净零能耗建筑:住宅和商业

净零能耗建筑(NZEB)认证是国际生活未来研究所(ILFI)著名的生活建筑挑战的一个组成部分，该挑战被认为是世界上最严格的绿色建筑认证体系。“净零能耗建筑”指的是通过现场可再生能源产生所有所需能源的建筑。除了可再生能源发电，净零能源建筑认证要求项目建造在以前开发过的场地，灰地或棕地;不包括现场燃烧;不妨碍或降低新鲜空气、阳光和天然水道的质量;根据ILFI的网站，它的设计功能只是为了取悦人类。

由David Vandervort建筑事务所设计的10单元联排别墅zHome和凤凰城DPR建筑总部是如何在住宅和商业环境中实现净零能耗的最好例子，即使在表面上恶劣的气候条件下。

节能特性

据DPR建筑公司LEED AP BD+C的Ryan Ferguson介绍，这座拥有58个工作站、开放式办公室的DPR大楼是一座生活实验室。弗格森说:“我们已经试验了几种不同的建筑技术，可能在亚利桑那州行得通，也可能行不通。”“到目前为止，它们运行得很好，但总有改进的空间。”一个被动和主动的冷却系统，依靠自然对流，自然通风，和四个淋浴塔-蒸发冷却系统-用来帮助冷却空间，并帮助DPR实现净零能耗。

弗格森说:“我们降低了大楼的能源需求，我们用所需的最小的能源再生系统来抵消这一需求，最终采用了太阳能覆盖的停车场。”停车场设有79千瓦直流光伏板，在现场产生能量。建筑内部有82个Solatubes®，它们被放置在整个建筑中。弗格森说:“在白天，我们不用任何电力来照明。”

据生活建筑挑战技术总监、前zHome项目总监Brad Liljequist介绍，zHome项目结合了节能系统和节能技术，以降低能源消耗，实现净零能耗和净零二氧化碳排放。根据Liljequist的说法，对于西雅图地区的普通家庭来说，供暖和热水系统是最大的能源需求。zHomes利用了一个地源热泵系统，通过该系统，住宅可以从现有的社区井场抽取预加热水，以帮助减少需求。zHomes还使用热回收通风和白天照明。

Liljequist说:“我们非常仔细地考虑了窗户的位置，每个住宅都有一个朝北的天窗，从建筑上融入到住宅中，这也与住宅的通风策略相结合。”周姆斯还使用堆栈效应，在温暖的月份排出热空气。

除了由森林管理委员会(FSC)认证的木材和高效节能的膨胀聚苯乙烯绝缘材料制成的结构绝缘板(SIPs)， zHome单元还配备了高效节能的电器、LED和荧光灯、彩色编码开关插座，以帮助业主减少吸血鬼负荷(即待机电源)，以及单独的能源监测系统。Liljequist说:“我喜欢把零能耗住宅想象成零能耗住宅。”“在一天结束的时候，让房子在零的状态下运行真的是掌握在居住者手中，所以我们试图帮助他们。”

通过上述方法，zHome单位的能耗约为标准家庭的三分之一。光伏板，美观地集成到住宅建筑中，也产生电力，抵消剩余的能源使用。微型逆变器被用于太阳能电池板，而不是典型的大串逆变器，这导致零故障，并将能够实时监测每个电池板的性能。

虽然两个项目都实现了净零能耗，但节能是一个持续的过程。“我们一直在调整的是建筑控制系统。这就告诉可操作的窗户该在什么时候打开，球迷该在什么时候打开，”弗格森说。“这是整个系统中最复杂的部分。自从我们搬进来后，大楼的性能有所改善，这是因为我们一直在修改大楼管理系统。”

在追求净零能耗的早期阶段，zHome团队尝试了高效窗口。Lilijequist说:“我们发现在我们的海洋气候条件下，在我们的情况下，使用三层玻璃做所有其他事情是不划算的。”在对升级的成本进行了相对于平置光伏成本的分析后，研究小组选择安装双层玻璃窗。

未来的意义

除了为自己的项目实现净零能耗外，zHome和DPR项目还在每个项目周边社区产生了对净零能耗建设的兴趣。

弗格森说:“(这个项目)符合我们的核心价值观——正直、独特、享受和永远向前。”“对我们来说，诚信意味着做你说你要做的事，并且言行一致。我们觉得我们正在这么做，因为我们为很多有远见的公司做产品，我们也认为自己有远见，所以这个项目反映了这一点。”许多DPR客户已经注意到该公司树立的榜样，现在正努力将环保流程和材料纳入他们自己的项目中。

Ferguson说:“由于客户步行穿过我们的空间，每个人都想知道他们可以将多少自然光融入到项目中。”“他们想知道他们能做些什么来减少机械系统的能源账单，以及他们是否能将我们所做的一切纳入他们的项目中。”

根据Liljequist的说法，偶然观察到的人也意识到zHome的“特别之处”，这有助于激发人们对家庭节能的兴趣。“这是一个相当城市化的环境，”Liljequist说。“人们很容易就能看到这些房子的与众不同之处。”

zHome和DPR项目都是全球AEC行业节能运动的一部分，对未来具有重大影响。Liljequist说:“我认为我们正处于世界范围内朝向零碳能源建筑的压倒性运动的前沿。”“人们意识到，从技术和财务的角度来看，(净零能耗建筑)真的是可行的。人们谈论和追求这些建筑已经有一段时间了，但我认为变化的速度让每个人都大吃一惊。我们将在零能耗的建筑中看到更快的加速度这是所有人梦寐以求的，我认为这是非常令人兴奋的。它表明了创新的水平，以及我们的社区对气候变化的反应。”

自ILFI在2011年多伦多绿色建筑大会上首次推出净零能耗建筑认证项目以来，共有四个项目获得了该项目的认证。目前大约有150个项目正在通过“生活建筑挑战”(Living Building Challenge)认证，这是对深绿色建筑迅速普及的一种衡量。