建筑占全球温室气体排放的39%；
减少建筑中的碳排放将是实现2050年净零排放的关键；
高效的零碳建筑利用现有且具有成本效益的技术，在减少排放的同时，提升当地社区的健康水平、公平性和经济繁荣。
减少建筑中的碳排放将是实现巴黎气候目标和2050年净零排放的关键。建筑占全球温室气体排放的39%，其中包括运营排放占28%，建筑材料和施工占11%。
预计到2060年，全球建筑面积将翻一番，而只有3%的投资用于绿色高效的新建建筑，这将导致高排放在未来数十年内被锁定。现有建筑的翻新率仅约1%，还不到实现巴黎气候目标所需翻新率的三分之一。
尽管建筑脱碳面临重大挑战，但机遇同样巨大。高效的零碳建筑利用现有且具有成本效益的技术，在减少排放的同时，提升当地社区的健康水平、公平性和经济繁荣。
有四大关键趋势推动零碳建筑发展：脱碳、电气化、能效提升和数字化。这些四个好的“DEEDS”协同作用，可减少建筑运营及配套基础设施的碳排放和综合成本。通过停止在供暖中使用化石燃料、利用现场和/或场外可再生能源、减少使用全球变暖潜能值高的制冷剂，以及在施工中使用低碳、再利用或再生材料，建筑可以实现零碳（或零碳就绪）性能。
全球变暖本身也将导致此前气候较温和地区的电力需求增加，例如美国太平洋西北部近期出现的情况，这些地区需要空调以减轻热应激。异常寒冷的天气也会增加温暖地区的电力需求。在某些情况下，这将导致建筑业主成本上升，原因包括化石能源成本较低（通常有补贴），以及为扩大发电、输电、配电和管理日益间歇性的可再生能源供应而增加的电力基础设施投资。
即使能源供应已实现脱碳，能效提升仍必须是零碳建筑的首要任务。无论该投资用于本地现场发电还是电网层面，能效领域每投入一美元，约可节省两美元的能源供应成本。能效提升还可降低未来电网基础设施满足增长需求的总成本。虽然增加保温和提高设备效率等被动措施可以降低总体用电需求，但包括自动需求响应和动态能源优化在内的主动能效措施，可提供需求灵活性，以匹配间歇性的可再生能源发电。
数字化是提升建筑能效和需求灵活性的重要推动力。这些“智能”建筑得益于先进的传感与控制、系统集成、数据分析和能源优化，能够主动降低能耗和需求，同时提升居住者的舒适度、健康水平、生产力以及设施的韧性。将这些数字化能力嵌入“智能”设备和电器中，除了能减少能源消耗和排放外，还可带来更多益处，包括提高可靠性和实现远程管理。
智能建筑的潜在节能空间十分可观。基础自动化建筑控制可节省商业建筑10-15%的能源。更先进的功能，例如需求控制通风，可额外节省5-10%的能源。集成建筑系统在一起可在基础暖通空调（供暖、通风和空调）及照明控制的基础上，额外节省8-18%的能源。能源信息管理系统若采用先进计量基础设施并监测建筑终端用能，平均可节省3%的能源；而自动故障检测与诊断平均可节省9%的能源使用。
一项近期研究表明，电网互动高效建筑（GEB）通过主动需求管理，最多可降低20%的能源成本。能源优化可根据电网的实时碳强度控制建筑能耗，并协调清洁供暖资源与化石燃料备用设备的使用，从而在提供需求灵活性和韧性的同时，实现全天候（24/7）的碳排放最小化。
位于美国马里兰州银泉市的Unisphere大楼，是美国规模最大的净零能耗项目之一。该建筑采用地源热泵、现场太阳能，以及包括暖通空调、照明、能源管理和可调光窗在内的集成控制系统。挪威特隆赫姆的Powerhouse Brattorkaia八层办公楼在整个建筑生命周期内实现能源正平衡，包括建材生产与运输、现场施工以及建筑寿命结束后的拆除所消耗的能源。该建筑拥有3,000平方米的太阳能板，并配备以水源为热源的自然制冷剂热泵，可同时提供制冷和供暖。该建筑能效极高，综合运用了被动和主动措施，包括可根据居住者需求自适应调节的暖通空调和照明系统。
全球变暖和气候变化也将对热带气候地区产生重大影响，在这些地区，建筑能耗主要受电力制冷需求上升的驱动。新加坡在其《2030年绿色规划》中提出了雄心勃勃的脱碳战略目标：到2025年将太阳能部署规模扩大至四倍，到2030年实现2GWp（千兆瓦峰值）的太阳能装机容量。从2030年起，新建建筑中将有80%为“超低能耗建筑”，其能效较2005年优秀绿色建筑的能耗水平提升80%。至少20%的学校将于2030年实现碳中和。
新加坡国立大学设计与环境学院4号楼（SDE4）是新加坡首座新建的净零能耗建筑，也是东南亚首座获得国际生命未来研究所（ILFI）零能耗认证的建筑。该六层建筑采用创新的混合制冷系统，有效降低了建筑能耗。对入住率、空间使用情况、室内空气质量和天气状况的先进监测，有助于优化系统运行。屋顶428千瓦峰值（kWp）的太阳能板所发电力用于为所有系统供电，多余电力则动态输送至校园电网，供相邻建筑使用。自2019年1月投入使用以来，该建筑一直实现能源净正平衡，即发电量超过耗电量，超出部分达460兆瓦时（MWh）以上。
SMU-X净零能耗建筑是新加坡市中心首座大规模工程木材（MET）建筑，通过建筑内的光伏系统，已抵消其全年100%的能源消耗。此外，新加坡国立大学设计与环境学院1号和3号楼（SDE 1&3）是一座高能效的翻新建筑，采用先进的建筑外立面，可平衡进入建筑的自然光和热量，并配备先进的照明控制系统和太阳能屋顶，以实现净零能耗性能。新加坡发展银行（DBS）的Newton办公楼是对一栋现有四层建筑的翻新项目，目标是实现70%的节能并达到净零能耗性能。项目在屋顶安装了双面光伏组件（可从两面发电的光伏板），并采用先进的物联网电力优化技术。
所有这些建筑充分表明，数字化对于全球北方的清洁供暖用电和全球南方的制冷用电至关重要。它也是实现高效零碳建筑性能、同时减少未来电网基础设施投资的关键要素——如果我们要实现2050年目标，这是重中之重。
