本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
纽约——在德国南部斯图加特市，一座四层楼的现代玻璃房屋像环境可持续性的灯塔一样矗立着。它建于 2000 年，是“三零”建筑系列中的第一座，该概念由德国建筑师兼工程师 Werner Sobek 提出，它表示该建筑物是能源自给自足的（零能源消耗）、产生零排放，并且完全由可回收材料制成（零浪费）。
自第一座三零房屋建成以来，位于斯图加特的 Werner Sobek 工程和建筑公司已在德国设计并建造了另外五座，第七座计划在法国建造。这些建筑物（包括 Sobek 居住的四层塔楼）使用的能源来自太阳能电池和地热供暖。
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三零系列最新增加的房屋提高了能源效率的标准：它产生的能量比消耗的能量更多，Sobek 说。这座似乎漂浮在松树背景前的一层玻璃房屋，“是一个微型发电厂[它]向公共电网输送电力，”他在 12 月 2 日的一次关于其工作的讲座中说。讲座在库珀联盟科学与艺术促进会举行。
Sobek 认为，规划者、建筑商和政策制定者必须考虑如何在减少建筑物的环境影响的同时，努力减少汽车和其他行业的足迹。Sobek 说，建筑业占世界能源消耗和碳排放量的 35%，以及北美和欧洲产生的废弃物的 50%。他的工程师和建筑师正在努力减少维护房屋、办公楼、机场和桥梁所需的能源，以及建造和拆卸这些结构所用的能源。
在 1979 年石油危机之后，德国工程师开始建造“Passivhauses”，即被动式房屋。这些建筑物在不使用主动加热和冷却系统的情况下保持舒适的室内温度。相反，被动式房屋在冬季通过朝南的窗户和地下风道从阳光中获取热量，而气密密封件则防止夏季暖空气进入。但是由于窗户数量稀少且具有 300 毫米的隔热绝缘材料，“你就像生活在泡沫塑料箱里，”Sobek 说。
Sobek 力求与被动式房屋的效果截然相反，使用更薄的墙壁和更大的窗户，或者在三零房屋的情况下，使用全玻璃墙。“我发明了所谓的‘Aktivhaus’ [或主动式房屋]——可以打开你的灵魂、打开你的思想、打开你的心灵的建筑，”Sobek 说，他还是斯图加特大学轻型结构和概念设计研究所 (ILEK) 的负责人，并且是伊利诺伊理工学院的密斯·凡·德罗教授。然而，这些玻璃墙仍然提供隔热效果，因为它们是三层玻璃，这意味着它们有三层玻璃，层与层之间有空气空间。
为了实现三零房屋的轻型特性，Sobek 和他的建筑师和工程师尽量减少钢和混凝土的使用，这两种材料的制造都需要消耗大量能源。Sobek 说，生产混凝土中的一种成分水泥造成的碳排放量大于航空业的排放量。Sobek 解释说，在他的公司，工程师开发了一种向混凝土中注入气泡的技术，从而使混凝土的使用量减半。三零房屋也使用更少的钢材。例如，Sobek 的房屋有一个薄钢框架，其中包括玻璃面板之间的电缆。
或许，真正使三零房屋与零能源建筑区分开来的是它们材料的组合方式。尽可能避免使用胶水，因为在拆除建筑物时，胶水使得难以拆卸材料进行回收利用。“在被动式建筑中，15 到 20 种材料……都粘在一起。这只不过是剧毒废物，”Sobek 说。“没有人会整理这些材料，所以结果就是你把它们扔到垃圾堆里，希望下一代不要找到它们。”
相反，Sobek 认为建筑物的回收要求不应低于德国法律对其国内制造的汽车的规定：德国汽车的 90% 的零件必须是可回收的。借鉴汽车的组装策略，Sobek 的工程师和建筑师使用不锈钢螺栓将三零房屋组装在一起，只需使用扳手即可拧下螺栓。Sobek 说，这些建筑物与传统建筑物一样安全。
虽然 Sobek 的三零房屋目前仅在德国存在，但仅使用可再生能源的零能源建筑已开始在美国、英国和中国的部分地区涌现。在伦敦南部萨顿自治市的一个名为BedZED的社区，零能源房屋由玻璃和其他可回收材料制成，并具有提供电力的太阳能光伏电池。在科罗拉多州博尔德，开发商计划建造12 栋新的零能源房屋，这将是该国首批“生态社区”之一。
三零建筑物内部的图片，由flickr.com提供