ساختمان‌ انرژی صفر به ساختمان‌هایی اطلاق می‌شوند که مصرف سالیانه انرژی آنها صفر است و آلاینده‌های کربنی تولید نمی‌کنند. در دنیای امروز، با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی، ساختمان ‌ها، صنایع و دیگر ارگان‌ها به سمت استفاده از دیگر انرژی‌های موجود حركت نموده‌اند. ایده و اصل مصرف انرژی خالص صفر به دلیل اینکه برداشت از انرژی‌های تجدید پذیر وسیله و راهکاری برای حذف آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای است، توجه بسیاری را به خود معطوف کرده است. به دلیل افزایش هزینه‌های سوخت‌های فسیلی و تأثیرات مخرب آنها بر روی محیط زیست و بر هم زدن تعادل اکولوژیک، امروزه طرح‌های مرتبط با اصول ‌انرژی صفر‌، بسیار کاربردی شده و از محبوبیت خاصی برخوردار شده‌ است.

ساختمان‌های انرژی صفر می‌توانند تمام نیازهای خود به انرژی را با یک روش کم هزینه، با دسترسی محلی به منابع تجدید پذیر و بدون آلایندگی بر طرف نمایند‌. در یک ساختمان انرژی صفر هیچ گونه سوخت فسیلی مصرف نمی‌شود و مصرف انرژی سالانه آن با تولید سالانه‌اش برابری می‌کند‌. یک ساختمان انرژی صفر ممکن است به شبکه‌های شهری موجود متصل باشد یا نباشد. ساختمان انرژی صفری که به شبکه متصل نباشد دارای تجهیزاتی برای ذخیره کردن انرژی‌های بزرگ است که معمولاً از نوع باطری است.

در حال حاضر، بخش ساختمان‌های اداری و مسکونی در حدود ۴۰ درصد از مصرف انرژی‌های فسیلی کشور را بخود اختصاص داده است. اگرچه ساختمان‌های با مصرف انرژی صفر حتی در کشورهای پیشرفته امروز بسیار کمیاب و حتی نایاب هستند، اما به دلیل مستقل بودن از سوخت‌های فسیلی و کمک در کاهش آلاینده‌های کربنی، در حال رشد بوده و توجه بسیاری را به خود جلب نموده است.

در این ساختمان‌ها با استفاده از تکنولوژی‌های خاص برای سیستم‌های روشنایی و گرمایش و سرمایش پربازده، در مصرف هرچه کمتر انرژی تلاش شده است. به عبارت دیگر، در یک ساختمان انرژی صفر قبل از تولید انرژی پاک به بهینه سازی مصارف انرژی در بخش های مختلف ساختمان پرداخته شده و با استفاده هوشمندانه از تكنولوژی‌های تجدید پذیر، تعادل میان تولید و مصرف انرژی برقرار می‌شود.

طراحی ساختمان‌های انرژی صفر

‌در طراحی ساختمان‌های انرژی صفر علاوه بر رعایت موارد معمول در ساختمان­‌های متداول، موارد ویژه دیگری نیز باید در نظر گرفته شود. از آنجا كه انرژی مصرف شده در این ساختمان باید با استفاده از انواع روش‌های ممکن تولید و تامین شود، لذا اگر در ساختمان انرژی بیشتری استفاده شود باید ظرفیت تولید انرژی ساختمان افزایش داده شود. چنانچه افزایش ظرفیت تولید انرژی از نظر فنی مقدور باشد، از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نخواهد بود. بر این اساس در طراحی ساختمان‌های انرژی صفر اصولی به شرح زیر مورد توجه قرار می‌گیرد.

* شناخت لازم و کافی از اقلیم
* بررسی دقیق محیط اطراف ساختمان (‌درختان، ساختمان‌ها و …)
* تمرکز بر طراحی غیر فعال و کاهش نیاز انرژی ساختمان (عایق‌کاری مناسب، سایبان، تهویه طبیعی و بهره‌گیری از نور روز)
* بهره‌گیری از سیستم‌های کارامد ( راندمان بالاتر در سیستم‌های الکتریکی و مکانیکی، چراغ‌ها و لامپ‌های پربازده)
* بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر و تولید انرژی

ساختمان سبز و ساختمان انرژی صفر

ساختمان‌ سبز (Green Building) به دسته‌ای از ساختمان‌ها گفته می‌شود که در برابر حفظ منابع زیست محیطی در طول عمر یک ساختمان از زمان طراحی و احداث تا بهره برداری و بازسازی متعهد هستند. در این ساختمان‌های دوستدار طبیعت، علاوه بر اینکه استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در اولویت بوده و مصرف انرژی آن ناچیز است، مصالح آن نیز از منظر زیست محیطی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. هدف نهایی ساختمان سبز‌، استفاده بهینه از منابع و کاهش تأثیر منفی ساختمان بر روی محیط زیست است.

ساختمان‌های انرژی صفر یکی از اهداف کلیدی ساختمان‌های سبز را به صورت کامل محقق ساخته و باعث کاهش آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای در طول مدت استفاده از ساختمان خواهند شد. با این وجود نمی‌توان آنها را در تمامی زمینه‌ها از قبیل کاهش زباله ‌ضایعات ‌یا استفاده از مواد قابل بازگشت به طبیعت،‌ سبز‌ تلقی نمود.

یکی از مهمترین اهداف ساختمان سبز و ساختمان انرژی صفر، کاهش مصرف انرژی گرمایشی، سرمایشی و الکتریکی و همچنین افزایش بازده انرژی ساختمان است. به منظور کاهش مصرف انرژی و ایجاد ساختمان سبز، بایستی طراحان ساختمان، اتلافات انرژی موجود در ساختمان را کاهش دهند. درنتیجه راهکار موجود استفاده از درب و پنجره‌هایی با عملکرد بسیار بالا و عایقکاری دیوارها، بام و کف ساختمان است.

افزایش کیفیت آسایش محیط داخل ساختمان نیز یکی از اهداف پر اهمیت در ساختمان سبز است. کیفیت آسایش محیط داخل (IEQ) شامل سه بخش عمده زیر است.

* کیفیت هوای داخل ساختمان (IAQ) به منظور کاهش ترکیبات آلی فرار
* کیفیت حرارتی ساختمان
* کیفیت روشنایی ساختمان

کیفیت هوای داخل ساختمان شامل پاک بودن هوا از آلاینده های هوا و آلاینده های میکروبی است. این امر نیازمند سیستم‌های تهویه مطبوع مجهز به فیلترهای هوا و درزبندی مناسب ساختمان است. همچنین کنترل رطوبت هوا ضمن اهمیت در آسایش حرارتی از رشد میکروبی و قارچ‌ها جلوگیری می‌کند.

دمای مطلوب ساکنین ساختمان، سرعت جریان هوای تهویه مطبوع نیز از جمله مواردی است که در کیفیت حرارتی ساختمان نقش بسزایی دارد. همچنین تامین شدت روشنایی محیط، کیفیت نور و رنگ نور در ساختمان سبز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

ساختمان انرژی صفر به عنوان یک ساختمان بهره‌ور انرژی قادر به تولید برق، یا دیگر حامل‌های انرژی از منابع تجدید پذیر است. این حامل‌های انرژی به منظور برطرف ساختن نیاز انرژی در خود ساختمان است.‌

مزایای استفاده از ساختمان‌های انرژی صفر

* در امان بودن مالکان ساختمان از افزایش آتی قیمت انرژی
* آسایش بیشتر به علت درجه حرارتهای داخلی یکنواخت
* نیاز به انرژی کمتر
* هزینه نگهداری کمتر بعلت بالا بودن کارایی سیستم‌های انرژی
* کاهش هزینه‌های کلی ماهیانه زندگی
* اعتبار افزایش یافته برای سیستم‌های تولید و مصرف انرژی، مثلاً سیستم‌های فتوولتائیک دارای گارانتی های طولانی مدت هستند و به ندرت بدلیل مشکلات آب و هوایی خراب می‌شوند.
* هزینه اضافی برای ساخت و ساز جدید در مقایسه با اضافه کردن تکنولوژی جدید به طرح بعدی به حداقل می‌رسد.
* افزایش قیمت ساختمان انرژی صفر نسبت به ساختمان مشابه معمولی در اثر افزایش هزینه انرژی
* محدودیت‌های قانونی آینده و مالیات‌ها/ جریمه‌های آلایندگی کربن ممکن است تکنولوژی‌های نوسازی را به ساختما‌های ناکارآمد اعمال کند.
* استفاده بهینه از ضایعات چوبی و تولید زیست سوخت
* تعادل مصرف انرژی با درخواست انرژی
* کاهش مصرف الکتریسیته
* حذف سیستم های زائد مصرف کننده انرژی
* کاهش پنجاه درصدی مصرف آب آشامیدنی
* استفاده از سیستم تهویه بدون وسیله مکانیکی

معایب ساختمان‌های انرژی صفر

* هزینه‌های اولیه می‌تواند بالاتر باشد.
* طراحان یا خانه سازهای بسیار اندکی دارای مهارت‌ها یا تجربه لازم برای ساخت ساختمان‌های انرژی صفر هستند.
* قیمت تکنولوژی تجهیزات سلول‌های خورشیدی فتوولتائیک جدید، تقریباً سالیانه ۱۷درصد کاهش می‌یابد در نتیجه مقدار سرمایه موجود در سیستم تولید الکتریسیته خورشیدی کاهش می‌یابد.
* همانطور که تولید انبوه فتوولتائیک قیمت آن را کاهش می‌دهد کمک‌های مالی اختصاص یافته به این طرح ها نیز به تدریج متوقف می‌شود.
* هر خانه ممکن است از متوسط انرژی صفر شبکه در طول یک سال استفاده کند ولی ممکن است در زمانی که اوج تقاضا برای شبکه اتفاق می‌افتد به انرژی نیاز داشته باشد. در چنین موردی ظرفیت شبکه بایستی الکتریسیته را برای تمام بارها تامین کند.