疲软的经济和不断上涨的能源价格导致人们对建筑效率的关注度提高。灯泡法规、住宅和电器的LEED和能源之星评级、更严格的建筑规范以及政府激励措施，都是全国为减少建筑行业的能源浪费而做出的努力的一部分。
美国近 40% 的能源被住宅和商业建筑消耗，这意味着提高它们的效率不仅可以省钱，还可以大幅减少碳排放。因此，一些建筑商正在将这一理念更进一步：既然我们可以建造一个不消耗任何能量的建筑，为什么要建造一个使用较少能量的建筑呢？
这就是“零能耗”建筑背后的理念，近年来它们在全国各地涌现。按照最纯粹的定义，零能耗建筑在其现场产生所需的所有可再生能源，从电网汲取的电力不超过其回馈的电力。
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考虑到树林里的棚屋在技术上是零能耗的，这个概念并不算新鲜。但过去十年中技术的进步使得设计能够100%生产自身能源的复杂建筑变得更加容易。根据新建筑研究所和零能耗商业建筑联盟昨天发布的一项研究，美国至少有21栋商业建筑符合零能耗标准。
它们的范围从办公室到图书馆再到小学。研究人员又发现了八栋未经证实的可能也是零能耗的建筑，以及另外39栋如果安装更多的现场可再生能源系统就可以归为零能耗的建筑，以及数十栋正在建设中的建筑。
“我们看到更大、更复杂的建筑的商业案例，我认为这是一个积极的迹象，”新建筑研究所的传播总监斯泰西·霍巴特说。“这些建筑物大多是较小的建筑物，而且大多数是早期市场的采用者。”大学和地方政府也对大部分建设负责，这主要是因为“他们有责任说，‘这是一栋零能耗建筑’，”霍巴特解释说。
扩展可能性
第一个商业规模的零能耗建筑是 2000 年在俄亥俄州奥柏林学院完成的环境研究中心。当时，该项目主要是一项可持续建筑的实验。
奥柏林环境研究项目主任大卫·奥尔在 1999 年中心的奠基仪式上说：“我们打算创造的不仅是一个上课的地方，更是一栋有助于重新定义人类与环境之间关系的建筑——一栋将扩展我们生态可能性的建筑。“我们现在知道这样的事情是可能的——可以设计出比他们获取的更多的建筑。”
此后，商业零能耗建筑稳步增加，根据最新研究，自 2008 年以来，完工的建筑物数量增加了一倍以上。由于结构保温、节能电器、新的政府激励措施以及太阳能价格的下降，像零能耗这样的昂贵绿色建筑项目现在触手可及。而且它们并不总是需要商业规模的预算。
当弗兰克·沃克两个夏天前第一次走进丹佛的一栋零能耗房屋时，他就知道自己想尝试建造一栋。作为科罗拉多州一家主要住宅建筑公司橡木屋的首席运营官，他简直不敢相信这样的结构是可能的。
他回忆说：“那天在丹佛是 102 度的高温天气，而房子里是 72 度，没有空调，也没有冷却系统。“就像建造一个保温瓶。”
这栋房子是由一位当地居民承包的，他研究过德国的“被动式房屋”，并想拥有自己的房屋。沃克说，这个设计非常高效，“你可以用吹风机给房子供暖。”
科罗拉多州 18.8 万美元的房屋
受他所见所闻的启发，沃克决定复制这座建筑。在丹佛大学勤工俭学项目的学生的帮助下，他的公司完成了两栋实验性的零能耗房屋——第二栋房屋最近以不到 19 万美元的价格售出。
在完善了零能耗设计后，橡木公司计划今年晚些时候开始在科罗拉多州销售更多此类房屋。每栋四居室房屋都将配备屋顶太阳能电池板、高效无水箱热水器、超隔热窗户和气密结构。
凭借 18.8 万美元的价格标签——仅比橡木公司同一房屋的能源之星版本高出 9,000 美元——它可能很快就会成为全国最实惠的零能耗房屋。预计每年节省约 750 美元的能源费用，房主有望在不到 12 年的时间内获得全部投资回报。
沃克说：“我们已经达到了我们市场上其他人无法达到的价格点，而且‘我们得到了很多很好的回应’。”
至少有十几家其他美国商业住宅建筑商已经开始提供零能耗住宅。总部位于洛杉矶的 KB Home 公司最近在其位于佛罗里达州、德克萨斯州、科罗拉多州和加利福尼亚州的部分地区的房屋中引入了零能耗选项。另一家公司 Nexus EnergyHomes 正在马里兰州弗雷德里克建造 59 个复式单元，并在切萨皮克湾附近建造 14 个额外的房屋。复式单元的面积约为 1,700 平方英尺——与橡木公司的房屋面积相同——售价为 27.5 万美元起。
每栋商业和住宅建筑都采用独特的可再生能源和建筑设计组合来实现零能耗，但几乎每个结构都具有一些共同的特征。大多数使用太阳能电池板来实现其大部分电力，并有许多窗户来尽量减少对人工照明的需求。紧密的隔热层和低能耗电器也是关键要素。矛盾的是，大多数建筑物实际上都会收到电费账单——尽管数量不多。
之所以会发生这种情况，是因为零能耗建筑可能需要在夜间从电网中提取电力来为灯光供电，例如，然后在第二天太阳能电池板效率最高时返回该能量。同样，居民可能需要在冬天支付取暖费，但在夏天，他们会收到因能源过剩而开出的支票。
过渡到一个没有电费账单的零能耗世界听起来理所当然，但这项技术仍然面临着重大障碍。
成本和空间仍然是缺点
一栋建筑的成功很大程度上取决于使用它的人。如果居住者不致力于通过关闭窗户和关闭电器来减少个人能源使用，那么零能耗结构很容易失去其地位，而变成仅仅是另一栋“高效”的建筑物。
一些地区也不太适合零能耗。一栋建筑需要有足够的阳光来为其太阳能电池板供电，这在人口稠密的城市中并不总是可能的，在这些城市中，高层建筑可以将阴影投射到较矮的建筑物上。霍巴特说，在炎热潮湿的气候中（例如在东南部），保持建筑物凉爽也很困难。但大多数专家认为，主要障碍仍然是价格。
霍巴特说：“大多数业主都不会在成本中增加 1%。他们只会按照规范建造。”将现有建筑物改造成零能耗的成本更高。
“当您把所有这些都放在一起时，回报就变得太大了，以至于没有意义，”沃克在谈到改造时说。除了太阳能电池板、更厚的窗户和新的供暖和制冷系统之外，建筑物通常需要比墙壁所能容纳的更多的隔热材料。这需要缩小房间或扩大外部，这并不便宜。沃克认为，零能耗升级适合那些“不太担心回报，而更关心为环境做一些好事”的人。
零能耗建筑可能不会很快主导这个行业，但随着无数商业和住宅项目正在进行中，这种趋势没有放缓的迹象。专家表示，政府对建筑效率的有力支持，加上成本下降，意味着我们可能会看到越来越多的零能耗建筑。
新建筑研究所执行主任戴夫·休伊特说：“已经设定了到 2030 年实现零能耗建筑的崇高目标。”“真正的好消息是，在多种气候和各种建筑类型中，都展示了极其节能的建筑物。这无疑对零能耗建筑的未来是一个好兆头。”
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