知道自己想嘗試建造一棟。作為科羅拉多州一家主要住宅建築公司橡木屋的營運長，他簡直不敢相信這樣的結構是可能的。
他回憶說：“那天在丹佛是 102 度的高溫天氣，而房子裡是 72 度，沒有空調，也沒有冷卻系統。“就像建造一個保溫瓶。”
這棟房子是由一位當地居民承包的，他研究過德國的“被動式房屋”，並想擁有自己的房屋。沃克說，這個設計非常高效，“你可以用吹風機給房子供暖。”
科羅拉多州 18.8 萬美元的房屋
受他所見所聞的啟發，沃克決定複製這座建築。在丹佛大學勤工儉學專案的學生的幫助下，他的公司完成了兩棟實驗性的零能耗房屋——第二棟房屋最近以不到 19 萬美元的價格售出。
在完善了零能耗設計後，橡木公司計劃今年晚些時候開始在科羅拉多州銷售更多此類房屋。每棟四居室房屋都將配備屋頂太陽能電池板、高效無水箱熱水器、超隔熱窗戶和氣密結構。
憑藉 18.8 萬美元的價格標籤——僅比橡木公司同一房屋的能源之星版本高出 9,000 美元——它可能很快就會成為全國最實惠的零能耗房屋。預計每年節省約 750 美元的能源費用，房主有望在不到 12 年的時間內獲得全部投資回報。
沃克說：“我們已經達到了我們市場上其他人無法達到的價格點，而且‘我們得到了很多很好的回應’。”
至少有十幾家其他美國商業住宅建築商已經開始提供零能耗住宅。總部位於洛杉磯的 KB Home 公司最近在其位於佛羅里達州、德克薩斯州、科羅拉多州和加利福尼亞州的部分地區的房屋中引入了零能耗選項。另一家公司 Nexus EnergyHomes 正在馬里蘭州弗雷德里克建造 59 個複式單元，並在切薩皮克灣附近建造 14 個額外的房屋。複式單元的面積約為 1,700 平方英尺——與橡木公司的房屋面積相同——售價為 27.5 萬美元起。
每棟商業和住宅建築都採用獨特的可再生能源和建築設計組合來實現零能耗，但幾乎每個結構都具有一些共同的特徵。大多數使用太陽能電池板來實現其大部分電力，並有許多窗戶來儘量減少對人工照明的需求。緊密的隔熱層和低能耗電器也是關鍵要素。矛盾的是，大多數建築物實際上都會收到電費賬單——儘管數量不多。
之所以會發生這種情況，是因為零能耗建築可能需要在夜間從電網中提取電力來為燈光供電，例如，然後在第二天太陽能電池板效率最高時返回該能量。同樣，居民可能需要在冬天支付取暖費，但在夏天，他們會收到因能源過剩而開出的支票。
過渡到一個沒有電費賬單的零能耗世界聽起來理所當然，但這項技術仍然面臨著重大障礙。
成本和空間仍然是缺點
一棟建築的成功很大程度上取決於使用它的人。如果居住者不致力於透過關閉窗戶和關閉電器來減少個人能源使用，那麼零能耗結構很容易失去其地位，而變成僅僅是另一棟“高效”的建築物。
一些地區也不太適合零能耗。一棟建築需要有足夠的陽光來為其太陽能電池板供電，這在人口稠密的城市中並不總是可能的，在這些城市中，高層建築可以將陰影投射到較矮的建築物上。霍巴特說，在炎熱潮溼的氣候中（例如在東南部），保持建築物涼爽也很困難。但大多數專家認為，主要障礙仍然是價格。
霍巴特說：“大多數業主都不會在成本中增加 1%。他們只會按照規範建造。”將現有建築物改造成零能耗的成本更高。
“當您把所有這些都放在一起時，回報就變得太大了，以至於沒有意義，”沃克在談到改造時說。除了太陽能電池板、更厚的窗戶和新的供暖和製冷系統之外，建築物通常需要比牆壁所能容納的更多的隔熱材料。這需要縮小房間或擴大外部，這並不便宜。沃克認為，零能耗升級適合那些“不太擔心回報，而更關心為環境做一些好事”的人。
零能耗建築可能不會很快主導這個行業，但隨著無數商業和住宅專案正在進行中，這種趨勢沒有放緩的跡象。專家表示，政府對建築效率的有力支援，加上成本下降，意味著我們可能會看到越來越多的零能耗建築。
新建築研究所執行主任戴夫·休伊特說：“已經設定了到 2030 年實現零能耗建築的崇高目標。”“真正的好訊息是，在多種氣候和各種建築型別中，都展示了極其節能的建築物。這無疑對零能耗建築的未來是一個好兆頭。”
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