建筑部门排放了大量的温室气体，因此必须采取紧急行动来避免气候灾难。未来几十年，净零能耗建筑将在遏制全球变暖方面发挥重要作用。当大多数人想到全球变暖和温室气体排放时，他们可能会想到运输中的化石燃料。因此，令人惊讶且重要的是，建筑部门产生了全球近 40% 的排放量。为实现《巴黎协定》的目标，建筑行业必须在 2050 年之前实现净零碳排放。这意味着全球数十亿建筑需要遵守规定，才能将全球变暖控制在 2 摄氏度以下。拜登政府还设定了到 2050 年实现净零碳排放的目标。
什么是净零能耗建筑？
净零能耗建筑是通过可再生资源制造或供应能源的建筑，从而实现零碳排放。简而言之，净零能耗建筑是指每年产生的能源与消耗的能源一样多。这些类型的建筑物可以从电 获取能量，并将未使用的能量送回以抵消其能源消耗。
不要被相互矛盾的术语所迷惑。NZEB 代表“净零能耗建筑”。ZNE 是“零净能源建筑”的缩写。它们都是同一个意思。它们也可能被称为“绿色建筑”。
“净零”和“零”是有区别的。例如，纽约州法律规定85% 的减排量必须来自该州自身的工业和能源排放。剩下的 15% 可能来自碳补偿，包括林业和农业。无论组织是停止自己的排放还是在其他地方抵消其减排量，碳抵消都有效。气候效应是一样的。
在 1970 年代，家庭屋顶上的太阳能电池板开始利用太阳能。这降低了能源成本，同时帮助了环境。加利福尼亚州和其他州制定了鼓励使用它们的计划，但它们并没有让我们到达我们需要的地方。虽然太阳能电池板很重要，但它们不能单独完成这项工作。
这是因为净零能耗建筑的方法必须更加全面。它需要包括许多促进节能的因素。它还应该远远超出单户可再生能源住宅和住宅建筑。它必须包括其他建筑类型，包括商业建筑。
以下部分将介绍实现净零能耗的一些方法。
建筑如何实现净零能耗？
设计实现净零能耗目标的节能建筑有几个因素。
1.地点
要建造净零能耗建筑，您必须考虑几个条件。建筑工地，你正在建造的地方，气候和建筑物的暴露都会产生影响。
除其他事项外，请考虑：
2.方向
建筑物的朝向取决于能否成功实现净零能耗。某些可再生能源发电机制，如太阳能电池板，在建筑物朝南时效果最佳。但节约能源的因素也很重要。除了利用太阳能之外，您还可以通过调整建筑物的方向以最大限度地利用阴影来节约能源。在温暖的气候中，这意味着您将需要更少地使用空调来保持建筑物凉爽。
照明是另一个重要因素。照明系统可占建筑物总能耗的近 25% 。将建筑物定向以利用自然采光可以减少该负载。窗户布置和天窗的使用是决定建筑物方向时可以考虑的策略。
您还可以将建筑物放置在自然风中。使用自然资源为建筑物的能源系统提供动力并降低能源需求，同时可以节约资源。
3.设计
接下来是建筑设计。确保尽可能选择最好的绝缘材料，以便建筑物尽可能多地节约能源。窗户（双玻璃或更好的三玻璃且有效密封）可以成为节约能源的主要因素。
被动策略与能源生产无关。它们是关于最大限度地减少能源使用 – 并最大限度地提高能源性能。事实上，它们在不使用能源的情况下运行，这就是它们帮助建筑物实现净零能源使用的原因：
保温的有效性以 R 值表示。这些因绝缘材料的厚度、密度和类型而异：R 值越高越好。保温类型包括：
4.可再生能源
设计高性能建筑的最后一步是根据建筑确定最相关的可再生能源。如果建筑物是工业规模的，风力发电机可能会在现场而不是场外使用。太阳能电池板可能是建造新房甚至可以改造房屋的方式。
积极策略通过使用可再生能源策略来减少建筑过程中的能源消耗，例如：
净零能耗建筑以各种方式对其当地电 作出反应。电 是集成的还是传统的会影响它与建筑物和策略（例如可再生能源）的交互方式。
换句话说，两种类型的 ZNE 构建类型必须协同工作以优化电 性能：
同时使用被动和主动策略将证明对公用电 和 ZNE 建筑物之间的关系最有利。
现有建筑物的净零改造
能源改造可以定义为在现有建筑物中添加新技术以减少能源消耗。改造建筑物的过程需要时间、计划以及大量材料、建筑设备和劳动力。改造现有建筑通常比新建建筑更环保且成本更低。当考虑建筑位置、当前设计和建筑稳定性时，情况确实如此。
根据研究，以下是我们所知道的关于改造成功率以及相关成本的信息：
改造能源项目通常用于提高效率。由于美国家庭的平均年龄接近 40 岁，因此迫切需要它们。但这不仅对 20 世纪早期或中期兴起的建筑物很重要。早在 1999 年就符合能源规范而建造的建筑物比现在建造的建筑物使用的能源多 67%。改造不仅是提高效率的措施；它们还具有成本效益，因为它们可以降低运营成本。两种策略特别有用：
在进行能源改造之前，创建一个包含以下步骤的行动计划会很有帮助。
改造建筑物以实现净零能耗的 5 种方法
简单地改造您的建筑不会自动产生净零能源节约。轻微的改变可能还不够。此外，每种情况都是不同的，因此没有一种万能的改造方法。工作量取决于修改需要的范围。这以及其他几个因素：气候、建筑物的原始设计、结构稳定性和您使用的材料。这些也会影响项目的成本。虽然改造几乎总是比从头开始便宜，但需要大量工作的旧建筑可能需要在材料、设备、拆除处置和劳动力方面进行大量投资。税收优惠和其他刺激措施可以抵消部分长期成本以及未来的能源节约。
以下是改造建筑以实现净零目标的五种方法：
1.更换过时的机械系统。
2. 隔离泄漏。
3.更换旧窗户。
窗户类似于绝缘。它们可以防止气候控制的空气逸出，同时防止空气和水进入房屋。能源之星提供了一个高效窗口列表。
4. 购买能源之星产品。
5. 改用可再生能源。
净零能耗建筑和电
尽管可再生能源的产量有所增加，但我们没有大规模储存能源的技术。仅水电大坝是远远不够的。如前所述，需要电 连接来帮助建筑物实现净零能耗。它将建筑物产生的任何多余能源送回公用电 。这涉及一个称为负载灵活性的概念，在该概念下，可以调整需求以适应风能和太阳能供应的波动。会有需求高峰期。但有时也会使用积极的可再生能源战略产生剩余电力。
负载灵活性涉及到电 的完全连接，其工作原理如下：
有两种不同的净零建筑类型：可再生能源导向和效率导向。
净零能耗建筑的未来
数十亿建筑物需要翻新或净零建造，以减少全球变暖并满足《巴黎协定》。为了实现这些目标，国家可再生能源实验室致力于可再生能源和节能技术的研发。现任美国总统政府的美国就业计划寻求在就业、可再生能源和更新基础设施方面投资 2 万亿美元。
这项投资将通过以下方式影响气候危机：
能源部已设定目标或指标，重点关注能源效率和可再生能源。其中：
各国对净零能耗建筑的倡议
各州也在采取行动。纽约的 2019 年立法制定了到 2040 年实现 100% 无碳电力和到 2050 年实现净零排放的目标。夏威夷在 2015 年采用了 100% 的目标。加利福尼亚、科罗拉多、缅因州、新泽西、新墨西哥、俄勒冈和华盛顿已经通过重大气候变化立法。除其他外，加州的计划要求所有新的商业建筑都是零净能源。它还要求到 2030 年将一半的现有商业建筑改造成零净能源使用。
私营部门的净零能耗建筑
在私营部门，改造市场的持续扩张与净零能耗建筑的新建相结合。尽管如此，要对全球变暖产生重大影响，能源效率投资和电 交互性必须大幅增加。这意味着将建筑改造率从每年约 1% 提高到每年 5% 以上。主动和被动策略必须协调使用。但建筑商不能停留在能源效率上。建筑物必须与电 完全交互，并能够利用灵活的负载管理。
结论
挑战是巨大的，但应对和克服它们的方法是众所周知的。我们只需要加速这些方法并使它们协同工作以最大限度地提高能源效率。如果我们为新建和现有建筑物这样做，我们就可以实现我们为 2030 年和 2040 年设定的目标。我们甚至可以实现 2050 年的目标，因为我们正在努力确定新的长期目标。
零碳建筑案例之伦敦布鲁内尔大厦
项目概况：Derwent London 与 Fletcher Priest Architects 合作，从位于大联合运河和毗邻帕丁顿车站的环境中汲取了布鲁内尔大厦的灵感，并同意该设计需要坚固的结构，以反映伟大工程师 Isambard Kingdom 的精神布鲁内尔。Fletcher Priest 提出的钢制外骨骼提案既是为了创造一个引人注目的地标，也是对下方管道隧道复杂地面条件的回应。除了帮助我们创造了丰富的体量和光线，包括 3.47m 的地板到天花板高度，它还实现了无柱地板空间，这为居住者的装修提供了极大的灵活性。
以社区为重点，无论是居住者还是游客，该设计抓住机会直接面向运河和一条新的牵引路段——这是增强建筑对所有人的舒适度的一个关键特征。为了补充这一点，引入了极大的滑动机库式门，以便接待区和双高餐厅可以直接与运河一侧互动。可持续性是布鲁内尔建筑设计的核心，特别是通过减少排放。包括含水层蓄热系统、战略性热质量放置和使用回收/再利用材料在内的各种解决方案有助于降低项目的碳足迹。
信息如下
地点：1 & 2 Canalside Walk，伦敦 W2 1DG
项目合作伙伴：Derwent London – 开发商，Fletcher Priest – 建筑师，Laing O’Rourke – 主要承包商
建筑类型：商业的
尺寸：22668平方米
项目状态：完工
影响区域：气候变化
项目亮点：
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