源起

最早由丹麥的Esbensen教授在進行太陽能利用試驗時提出，Esbensen教授以丹麥的一棟居住建築（如下圖）做研究物件，對建築外圍護結構的保溫層進行節能處理，首次採用了太陽能集熱器以及具有良好保溫效能的蓄水池。

貝丁頓零能耗生態建築

經過上述改造後，建築能耗量大幅度降低，因此Esbensen教授認為，在建築節能設計中，只要採用合理的建築節能技術，配備先進的節能裝置，並充分利用太陽能能源，建築就可以達到摒棄其他能源供應的理想狀態，這一狀態的建築被稱為“零能耗建築”。

各國定義

但是，現代科技受到各種限制 ，在實際工程中，理想的“零能耗建築”比較難實現。目前，近零能耗建築可行性比較高。在全球範圍內，各個國家和地區的“近零能耗建築”又各不盡相同，較為著名的當屬德國的“被動房”。被動房在滿足舒適度要求和保證人體健康的前提下，建築能耗極低，其全年的空調系統耗能在0~15kWh/（㎡a）的範圍內，而建築總能耗低於120kWh/（㎡a）。

世界各國對“零能耗建築”的定義和評價標準

考慮到歐美國家的建築特點，“零能耗建築”主要針對三層以下的低矮建築。這類建築的能耗計算主要考慮了建築冬季供暖、夏季供冷所需能耗，而很少能夠考慮建築家用電器與照明的能耗。

物理邊界劃分

目前國際大多數國家以單棟建築為計算物件，根據是否與電網連線，將“零能耗建築”分為：

上網零能耗建築：電網輸送的能量和建築物產生的能量達到平衡，計算期內電錶的讀數為零；

網下零能耗建築：可再生能源供應產生的能量與建築物需要能量平衡，又稱為“無源建築”。

“零能耗建築”計算邊界示意圖

能耗計算範圍

根據建築節能設計標準設定，與建築物相關的能耗包括供暖、供冷、通風、照明、熱水使用等方面，然而這並不包括一些與使用者關聯度較大的能耗。例如插座負荷、電動汽車負荷等。

衡量指標

目前共有四類指標用於衡量“零能耗建築”：

終端用能

一次能源

能源賬單

能源碳排放

以上四類指標的評價結果有明顯差異。

我國選擇衡量指標，需要根據實際情況考慮，是確定一個還是選擇多個，需要具體問題具體分析。

轉換系數

一般而言，在確定衡量指標後，與建築物相關的能量就需要透過轉換系數統一到與衡量指標單位一致的水平上。目前，世界各國的能源結構並不盡相同，而且電網、熱網的組成也不同。因此，各國的轉換系數也會有很大差異，而轉換系數確定難度也將會進一步提升。

平衡週期

一般認為，以年為能量平衡計算的基本單位最為簡單合理。但也有些專家認為，可以基於平衡週期進行計算，例如30~50年，這主要是因為通常情況下，建築物會在30年~50年時進行一次大修。

我國是以年為計算週期的。

我國零能耗建築

透過以上零能耗建築因素（邊界劃分、計算範圍、衡量指標、轉換系數、平衡週期）的分析研究，結合我國實際情況，對中國“零能耗建築”影響因素進行了歸納總結（如下表）：

零能耗建築定義涵蓋內容及我國情況

我國“零能耗建築”的定義：以年為計算週期，以終端用能形式作為衡量指標，建築物及附近與其相連的可再生能源系統產生的能源總量大於或等於其消耗的能源總量的建築物。