【开卷有益】美国零能耗建筑最佳案例与激励政策研究
时间：2020-04-16 17:03:44 分类：科研课题
美国零能耗建筑最佳案例与激励政策研究
吕燕捷 张时聪 徐伟
中国建筑科学研究院
说明：本文由《建筑节能》杂志2020年3月刊发，经作者同意，由“CPBA中国被动式超低能耗建筑分会”公众号发放，内容有部分删减。
摘要: 美国作为最早发展零能耗建筑的国家之一，其技术体系成熟，市场化推广效果显著。本文选取美国1982-2018年间落成的6栋零能耗建筑典型示范项目进行研究，包括北美第一栋零能耗住宅Amory’s House、全球最绿色办公建筑布利特中心、美国能源部全资资助的国家可再生能源实验室科研楼、以及最新落成的苹果总部Apple Park等，项目涵盖美国不同时期、不同气候区、不同建筑类型，充分体现美国零能耗建筑技术体系。示范项目较当地同类建筑平均能耗水平降低50-90%，本文同时对最佳案例验证效果后的激励政策进行研究。
关键词： 零能耗建筑 最佳案例研究 经济性分析
0 研究背景
2015年12月联合国气候变化大会通过《巴黎气候变化协定》，各国纷纷承诺将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上2℃以内。为实现这一协定的自主减排目标，零能耗建筑成为建筑领域节能减排的新途径，各国政府及行业组织纷纷提出零能耗建筑发展目标[1]。2017年11月，世界绿色建筑委员会提出“2050建筑全零碳”目标[2]：“到2030年，所有新建建筑实现净零碳运行；到2050年，所有建筑达到净零碳运行”。2018年4月，美国Architecture 2030行业组织发布《零碳建筑规范》并陆续被各州政府采用[3]。2019年2月，加拿大绿色建筑委员会发布《零碳建筑发展建议》[4]，全面剖析零能耗/零碳建筑节碳能力和推广潜力。2019年1月，联合国全球建筑联盟于发布《2018年全球报告-迈向零碳高效弹性的建筑》[5]，全面梳理各国相继更新发布的建筑节能标准，对其迈向净零能耗的潜力进行评估。2019年4月，国际能源署发布《清洁能源转型观点—建筑的关键角色》[6]，提出到2050年，建筑将在清洁能源转型中发挥核心作用，通过消除建筑部门中使用的化石能源，可以减少建筑整体燃料排放量下降75%。从主要国际组织和行业组织密集发布的相关报告可以看出，推动建筑物更加节能、迈向零能耗已成为全球趋势。
发达国家于2000年前后开始零能耗建筑示范项目的尝试，起初以单体低层居住建筑为主，至2015年前后示范项目数量快速增多，并在建筑形式和建筑功能上日趋成熟完善。示范项目对技术验证和标准、政策的制定有着重要意义，可以对节能技术路线进行验证，并为相关标准、导则的编制提供依据，同时也为规模化推广政策的制定提供数据支撑。国内外先后有多位学者针对世界范围内已建成的零能耗示范建筑展开研究，张时聪[7]等人对零能耗单体示范建筑性能和技术特点进行分析，Laura Aelenei[8]等人对葡萄牙里斯本一零能耗太阳能居住小区进行研究，根据当地气候特点和分析建筑通过围护结构性能提升产生的节能量和当地太阳能光伏的应用效果。Wei Wu[9]等人通过对美国零能耗居住建筑实践案例的能源系统运行情况进行研究，得到在寒冷气候条件下，采用地源热泵系统可以减少电耗39%，通过新风热回收可以减少能耗17-20%，更具有经济性推广优势。Stephen Frank[10]对美国小型零能耗商业建筑进行调研，从经济性角度分析其市场推广的障碍因素。Xu Wei等人[11]对包括美国在内的亚太地区100栋近零能耗建筑进行综合比对，得到具有普适性的零能耗建筑技术路线和增量成本分布曲线。
通过对不同国家零能耗示范项目的研究可以看出，美国是较早提出发展零能耗建筑的国家，近年来发展迅速，技术体系成熟并有其自身特点，已经形成了“科研先导-试点验证-政策扶持-市场推广”的良性循环模式。随着零能耗示范建筑项目陆续建成，美国从政府到行业组织纷纷提出零能耗建筑发展目标。2008年1月，美国暖通学会发布《ASHRAE Vision 2020》：“到2030年，实现净零能耗建筑市场化运作”[12]。同年，美国能源部宣布制定“到2020年实现零能耗居住建筑市场化，到2025年实现商业建筑市场化”的战略目标[13]，并于2015年正式发布零能耗建筑的官方定义[14]。国际生命建筑研究所（International Living Future Institute）[15]和绿色建筑委员会也推出建筑零能耗方面的相关认证[16]。
本文将对美国不同时期、不同建筑类型具有代表性的零能耗建筑最佳实践案例进行分析，从技术路线、节能效果和政策推动等方面加以研究。
1 最佳案例研究
根据新建筑研究所（NewBuilding Institute）统计数据，2018年全美共有零能耗建筑项目482个，遍布44个州，相较于2014年增幅超过90%[17]，已实现不同气候区技术体系全覆盖。
图1 美国零能耗建筑增长曲线[16]
美国首栋零能耗建筑是1982年Amory Lovins[18]在科罗拉多省地处海拔2200米的落基山脉深处设计建造的自有住宅Amory’s House，代表了美国零能耗建筑早期形式。美国能源部于2008年正式通过设计提案并拨款支持美国国家可再生能源实验室科研楼（NREL Research Support Facility, 简称NREL RSF）的建设，这是美国首次对于大型零能耗办公园区的尝试[19]。在此期间，以布利特基金会、落基山研究所为代表的众多民间组织相继开始零能耗建筑的研究，位于西雅图的布利特中心(The Bullitt Center)[20]和位于Bassalt的落基山研究所创新研发中心(RMI Innovation Center)[21]就是美国夏热冬冷气候区和寒冷气候区零能耗办公建筑的典型代表。2018年，位于美国加州库比蒂诺市的苹果新总部(Apple Park)正式落成并投入使用，整个建筑全年70%的时间可通过自然通风解决建筑内冷热负荷，结合多种可再生能源利用达到零能耗，代表了目前美国零能耗建筑的最高水平。本文将按照对这些零能耗示范项目的技术路径和节能效果进行分析。
1.1 低层居住建筑
美国居住建筑中低层居住建筑占比85%，建筑形式多为单体别墅或联排别墅，建筑主要用能项为供暖供冷、通风，生活热水及插座用电，负荷特点明晰，全年变化规律相对稳定，这种建筑是实现零能耗建筑最为简单的一种建筑形式。
1.1.Amory’s House
项目位于美国科罗拉多省斯诺马斯市，建筑面积250m2，使用用途住宅兼办公室，建筑地处海拔2200米的落基山脉深处，全年供暖度日数8700，冬季极端气温可达到零下44℃[18]。项目采用高保温性能围护结构，同时严格控制建筑气密性，依靠高保温投射性外窗增大日光投射的同时，最大限度地保存室内的能量，具有良好蓄热功能的地面使室内温度保持恒定，不使用供暖系统。建筑依山而建，屋顶留有充足的面积架设太阳能光伏。斯诺马斯地区日照充足，屋顶光伏系统通过与洗衣房内的蓄电装置相连接，可为室内电器供电，满足建筑全年90%的电耗。建筑单位面积年终端耗电量降至2kWh/（m2a），较该地区同类建筑能耗降低99%，其中供暖和生活热水热需求降低99%，电耗降低90%。整个项目不到10个月就收回全部增量成本。
图1 美国零能耗建筑增长曲线[16]
1.1.2 Z-HOME
Z-Home是最早一批零能耗住宅区的商业化尝试，也是美国现代零能耗居住建筑的典型代表。项目位于美国华盛顿州伊瑟阔市，属于美国气候区中的夏热冬冷气候区，全年采暖度日数4611，供冷度日数167。项目于2009年建成并正式对外出售，整个社区由11栋零能耗联排别墅构成，总建筑面积1596平方米，每栋建筑3-4层，建筑面积120-160平方米不等，其中有10户作为住宅售出，总建筑面积1245m2，还有一栋为培训中心。至2015年底，11栋建筑已相继取得国际生命建筑研究所净零能耗建筑认证[22]。图2给出zHome与该地区同类型居住建筑的各分项电耗实测对比。通过实测各用电项可以得到，该社区通过采用高性能保温围护墙体和高性能外窗，以及分户地源热泵供暖系统，降低建筑供暖能耗87.8%；通过空气源热泵耦合太阳能热水系统，降低建筑生活热水电耗75.6%；同时，通过雨水利用、中水处理系统降低泵水电耗26.8%；根据每户卧室数量在其屋顶架设3-7kWh的太阳能光伏系统，可以满足平均每户终端5255kWh的用电需求。Z-Home建筑单位面积年终端能耗强度为40.95kWh/（m2a），较该地区同类建筑能耗降低62%，通过可再生能源补充达到净零能耗。值得指出的是，该项目建设之初以经济适用房定位，加上华盛顿州对建筑用光伏项目30%的税费减免，将整个工程单位面积造价控制在2431.76美元/m2，使该项目并未高于该地区当时市场同类住宅售价，具有很强的竞争力。
图2 zHome能耗分项计量与基准比较
1.2 单体办公建筑
单体办公建筑除供暖空调负荷外，人员负荷是变动较大的部分之一，且集中式空调与通风系统增加了建筑基础运行能耗。与低层居住建筑不同，办公建筑实现零能耗的主要约束因素在于控制建筑体形系数，并寻求更大的太阳能光伏铺设面积。
1.2.1 布利特中心
布利特中心位于美国西雅图，为6层办公建筑，建筑面积4830m2，由布利特基金会出资建造并运维。西雅图全年供暖度日数4611，供冷度日数167，供暖空调能耗占西雅图地区建筑能耗的比重达55%，布利特中心充分利用当地日照条件和自然通风条件，采用多种主被动式手段，突破了多层办公建筑难以实现零能耗的限制。布利特中心大楼于2013年被年度世界建筑新闻奖评为“年度最佳可持续发展建筑”[23]。布利特中心的节能设计路径完整地展现了零能耗建筑设计过程。项目通过采用提高建筑气密性，增加自然采光面积，采用高性能围护结构及门窗、可调节式外遮阳等8种被动式途径降低建筑用能负荷40%；同时通过地源热泵系统，高效新风热回收系统（全热回收效率80%），辐射供冷末端、工位空调送风等11种主动式能源系统优化技术将建筑总能耗进一步降低14%；通过最大化利用自然采光，降低公共区域照度、光感自控照明系统等多种方式进一步将建筑单位用能强度将至100 kWh/(m2a)。此外，布利特中心还十分重视用户行为节能，各租户需在租用之初签订绿色使用条例，同意并自觉遵循少用电梯、节水节电、合理使用空调，以及同意插座用能限额等10余条节能措施，正是由于多重节能技术及运行举措并行，才能使得布利特虽为6层办公建筑，但仍能够实现零能耗的设计理念。图4给出该项目与同类型建筑与不同标识认证要求下的能耗对比，可以看出，获得美国能源部和美国环保署颁发的ENERGY STAR评分50分的建筑其平均电耗约为226.8kWh/(m2a)，采用西雅图建筑节能标准建筑能耗为201.6 kWh/(m2a)，LEED白金技术可将建筑能耗降低到100.8 kWh/(m2a)。而布利特中心其2018年度建筑总能耗仅为49.81 kWh/(m2a)，相比于同类建筑节能78%，通过建筑屋顶和外立面的PV装置年发电量48.57 kWh/(m2a)，基本可以满足建筑年用电需求。
图3 布利特中心节能技术路径
图4 布利特中心与不同基准能耗比对
1.2.2 落基山研究所创新中心
项目位于美国科罗拉多省Basalt地区，该地区全年供暖度日数5413，供冷度日数973，冬季较为寒冷。建筑总面积1450平方米，为2层办公建筑[20]，可容纳50名员工日常办公。项目充分利用被动式设计理念，采用11项被动式技术：1）高保温性能墙体；2）高保温性能外窗；3）高气密性；4）自然采光；5）被动式得热；6）自然通风；7）景观绿植；8）控制眩光；9）建筑外遮阳；10）室内隔音；11）蓄热楼板等。主动式技术方面，通过9项主动式技术手段：1）新风热回收；2）高效照明灯具；3）高效电器；4）工位风扇；5）工位照明；6）室内环境监控技术；7）自控外遮阳；8）工位照明；9）夏季预冷。其充分利用分散式空调技术，夏季采用座椅送风，冬季目标用户电热毯直接供暖。创新中心严格控制供暖系统能耗，通风系统热回收效率高达93%，能够有效预热新风，不必安装再热盘管。图5给出创新中心各项用能与常规建筑的比较情况。通过对比可以得知，供暖能耗较常规建筑降低84%，通风能耗降低96%，由于当地夏季昼夜温差较大，楼内采用夜间预冷技术，可以完全消除空调能耗。同时，通过优化室内自然光环境，降低照明能耗73%。
图5 落基山研究所创新研发中心年能耗分布
图6给出项目运行过程中各项能耗占比，从图中可以看出，用户行为节能是实现建筑最终运行能耗目标的关键一环，创新研发中心规定用户插座负荷不应高于15.13kWh/(m2a)，这相比于美国办公建筑的平均插座负荷低42%。创新中心年终端用电强度为56.3kWh/（m2a），屋顶光伏系统装机容量为83.08kW，可满足创新中心用电需求的123%-148%。
1.3 大型办公建筑及园区
大型办公建筑及园区类办公建筑，场地可再生能源发生量是达到零能耗的关键。在建筑自身用能强度降低的同时，充分利用场地内空间敷设可再生能源系统，以平衡能耗是目前美国大型办公建筑及园区类办公建筑实现零能耗的主要途径。
1.3.1国家可再生能源实验室科研楼（NREL RSF）
美国国家可再生能源实验室最新建成并已投入使用的可持续绿色办公建筑，该办公建筑位于美国能源部下属的科罗拉多州格尔登国家可再生能源实验室，园区占地面积1.7万平方米，建筑占地6094m2，实际建筑面积20345m2[19]。该项目由美国能源部出资建造，于2011年已获得LEED-NC 2.2白金认证，LEED综合评分居美国政府办公建筑之首。NREL RSF采用12项被动式技术手段：1）办公区浅进深设计；2）高保温性能围护结构；3）高气密性；4）自然采光；5）优化窗墙比，增加被动式得热；6）自然通风；7）室内绿植景观；8）活动外遮阳；9）防眩光反光板；10）室内隔音；11）楼板蓄热；12）电致变色玻璃。10项主动式技术手段：1）高效新风热回收；2）高效照明灯具；3）高效电器；4）辐射供暖；5）辐射供冷；6）室内环境监控；7）工位照明；8）自控照明；9）蒸发冷却技术；10）全新风置换通风设计。以及5项可再生能源技术应用：1）太阳能光伏；2）太阳能光热；3）地源热泵系统；4）生物燃料电池；5）生物质锅炉。
通过一系列主被动式建筑技术，建筑年能耗强度设计目标降至110.57kWh/(m2a)，需要指出的是，该目标统计包含了建筑供冷、供暖、照明、生活热水、插座、各项辅助泵耗以及数据中心能耗，其中数据中心耗电量占总电耗的35.1%。图7给出RSF园区年能源消耗即可再生能源平衡关系。通过太阳能集热器新风预热系统、屋顶及停车场棚顶安装太阳能发电系统，以及生物质锅炉热水系统等，每年可为建筑提供2,238MWh的能量，约占建筑总能耗的30%；此外数据中心还采用蒸发冷却、全新风置换通风、废热回收等多种节能措施。2017-2018年实际监测能耗为78.75 kWh/(m2a)，建筑全部用能为电器设备耗电，较同等使用水平下的一般办公建筑节能74.4%[19]，建筑场地可再生能源发生量可以完全满足建筑需求。
1.3.2苹果公司新总部园区Apple Park
苹果公司新总部办公楼（Apple Park）位于加利福利亚库比蒂诺市，于2018年正式建成并入驻，是目前全球最大的零能耗建筑。建筑主体为4层高的环形建筑，建筑外周长1600米，总办公面积26万m2，由苹果公司全资设计建造，是苹果公司“零排放、零废物”目标的具体体现。项目主要采用5项被动式技术，包括：1）自然采光；2）自然通风；3）室内外绿植景观；4）建筑外遮阳；5）防眩光反光板。8项主动式技术手段：1）高效新风热回收；2）高效照明灯具；3）高效电器；4）辐射供暖；5）辐射供冷；6）室内环境监控；7）工位照明优化； 8）全新风置换通风设计。以及2项可再生能源技术应用：1）太阳能光伏；2）生物燃料电池。
建筑充分利用当地自然条件，通过优化自然通风和自然采光满足建筑最大舒适度，建筑全年70%的时间可通过自然通风解决建筑内冷热负荷，自然通风季建筑内无明显吹风感。除此之外，自然采光+工位照明的设计可以优化工作台区域光线的同时，降低单位照明功率20%。能源供给方面，Apple Park采用燃料电池（供电负荷4MW）和园区光伏系统（屋顶+停车场，供电峰值14MW）共同供电，日供冷峰值负荷约15.8MW，光伏峰值发电量约17kW，满足75%的日峰值用电负荷，剩余25%由加州光伏电站供给满足，同时建筑已成功并网，非峰值用电期间可以向电网输送电能，100%实现零能耗可再生能源，是美国大型零能耗园区的典型成功范例。
1.4 小结
通过对美国不同气候区零能耗典型建筑其建筑用能特点、年能耗水平及可在生能源发生量进行对比可以看出，零能耗建筑技术路径虽因建筑体量、建筑形式，以及气候条件而有所不同，但通过可再生能源达到零能耗是完全可以实现的。相比于同类型传统建筑，零能耗居住建筑建筑用能强度可降低80-90%，零能耗公共建筑建筑用能强度可降低70-75%。表2给出不同示范项目气候特点、能耗强度及可再生能源发生量。
表2 零能耗建筑最佳案例基本信息
2 技术分析
美国零能耗建筑的技术路线有自身特点，在通过被动式技术降低建筑基准能耗的同时，更加注重主动式技术和可再生能源的利用。图9给出本文示范项目用能水平与当地同类建筑平均用能水平对比，可以看出零能耗居住建筑可实现50-90%的相对节能率，即使在建筑节能标准要求更加严格的加利福尼亚州和华盛顿州，零能耗居住建筑相对节能率仍可达到50%以上[18]。大型商业及办公建筑可实现70-85%的相对节能率，通过可再生能源进行补充，完全具备实现零能耗建筑的潜力。
图10给出示范项目的用能产能平衡图，除Amory’s House外，其他建筑可再生能源发生量皆能够满足建筑用能，Amory’s House作为零能耗建筑的早期尝试，其技术路线相对更注重于被动式技术，并未大量装设光伏系统追求净零，因此相对于其建筑用能消耗，可再生能源发生量相对较少，但其建筑用能强度已经较当地同等用能水平大幅降低。
对各示范项目使用的主要节能技术统计，其中被动式技术方面，围护结构保温、高气密性、自然采光和自然通风是降低建筑基准能耗的通用手段，随着建筑体量的增加，公共建筑会逐渐侧重室内自然光优化控制、楼板蓄能、建筑空间隔音等技术的应用，多参数调节公共空间的舒适度。主动式技术应用方面，新风热回收、高效用电设备、辐射供暖供冷末端是降低建筑用能的主要途径，随着建筑功能复杂度的增加，自控技术的应用可以对建筑各部分精准调节，如Bullitt Center的自控外遮阳，可以根据室外风向、光线和温度的变化自动调节遮阳卷帘的高度。对于公共开敞式办公空间，分散供冷供暖是有效的节能措施，如落基山研究所创新中心夏季采用工位座椅送风，可以根据人员自身舒适性调节座椅上的局部风量，冬季采用局部电热毯提高舒适性的同时，有效减少供暖能耗。
可再生能源应用方面，太阳能光伏是实现建筑零能耗的主要途径，从示范项目可以看出，美国小体量居住建筑和公共建筑已基本可以通过建筑本体可利用光伏架设面积达到零能耗，大体量公共建筑及园区则需要借助园区内停车棚等设施扩大光伏系统可架设面积达到零能耗，如美国国家可再生能源实验室。当园区内可利用面积无法满足时，则需要通过借助周边光伏电站引入绿电来实现，如苹果新总部Apple Park。除太阳能光电利用外，太阳能光热利用也是示范项目生活热水和室外新风预热的主要功能途径；冬夏季负荷相对平衡的地区地源热泵是为建筑提供冷热源的首选，空气源热泵则更适宜为小体量居住建筑功能。除此之外，生物燃料电池、生物质锅炉等新兴供能系统也正在逐步应用验证中。国际生命建筑研究所Brad Liljequist博士在文献[21]中选取19个示范项目进行了研究。
3 经济性分析
通过对各个项目总成本及增量成本的统计，考虑各项激励政策补贴，各项目增量成本回收期在10个月-2年，符合市场推广所需经济性条件。从示范项目的单位面积成本增量来看，本文中示范项目其增量成本仍处于较高的水平，不利于市场竞争，仍处于企业或研究机构的探索阶段。值得一提的是，随着美国政府对建筑节能的不断重视，示范项目通过政府的激励政策，可以作为适当降低增量成本的有效途径。文中除个别案例拥有企业资金支持外，大部分项目依靠光伏补贴和税费减免政策，可以维持其市场竞争力，使增量成本控制在20%以
表 示范项目经济性分析
以布利特中心为例，项目建设阶段即通过美国政府推动光伏和地源热泵系统在建筑中应用的联邦1603计划（Federal 1603 Program），得到融资资助。同时，西雅图市经济发展办公室为该项目提供资金债权和市场税收抵免等资助，进一步降低项目开发初期的资金压力[24]。
4 政策推广及发展趋势
美国在零能耗建筑的市场推广方面注重政府推行和市场激励并行，其在政策推广方面可以分为三类：
（1）政府行政法规。目前，美国已经有44个州陆续开展了研究和尝试，各州一级政府纷纷提出相对激进的零能耗建筑发展策略，执行更加严苛的建筑节能标准。其中，加利福尼亚州作为清洁能源推进大省，净零能耗建筑数量等于其他各州总和[17]。2017年11月，俄勒冈州发布行政命令（Executive Order 17-20）[25]，提出了到2023年在全州实现净零能耗预备建筑为标准的目标。华盛顿州能源法（The Washington State Energy Code, WSEC）提出，到2031年，州内建筑全年净能耗要在2006年WSEC基础上降低70%[26]。
（2）财税补贴。美国各级政府发布的财税减免及相关补贴主要针对于光伏系统。政府自1992年通过《1992年能源政策法案》[27]推动发展以光伏为首的可再生能源产业以来，不断出台各项激励政策推动光伏产业发展。华盛顿州对安装光伏的居住建筑用户给予30%的税收抵免政策。美国各州也纷纷发布可再生能源发电目标，加州确立在2045年实现100%清洁能源，夏威夷州2045年实现100%可再生能源发电，华盛顿特区2032年实现100%可再生能源发电目标[28]。据Wood Mackenzie电力与可再生能源事业部与Energy Storage Association（ESA，能源存储协会）新发布的《2018年美国储能市场回顾》报告，2018年美国储能新增装机容量777MWh，同比增加80％，其中亚利桑那州光伏发电电价创2.499美分/度的新低。低廉的光伏价格进一步发展的空间。
（3）容积率奖励。西雅图市议会2018年6月宣布通过一项“2030规划挑战”试点计划：对满足条件的既有建筑改造项目提供额外的两个楼层和25%容积率奖励。“2030规划挑战”要求改造建筑从现有的基准上减少70%能源使用，提升50%水管理效率以及减少50%的运输排放。随着不同城市激励政策的不断出台，将大力促进开发商和业主进行零能耗建筑的投资，也有利于培育零能耗建筑市场化。
除政府激励政策外，能源租售模式也在零能耗办公建筑中尝试展开，业主将再生能源以配额的方式租售给用户，用户享有一定用能范围内相对低廉的能源价格，这种双赢的能源管理模式一方面可以帮助业主加快收回开发成本，另一方面也对用户进行有效用能约束。
通过分析可以看出，美国政府对于零能耗建筑的推动政策非常注重市场激励效果，通过可再生能源政策的不断出台，从根本上提升可再生能源的发展市场，减少对化石能源的依赖，将零能耗建筑的增量成本控制在20%以内或更低，有效减少了零能耗建筑的经济回收期，为零能耗建筑、零能耗社区的发展提供有利市场空间。
5 结论
本文通过选取美国目前已建成并运行的零能耗最佳案例进行，对其技术特点、能耗水平，以及经济性进行分析，可以得到，美国零能耗建筑的技术发展路径已可以基本满足全气候全建筑类型覆盖，并逐渐从中小体量建筑向大体量商业建筑及园区发展。相较于现行建筑能耗水平，零能耗居住建筑可实现50-90%的相对节能率，即使在建筑能耗要求更加严格的加利福尼亚州，零能耗居住建筑节能比例仍能达到50%以上。大型商业及办公建筑可实现70-85%的相对节能率，通过可再生能源进行补充，完全具备实现零能耗建筑的潜力。
以光伏为代表的可再生能源利用发展为零能耗建筑提供更加广阔的气候适应性和市场推广可行性。大体量零能耗建筑及园区通过并网实现分布式电力共享的同时，也促进了绿色清洁电力能源的发展。随着光伏成本的逐渐下降，零能耗建筑的增量成本可以控制在10%以内。
美国零能耗建筑政策支持分为能源侧激励和项目个体激励。国家及州一级已明确提出零能耗建筑发展目标，各个城市相继发布容积率奖励及建筑面积奖励等激励政策，而基于清洁能源战略部署的激励政策将更加有利于零能耗建筑市场化推广。
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