제로 넷 에너지 (ZNE) 빌딩, 넷 제로 에너지 빌딩 (NZEB), 넷 제로 빌딩 또는 제로 카본 빌딩으로도 알려진 제로 에너지 빌딩은 총 에너지 소비가 0 인 순수 에너지 빌딩이며 연간 기준으로 건물에서 사용되는 재생 가능 에너지의 양은 현장에서 생성 된 재생 가능 에너지의 양과 대략 동일하거나 다른 곳의 신 재생 에너지 원에 의한 다른 정의에서와 동일합니다. 따라서이 건물들은 유사한 ZNE 이외의 건물에 비해 전체 온실 가스를 대기에 덜 기여합니다. 그들은 때때로 재생 가능하지 않은 에너지를 소비하고 온실 가스를 생산하지만 다른시기에는 다른 곳에서 동일한 양으로 에너지 소비와 온실 가스 생산을 줄입니다. 유럽 ​​연합과 다른 합의 국가들에 의해 승인되고 이행 된 유사한 개념은 2020 년까지이 지역의 모든 건물을 nZEB 기준에 맞추는 것을 목표로 거의 제로 에너지 빌딩 (nZEB)이다. 제로 에너지 빌딩은 새로운 건설을 위해 더 널리 보급되고있다 기존 주택을 업그레이드하는 것만 큼 상당히 희귀합니다.

개요
대부분의 제로 순 에너지 빌딩은 그리드로부터 에너지의 절반 이상을 얻고 다른 시간에 같은 양을 반환합니다. 일년 내내 잉여의 에너지를 생산하는 건물은 “에너지 플러스 빌딩”이라고 할 수 있으며, 생산하는 것보다 약간 더 많은 에너지를 소비하는 건물을 “거의 제로 에너지 빌딩”또는 “초저 에너지 하우스”라고합니다.

제로 에너지 빌딩을 얻으려면 건물의 에너지 사용을 태양 전지 패널이나 풍력 터빈과 같은 제로 탄소 소스를 사용하여 현장에서 생성 할 수있는 모든 지점까지 줄여야합니다. 에너지 사용은 다음과 같이 감소합니다 :

벽, 지붕 ​​및 지하 천장에 두꺼운 단열재 (최대 12 “)를 설치하고,
겨울철에 집안으로 차가운 공기가 새어 나가는 것을 방지하고 여름에 따뜻한 공기가 집안으로 들어가는 것을 방지하기 위해 임시 보관을합니다.
난방 / AC 시스템을위한 새로운 냉장고 및 새로운 순환 팬과 같은 효율적인 기기 설치.
이중창 또는 3 중 유리창 (단일 유리 판의 절연재로 최대 8 배)을 설치합니다.
고효율의 열 펌프 (열 펌프는 난방을 위해 천연 가스 또는 석탄과 같은 화석 연료를 태우는 것보다 약 4 배 효율적 임)로 집을 난방합니다.
효율적인 LED 전구 사용 (백열등처럼 전기를 생산할 때 효율이 약 5 배인 LED, 즉 전구, 전구).

현대의 제로 에너지 빌딩의 개발은 주로 새로운 에너지 및 건설 기술 및 기술의 진보를 통해 가능 해졌다. 여기에는 단열 효과가 높은 스프레이 폼 단열재, 고효율 태양열 패널, 고효율 히트 펌프 및 높은 절연성의 낮은 E 트리플 유리창이 포함됩니다. 이러한 혁신은 기존 및 실험 건물에 대한 정확한 에너지 성능 데이터를 수집하고 고급 컴퓨터 모델에 대한 성능 매개 변수를 제공하여 공학 설계의 효율성을 예측하는 학술 연구에 의해 크게 향상되었습니다.

무 에너지 건물은 스마트 그리드의 일부가 될 수 있습니다. 이 건물의 장점 중 일부는 다음과 같습니다.

재생 가능 에너지 자원 통합
플러그인 전기 자동차 통합 – 차량 대 그리드
제로 에너지 개념의 구현

순수한 제로 개념은 에너지, 물 및 폐기물과 같은 광범위한 자원에 적용 가능하지만. 일반적으로 에너지는 다음과 같은 이유로 목표 대상으로 삼는 첫 번째 자원입니다.

에너지, 특히 천연 가스 나 난방유와 같은 전기 및 난방 연료는 비쌉니다. 따라서 에너지 사용을 줄이면 건물 주인 돈을 절약 할 수 있습니다. 대조적으로, 물과 폐기물은 싸다.
에너지, 특히 전기 및 난방 연료는 높은 탄소 발자국을 가지고 있습니다. 따라서 에너지 사용을 줄이는 것이 건물의 탄소 배출량을 줄이는 주요 방법입니다
건물의 에너지 사용 및 탄소 발자국을 현저히 줄이기위한 잘 정립 된 방법이 있습니다. 여기에는 단열재 추가, 용광로 대신 열 펌프 사용, 낮은 E 이중 또는 3 중 유리창 사용 및 지붕에 태양 전지판 추가 등이 포함됩니다.
열 펌프, 태양열 패널, 3 중 창문 및 단열재 설치에 대한 정부 보조금 보조 및 세금 감면 혜택이있어 건물 소유주를위한 에너지 효율이 높은 건물에 들어가는 비용을 크게 절감합니다. 예를 들어 미국에서는 태양열 집열판, 주정부 장려책 (주마다 다르지만 여기에 나열되어 있음)에 대한 연방 정부 세금 공제가 태양열 패널, 히트 펌프 및 고도로 단열 된 3 중 유리 창문에 적용됩니다. 매사추세츠와 같은 일부 주에서는 빌딩 소유주가 열 펌프, 태양열 패널 및 그렇지 않은 경우에는 얻을 수없는 3 중 창문을 구입할 수 있도록 무이자 또는 저리 융자를 제공합니다. 기존 주택을 넷 제로 (net-zero) 에너지로 전환하는 비용은 주택 가격의 5 ~ 10 %로보고되었습니다. 투자에 대한 15 %의 수익이보고되었습니다. 자세한 내용은 여기를 참조하십시오.

정의
“제로 순 에너지”라는 이름을 공유하고 있음에도 불구하고 실제로 북미와 유럽의 사용법이 다른 점을 제외하고는 실제로 용어가 무엇을 의미하는지에 대한 몇 가지 정의가 있습니다.

제로 순수한 사이트의 에너지 사용
이 유형의 ZNE에서 현장 재생 가능 에너지 원에 의해 제공되는 에너지 양은 건물에 사용 된 에너지 양과 같습니다. 미국에서 “제로 순 에너지 빌딩”은 일반적으로이 유형의 빌딩을 지칭합니다.

순수한 순수 에너지 원 사용
이 ZNE는 에너지를 건물로 운반하는 데 사용되는 에너지를 포함하여 사용되는 에너지와 동일한 양의 에너지를 생성합니다. 이 유형은 전기 생성 및 전송 중 에너지 손실을 설명합니다. 이 ZNE는 제로 넷 사이트 에너지 빌딩보다 더 많은 전기를 생성해야합니다.

순수한 제로 에너지 배출
ZEB는 미국과 캐나다 이외의 지역에서는 일반적으로 제로 탄소 빌딩 또는 제로 방출 빌딩으로 알려진 순수한 에너지 배출이없는 것으로 정의됩니다. 이 정의에서 온실 또는 오프 사이트 화석 연료 사용으로 발생하는 탄소 배출량은 현장 재생 가능 에너지 생산량과 균형을 이룹니다. 다른 정의에는 사용중인 건물에 의해 생성 된 탄소 배출뿐만 아니라 건물의 건설 및 구조물의 구현 된 에너지에서 생성 된 탄소 배출도 포함됩니다. 다른 사람들은 빌딩으로 출퇴근하는 탄소 배출량도 계산에 포함시켜야하는지 논쟁합니다. 뉴질랜드의 최근 연구는 제로 에너지 빌딩 프레임 워크 내에서 사용자 수송 에너지를 구축하는 접근법을 시작했습니다.

순 비용 제로
이러한 유형의 건물에서 에너지 구매 비용은 현장에서 생성 된 전기 그리드에 대한 전기 판매 수입과 균형을 이룹니다. 그러한 지위는 공익 사업이 순 발전량을 공제하는 방법과 건물이 사용하는 공공 요금 구조에 달려있다.
순수한 오프 사이트 제로 에너지 사용
구입하는 에너지의 100 %가 에너지가 현장에서 생성 되더라도 재생 가능한 에너지 원에서 오는 경우 건물은 ZEB로 간주 될 수 있습니다.

오프 – 더 – 그리드
독립형 건물은 오프 사이트 에너지 시설에 연결되지 않은 독립형 ZEB입니다. 그들은 분산 재생 가능 에너지 생성과 에너지 저장 능력을 요구합니다 (태양이 비치지 않을 때, 바람이 불지 않을 때 등). 에너지 자급 주택은 에너지 소비와 생산의 균형을 1 시간 단위 또는 그보다 작은 단위로 할 수있는 건물 개념입니다. 에너지의 자폐성 주택은 그리드에서 제거 될 수 있습니다.

발전
개별 주택의 경우 건물에 열 및 전기를 제공하기 위해 여러 가지 마이크로 발전 기술을 사용할 수 있습니다.

전기 : 태양 전지 (광전지), 풍력 터빈 (풍력) 및 연료 전지 (수소)를 통해
열 : 바이오 연료, 바이오 매스, 태양열 집열기 (온수, 고온 공기, 저압 증기), 건물의 열 질량, 수문 및 트롬 베 – 미셸 벽에 축적, 생화학 무기의 다른 열 전략 중 패시브 하우스. 이 기술로 난방, 냉방 및 집이나 건물의 환경까지 냉각 할 수 있습니다. 가장 최근의 개발 중에는 물이 팬 코일 또는 복사 바닥 공기 조절 시스템에서 재순환되는 지름 약 30cm의 40-70m 깊이의 우물을 통해 생성되는 지열 또는 지열의 누적이 있습니다. 따라서 여름철 열은 겨울에 축적되고 그 반대도 마찬가지입니다. 가장 유명한 예는 건축가 노먼 포스터 (Norman Foster)가 베를린에서 독일 의회를 짓는 것입니다.
수요 변동 : 열 또는 전력 수요의 변동에 대처하기 위해 제로 에너지 건물은 대개 네트워크에 연결되어 있고 양방향 계량기가 있습니다. 이런 식으로 그들은 낮에는 전기를 수출하고 밤에는 그것을 수입합니다. 큰 장점은 고정 배터리의 높은 비용과 전기 누적을 피하는 것입니다. 특정 입법 및 보조 정책은이를 구현하는 데 필요합니다. 사적인 서비스와 약한 국가의 힘이있는 국가에서는 매우 어렵습니다. 또 다른 가능성은 건물이 완전히 자율 (네트워크에 연결되지 않음)이지만 초기 비용은 훨씬 높으며 보조금 없이는 상각 할 수 없다는 것입니다.
독일에 몇 가지 사례가 있지만 영국에 건설 된 BedZED와 같은 인근 또는 제로 에너지 주택 개발이 가능합니다. 이러한 경우 분산 발전의 개념은 지역 난방과 함께 사용됩니다. 최근 중국의 상하이 근처에있는 동탄 (Dongtan)의 경우와 같이 에너지가없는 도시 전체를 건설 한 사례가 있습니다. 일본에서는 지역 난방 및 냉방을 갖춘 도시 지역에 공공 서비스로 온수 및 냉수를 공급할 수있는 시설이 갖추어져 있습니다.

순수한 제로 에너지 빌딩
공동 연구 프로그램 인 “순 제로 에너지 태양 광 빌딩”에 대한 과학적 분석을 바탕으로 국가의 정치 목표, 특정 (기후) 조건 및 실내 조건에 대한 각각의 공식 요구 사항에 따라 다양한 정의를 허용하는 방법 론적 프레임 워크가 설정되었습니다. Net ZEB의 개념적 이해는 자체 에너지 수요를 보상하기 위해 재생 가능한 원천으로부터 에너지를 생성 할 수있는 에너지 효율적인 그리드 연결 건물입니다.

“그물”이라는 표현은 건물과 에너지 기반 시설 간의 에너지 교환을 강조합니다. 건물 – 그리드 상호 작용에 의해, 순 ZEB는 재생 가능 에너지 기반 시설의 활발한 부분이됩니다. 에너지 그리드에 대한 이러한 연결은 에너지 자치 건물과 같은 재생 가능 에너지 원으로부터의 계절적 에너지 저장 및 대형 현장 시스템의 에너지 생성을 방지합니다. 두 개념의 유사성은 에너지 효율 측정 및 수동 에너지 사용을 통한 에너지 수요 감소)가 재생 가능 에너지 원으로부터 에너지를 생성하는 두 가지 행동의 통로이다. 그러나 Net ZEBs 그리드 상호 작용과 그 숫자를 널리 늘릴 계획은 에너지 부하의 이동 및 피크 수요 감소에있어 융통성 증가에 대한 고려 사항을 나타냅니다.

이 균형 절차에서 몇 가지 측면과 명시적인 선택을 결정해야합니다.

빌딩 시스템의 경계는 물리적 인 경계로 나뉘어져있어 어느 재생 가능한 리소스가 고려되는지 (예 : 건물 풋 프린트, 현장 또는 오프 사이트에서 확인), 각각 몇 개의 건물이 저울에 포함되는지 (단일 건물, 건물 클러스터 (예 : 난방, 냉방, 환기, 온수, 조명, 전기 제품, IT, 중앙 서비스, 전기 자동차 및 구체화 된 에너지 등)를 결정하는 균형 경계를 설정합니다. 재생 가능한 에너지 공급 옵션을 우선적으로 고려할 수 있습니다 (예 : 운송 또는 전환 노력, 건물 수명 또는 향후 잠재 가능성 등). 따라서 계층을 만듭니다. 건물 외곽 또는 현장 내 자원이 외부 공급 옵션보다 우선되어야한다고 주장 할 수 있습니다.

가중 시스템은 서로 다른 에너지 캐리어의 물리적 단위를 균일 한 측정 기준 (사이트 / 최종 에너지, 출처 / 1 차 에너지 재생 가능 부품 포함 여부, 에너지 비용, 동등한 탄소 배출량, 에너지 또는 환경 크레딧)으로 변환하고 비교 및 ​​보상을 허용합니다 (예 : 수출 된 PV 전기는 수입 된 바이오 매스를 보상 할 수 있음). 정치적으로 영향을 받고 따라서 비대칭 적이거나 시간 의존적 인 전환 / 가중 인자는 에너지 운반자의 상대적 가치에 영향을 줄 수 있으며 필요한 에너지 생성 용량에 영향을 줄 수 있습니다.

균형 기간은 종종 1 년으로 가정합니다 (모든 작동 에너지 사용을 포괄하는 데 적합합니다). 더 짧은 기간 (월간 또는 계절별)뿐만 아니라 전체 수명주기의 밸런스 (예 : 운영 에너지 사용 외에도 연율 화되고 계산 될 수있는 구체화 된 에너지 포함)를 고려할 수 있습니다.

에너지 균형은 두 가지 균형 유형으로 수행 할 수 있습니다. 1) 전달 / 수입 및 수출 에너지의 균형 (현장에서 생성 된 에너지의 자체 소비로 모니터링 단계가 포함될 수 있음). 2) (가중치 부여 된) 에너지 수요와 (가중 된) 에너지 생성량 간의 균형 (일반적으로 최종 사용자로서의 설계 단계에서 조명, 가전 제품 등에 대한 시간 소비 패턴이 부족함). 또는 월간 잔액 만 연간 잔액으로 합산되는 월별 순 가치에 기초한 잔액이 상상할 수 있습니다. 이것은로드 / 세대 균형 또는 “가상 월간 자체 소비”가 가정되는 가져 오기 / 내보내기 균형의 특수한 경우로 볼 수 있습니다.

에너지 균형 이외에, Net ZEB는 에너지 생성 (부하 매칭)으로 건물의 부하를 맞추거나 로컬 그리드 인프라 (갈기 상호 작용)의 요구와 관련하여 유리하게 작용할 수있는 능력을 특징으로합니다. 둘 다 평가 도구로만 의도 된 적절한 지표로 표현 될 수 있습니다.

이 정보는 출판물을 기반으로하며 더 깊은 정보를 얻을 수 있습니다.

설계 및 시공
빌딩의 에너지 소비를 줄이기위한 가장 비용 효율적인 단계는 일반적으로 설계 과정에서 발생합니다. 효율적인 에너지 사용을 달성하기 위해 제로 에너지 설계는 기존의 건설 관행에서 크게 벗어납니다. 성공적인 제로 에너지 빌딩 설계자는 일반적으로 시간 테스트 된 패시브 태양열 또는 인공 / 위조 컨디셔닝, 현장 자산과 함께 작동하는 원리를 결합합니다. 햇빛과 태양열, 우세한 바람과 건물 아래의 지구의 시원함은 최소한의 기계적 수단으로 낮과 안정한 실내 온도를 제공 할 수 있습니다. ZEB는 일일 내내 온도 변화를 안정화시키기 위해 열적 질량과 결합 된 패시브 태양열 이득 및 음영을 사용하도록 보통 최적화되어 있으며 대부분의 기후는 과냉각되어 있습니다. 제로 에너지 빌딩을 만드는 데 필요한 모든 기술은 현재 기성품으로 구입할 수 있습니다.

정교한 3 차원 건물 에너지 시뮬레이션 도구를 사용하여 건축 오리엔테이션 (태양의 일일 및 계절별 위치), 창 및 문 유형 및 배치, 돌출 깊이, 단열 유형 및 건물 요소의 값, 기밀성 (내후성), 난방, 냉방, 조명 및 기타 장비의 효율뿐만 아니라 지역 기후. 이러한 시뮬레이션을 통해 설계자는 건물을 건설하기 전에 건물이 어떻게 수행 될지 예측하고 빌딩 비용 편익 분석, 또는보다 적절한 라이프 사이클 평가에 경제적 및 재정적 영향을 모델링 할 수 있습니다.

제로 에너지 빌딩은 상당한 에너지 절감 기능을 갖추고 있습니다. 난방 및 냉방 부하는 고효율 장비 (예 : 용광로가 아닌 히트 펌프, 열 펌프는 용광로의 약 4 배에 달함)를 사용하여 단열재 (특히 다락방과 주택의 지하실) 고효율 기기 (특히 현대식 고효율 냉장고), 고효율 LED 조명, 겨울철의 수동 태양 광 발전, 여름의 수동 음영, 자연 환기 (예 : 저 E- 이중 유리창) , 및 기타 기술. 이러한 기능은 시공이 이루어지는 기후 구역에 따라 다릅니다. 수분 보전 설비, 폐수의 열회수 장치, 태양열 온수 및 고효율 온수 난방 장비를 사용하여 난방 부하를 낮출 수 있습니다. 또한, 채광창 또는 일광 욕실을 사용한 일광 조명은 주간 조명의 100 %를 가정 내에서 제공 할 수 있습니다. 야간 조명은 일반적으로 불필요한 열을 가하지 않고 백열등보다 1/3 또는 적은 전력을 사용하는 형광등 및 LED 조명으로 수행됩니다. 효율적인 전기 제품을 선택하고 팬텀 부하 또는 대기 전력을 최소화함으로써 기타 전기 부하를 줄일 수 있습니다. 넷 제로 (기후에 따라 다름)에 도달하는 다른 기술로는 지구 보호 건물 원칙, 짚으로 건축물을 사용하는 초 절연 벽, Vitruvianbuilt 사전 제작 건물 패널 및 지붕 요소 및 계절 차양을위한 외부 조경이 있습니다.

건물의 에너지 사용이 최소화되면 지붕 장착형 태양 전지 패널을 사용하여 현장에서 모든 에너지를 생성 할 수 있습니다. 여기에 제로 넷 에너지 하우스의 예를 참조하십시오.

제로 에너지 빌딩은 종종 백색 가전 제품을 포함하여 에너지를 이중으로 사용하도록 설계됩니다. 예를 들어 냉장고 배기를 사용하여 가정용 온수, 환기 공기 및 샤워기 드레인 열교환 기, 사무 기기 및 컴퓨터 서버, 건물 열을 가열하는 체열을 사용합니다. 이러한 건물은 기존 건물이 외부로 배출 될 수있는 열에너지를 사용합니다. 열 회수 환기, 온수 열 재활용, 열병합 발전 및 흡수식 냉각 장치를 사용할 수 있습니다.

에너지 수확
ZEB는 전기 및 난방 또는 냉방 요구 사항을 충족 할 수있는 가용 에너지를 수집합니다. 에너지를 수확하는 가장 일반적인 방법은 태양 광을 전기로 바꾸는 지붕 장착형 태양 광 패널을 사용하는 것입니다. 태양 열 수집기 (건물의 물을 데우기 위해 태양의 열을 사용)로 에너지를 수확 할 수도 있습니다. 열 펌프는 지열 (또는 지열로도 알려져 있음) 또는 공기 원으로 공급되는 열 펌프를 사용하여 건물 근처의 공기 또는지면에서 열을 회수하고 냉각 할 수 있습니다. 기술적으로 열 펌프는 열을 수확하기보다는 이동 시키지만, 에너지 사용 감소 및 탄소 발자국 감소와 관련하여 전반적인 효과는 유사합니다. 개별 주택의 경우, 전기를위한 태양 전지 또는 풍력 터빈 및 공간 난방을위한 계절 열에너지 저장 장치 (STES)에 연결된 바이오 연료 또는 태양 열 수집기를 사용하여 건물에 열 및 전기를 제공하기 위해 다양한 마이크로 발전 기술을 사용할 수 있습니다 . STES는 겨울철 추위를 지하에 저장하여 여름철 냉각에도 사용할 수 있습니다. 수요의 변동에 대처하기 위해 제로 에너지 건물은 전력망에 자주 연결되며, 잉여가있을 때 계통에 전기를 수출하고 전기가 충분하지 않을 때 전력을 사용합니다. 다른 건물들은 완전히 자치적 일 수 있습니다.

에너지 수확은 개별적으로 이루어지기보다는 가옥, 공동 주택, 지역구, 마을 등의 그룹 단위로 결합되었을 때 가장 효과적입니다 (비용 및 자원 활용도에서). 이와 같은 국지화 된 에너지 수확의 에너지 이익은 전기 전송 및 전기 분배 손실을 실질적으로 없애는 것입니다. 옥상에 설치된 태양열 패널과 같은 현장 에너지 수확은 이러한 전송 손실을 완전히 없애줍니다. 이러한 손실은 전달 된 에너지의 약 7.2 % -7.4 %에 해당합니다. 상업 및 산업 분야에서의 에너지 수확은 각 위치의 지형으로부터 이익을 얻습니다. 그러나 그늘이없는 곳에서는 건물의 지붕에서 많은 양의 태양열 전력을 생산할 수 있으며 거의 ​​모든 지역에서 지열 또는 공기 원 열 펌프를 사용할 수 있습니다. 순 제로 화석 에너지 소비하에 제품을 생산하려면 지열, 마이크로 하이드로, 태양 및 풍력 자원의 위치가 개념을 유지해야합니다.

영국의 BedZED 개발과 같은 무 에너지 인근과 캘리포니아 및 중국에서 급속하게 확산되고있는 곳은 분산 발전 계획을 사용할 수 있습니다. 여기에는 지역 난방, 공동 냉수, 공유 풍력 터빈 등이 포함될 수 있습니다. ZEB 기술을 사용하여 전체 오프 – 더 – 그리드 또는 순수 제로 에너지 사용 도시를 건설하려는 현재 계획이 있습니다.

“에너지 수확”대 “에너지 절약”토론
제로 에너지 빌딩 설계의 주요 논쟁 중 하나는 에너지 보존과 재생 가능 에너지 (태양 에너지, 풍력 및 열에너지)의 분산 사용 시점 포착 사이의 균형에 있습니다. 대부분의 제로 에너지 가정은 이러한 전략의 조합을 사용합니다.

광전지 태양열 시스템, 풍력 터빈 등에 대한 정부 보조금이 크게 늘어난 결과, ZEB는 분산 된 재생 에너지 수확 기술을 보유한 일반 주택임을 시사하는 사람들이 있습니다. 그런 가정의 전체적인 추가는 광전지 (PV) 보조금이 중요한 지역에 나타나지 만, 소위 “제로 에너지 주택”은 여전히 ​​공과금을 가지고있다. 에너지 절약을 추가하지 않고 수확하는 이러한 유형의 에너지는 (전력 회사 전기의 지역 가격에 따라) 광전지 장비로 생산되는 현재 전기 가격으로는 비용 효율적이지 않을 수 있습니다. 기존의 주택으로의 업그레이드를 위해 현장의 에너지 생성 (예 : 태양 전지판)과 비교하여 비용 절감, 에너지 및 탄소 발자국 절약 (예 : 보온재 추가, 3 중 유리창 및 히트 펌프) 이리.

1980 년대 이래로 수동 태양 건축 설계 및 수동 주택은 능동적 인 에너지 수확없이 많은 지역에서 70 % ~ 90 %의 난방 에너지 소비 감소를 입증했습니다. 새로운 건축물 및 전문가 용 설계의 경우, 기존 건축물에 비해 자재에 대한 추가 설치 비용을 거의 들이지 않고도이 작업을 수행 할 수 있습니다. 패시브 디자인의 이점을 완벽하게 포착 할 수있는 기술이나 경험이있는 산업 전문가는 거의 없습니다. 이러한 패시브 솔라 패널 디자인은 비효율적 인 빌딩의 옥상에 고가의 태양 광 패널을 설치하는 것보다 훨씬 비용 효율적입니다. 수 킬로와트 – 시간의 광전지 패널 (연간 kWh 생산 당 2 ~ 3 달러, 미국 달러 상당)은 외부 에너지 요구량을 15 % ~ 30 % 만 줄일 수 있습니다. 10 만 BTU (110 MJ)의 높은 계절 에너지 효율 비율 14의 기존 에어컨은 가동 중 7 kW 이상의 태양 광 전기를 필요로하며, 야간 작업을 할 수있는 충분한 양을 포함하지 않습니다. 수동 냉각 및 우수한 시스템 엔지니어링 기술을 사용하면 에어컨 요구 사항을 70 % ~ 90 %까지 줄일 수 있습니다. 태양 광 발전 전기는 전반적인 전기 수요가 낮을 때 비용 효율성이 향상됩니다.

운전자 행동
건물에서 사용되는 에너지는 거주자의 행동에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 편안한 것으로 간주되는 것의 수용은 광범위하게 다양합니다. 미국의 동일한 가정에 대한 연구 결과에 따르면, 에너지 사용에있어 극적인 차이가 나타 났으며 일부 주택은 다른 세대의 에너지보다 두 배 이상의 에너지를 사용했습니다. 탑승자의 행동은 자동 온도 조절기의 설정 및 프로그래밍, 다양한 조명 및 온수 수준, 사용 된 기타 전기 장치 또는 플러그로드의 양에 따라 다를 수 있습니다.

유틸리티 문제
유틸리티 회사는 일반적으로 도시, 이웃 및 개별 건물에 전력을 공급하는 전기 인프라를 유지 관리하는 데 법적 책임이 있습니다. 유틸리티 회사는 일반적으로 개인 소포의 재산 라인까지이 인프라를 소유하고 경우에 따라 사유지의 전기 인프라도 소유합니다. 유틸리티는 ZNE 프로젝트에 대한 순 계량 (Net Metering)의 사용이 유틸리티 기반 수익을 위협 할 수 있다는 우려를 표명했으며 이는 유틸리티 기준 수익에 영향을 미치고 이는 담당 전력 계통의 부분 유지 및 서비스 능력에 영향을 미칩니다. 공익 사업자들은 Net Metering 법을 유지하는 주들이 그리드 유지비를 지불 할 책임이 있기 때문에 ZNE가 아닌 다른 주택에 더 많은 유틸리티 비용을 안장시킬 수 있다는 우려를 표명했습니다. ZNE 주택 소유자는 ZNE 자격을 취득하면 이론상 비용을 지불하지 않습니다. 이는 잠재적 인 형평성 문제를 야기하는데, 현재 저소득층 가정에 부담이되는 것처럼 보입니다. 이 문제에 대한 가능한 해결책은 유틸리티 그리드에 연결된 모든 주택에 대한 최소 기본료를 설정하여 ZNE 주택 소유자가 전기 사용과 독립적으로 계통 서비스 비용을 지불하도록하는 것입니다.

더 큰 전송 격자뿐만 아니라 국부적 인 분배가 두 가지 방향으로 전기를 전달하도록 설계되지 않았기 때문에 더 높은 수준의 분산 에너지 생성이 필요하게 될 수도있다. 이러한 장벽을 극복하기 위해서는 전기 그리드를 대대적으로 업그레이드해야 할 수도 있지만, 현재 재생 가능 세대가 현재 실현되는 것보다 훨씬 높은 수준의 보급 수준에 도달하기 전까지는 큰 문제는 아닌 것으로 생각됩니다.

개발 노력
제로 에너지 빌딩 기술을 널리 받아들이면 정부의 인센티브 또는 건물 규정, 인정 된 표준의 개발 또는 재래식 에너지 ​​비용의 현저한 증가가 요구 될 수 있습니다.

Google 태양 광 캠퍼스와 Microsoft의 480 킬로와트 태양 광 캠퍼스는 미국 연방, 특히 캘리포니아, 보조금 및 재정적 인센티브에 의존했습니다. 캘리포니아주는 주거 및 상업용 거의 에너지가 거의없는 건물에 32 억 달러의 보조금을 제공하고 있습니다. 다른 미국 주정부의 재생 가능 에너지 보조금 (와트 당 최대 $ 5.00)에 대한 세부 정보는 Renewables and Efficiency에 관한 State Incentives 데이터베이스에서 찾을 수 있습니다. 플로리다 태양 에너지 센터 ​​(Florida Solar Energy Center)는이 분야의 최근 진행 상황에 대한 슬라이드 프레젠테이션을 제공합니다.

지속 가능한 발전을위한 세계 경제 협의회 (World Business Council for Sustainable Development)는 ZEB의 발전을 지원하기위한 주요 사업을 시작했습니다. United Technologies의 CEO와 Lafarge의 회장이 이끄는이 조직은 대규모 글로벌 기업의 지원과 ZEB를 실현하기위한 기업 세계와 정부 지원을 동원 할 수있는 전문 지식을 갖추고 있습니다. 그들의 첫 번째 보고서는 부동산 및 건축 분야의 주요 업체를 대상으로 조사한 결과 녹색 건물 비용이 300 % 과대 평가되었음을 나타냅니다. 설문 조사 응답자들은 빌딩의 온실 가스 배출량이 전세계 총 소비량의 약 19 % 인 것으로 추정했으며, 실제 온실 가스 배출량은 약 40 %였습니다.

영향력이없는 무 에너지 및 저에너지 건물
패시브 하우스와 제로 에너지 주택 건설을 위임 한 사람들 (지난 30 년간)은 반복적이고 점진적이며 첨단 기술 혁신에 필수적이었습니다. 수많은 중요한 성공 사례와 값 비싼 실패 사례가 많이 있습니다.

제로 에너지 빌딩 개념은 다른 저에너지 빌딩 디자인에서 진보적 인 진화를 거듭해 왔습니다. 이 중 캐나다 R-2000 및 독일 수동 주택 표준은 국제적으로 영향력이 있습니다. 초소형 서스 캐처 완 하우스 (Saskatchewan House)와 국제 에너지기구 (International Energy Agency)의 과제 13과 같은 공동 정부 시위 프로젝트도 참여했다.

장점과 단점

장점
미래 에너지 가격 상승으로 건물 소유주를 격리
보다 균일 한 내부 온도로 인한 편안함 증가 (이는 비교 등온선 맵을 통해 입증 될 수 있음)
에너지 절약 요구 감소
에너지 효율 향상으로 인한 총 소유 비용 절감
월간 생활비 총액 감소
계통 장애로 인한 손실 위험 감소
개선 된 신뢰성 – 태양 광 시스템은 25 년 보증 기간을 가지며 기상 문제 발생시 거의 실패하지 않습니다. 1982 년 월트 디즈니 월드 EPCOT 에너지 파빌리온의 광전지 시스템은 3 개의 최근 허리케인
추가 고려 사항에 비해 신축을위한 추가 비용이 최소화됩니다.
잠재적 인 소유자가 사용 가능한 공급 장치보다 많은 ZEB를 요구하므로 재판매 가치가 더 높음
에너지 비용이 증가 할 때마다 비슷한 건물에 비해 ZEB 건물의 가치가 증가해야합니다
미래의 입법 규제 및 탄소 배출 세 / 벌금은 비효율적 인 건물에 값 비싼 갱신을 강요 할 수 있습니다
사회의 더 큰 이익에 기여한다. 그리드 확장의 필요성을 줄이고 지속 가능한 재생 에너지를 그리드에 제공

단점
초기 비용은 더 높을 수 있습니다 – ZEB 보조금이 존재할 경우이를 이해하고 적용하고 자격을 갖추기 위해 노력해야합니다.
ZEB를 구축하는 데 필요한 기술이나 경험이있는 디자이너 또는 빌더는 거의 없습니다.
미래의 전력 회사 재생 가능 에너지 비용의 감소 가능성은 에너지 효율에 투자 된 자본 가치를 감소시킬 수 있습니다
새로운 태양 광 태양 전지 장비 기술 가격은 연간 약 17 % 하락하고있다 – 태양 광 발전 시스템에 투자 된 자본 가치를 줄일 것이다 – 현재의 보조금은 태양 광 양산이 미래 가격을 낮추면서 단계적으로 폐지 될 것이다
건물 재판매시 더 많은 초기 비용을 회수해야하지만 새로운 에너지 등급 시스템이 점차 도입되고 있습니다.
개별 집은 1 년에 걸쳐 순 제로 에너지의 평균을 사용할 수 있지만 그리드에 대한 최대 수요가 발생할 때 에너지를 요구할 수 있습니다. 그러한 경우 그리드의 용량은 모든 부하에 전기를 공급해야합니다. 따라서 ZEB는 발전소 용량을 감소시키지 못할 수도 있습니다.
최적화 된 열 포락선이 없으면 구체화 된 에너지, 가열 및 냉각 에너지 및 자원 사용이 필요한 것보다 높습니다. 정의에 따르면 ZEB는 최소 난방 및 냉각 성능 수준을 요구하지 않으므로 크기가 큰 재생 에너지 시스템이 에너지 갭을 메울 수 있습니다.
집 봉투를 사용하는 태양 에너지 포집은 태양으로부터 방해받지 않는 위치에서만 작동합니다. 태양 에너지 포착은 그늘이나 나무가 우거진 환경을 향한 북쪽 (북반구의 경우 또는 남반구의 경우 남쪽)에서 최적화 할 수 없습니다.

에너지 빌딩 대 그린 빌딩
친환경 건물 및 지속 가능한 건축의 목표는 자원을보다 효율적으로 사용하고 건물이 환경에 미치는 부정적인 영향을 줄이는 것입니다. 제로 에너지 빌딩은 건물의 수명 동안 에너지 사용 및 온실 가스 배출을 완전히 또는 매우 현저히 줄이는 녹색 건설 목표 중 하나를 달성합니다. 제로 에너지 건물은 폐기물 감소, 재활용 된 건축 자재 사용 등과 같은 모든 분야에서 “녹색”으로 간주되거나 그렇지 않을 수도 있습니다. 그러나 에너지가 0 인 건물이나 넷 제로 건물은 삶에 미치는 생태 영향이 훨씬 적습니다. of the building compared with other “green” buildings that require imported energy and/or fossil fuel to be habitable and meet the needs of occupants.

Because of the design challenges and sensitivity to a site that are required to efficiently meet the energy needs of a building and occupants with renewable energy (solar, wind, geothermal, etc.), designers must apply holistic design principles, and take advantage of the free naturally occurring assets available, such as passive solar orientation, natural ventilation, daylighting, thermal mass, and night time cooling.