建筑总是旨在为世界各地的气候问题找到解决方案。当前的主要趋势之一与能源消耗和气候变化有关。建筑业产生了 18% 的 CO 2排放。然而，出于经济原因继续使用燃料作为能源消耗的主要来源，因为它是大多数国家的原材料和容易获得的材料，导致对这些国家的生活质量产生负面的环境影响. 隔热膜厂家研究了一种新的零能耗建筑设计理念和决策支持工具。基于批判性思维作为一种创建建筑设计层次的新机制，该研究展示了作者五年来教授研究生建筑课程的经验（ARCH 662：建筑设计和决策支持工具和Arch 663：可持续建筑）。
这项研究的结果可能是帮助和指导建筑师在他们的国家建造更多零能耗建筑的新方法。此外，建筑学校下一代建筑师的知识传播将意味着新设计师相信保护和照顾他们的环境，这将提高对环境问题的认识并提高这些国家的生活质量。
迫切需要减少国内能源消耗，尤其是由于气候变化。国内能源政策和研究一直以技术供应将线性节约能源的假设为主。摆脱这种方法的传统尝试还远远不够，仍然倾向于假设技术使用是个人理性决策的线性结果。
1.近零能耗建筑 (NZEB) 的发展基于四个概念。类似的概念可以在各个层面实施，并且可以包括量化指标，例如能源体现和环境影响（表 1）。根据建筑物的类型和气候环境，设计团队必须应用这四个原则，以便找到遵循这些步骤或原则的合适的措施，如下所列：
减少所有新建建筑的能源需求。能源需求成本是建筑物需求的总和——空间供暖、空间制冷、室内热水、电力、通风、照明和电器。
第二：改善室内环境质量（IEQ），大限度地提高热舒适度并避免过热。这包括通过机械通风控制空气质量。第三：确定可再生能源年度平衡所涵盖的可再生能源需求百分比。修改额外措施以解决能源匹配和存储问题也很重要。
四是降低一次能源消费总量和碳排放总量。还需要修改额外的措施来处理与移动性和材料相关的能源问题。
2010 年能源绩效建筑指令 (EPBD)（重订）和 2050 年碳预算引入“近零能耗建筑”（NZEB），导致整个欧洲建筑行业的设计范式发生转变，这意味着新的和现有的建筑都应该是节能的 。
NZEB 标准背后的基本概念加剧了炎热天气条件下家庭过热的风险。尽管如此，关于该问题以及在整个欧洲广泛实施 NZEB 标准以加剧建筑物过热风险的潜力的研究和调查很少。
家电的“环境友好”将从三个基本方面解决：全球环境保护（防止全球变暖和保护臭氧层）、资源循环（三个R：减量、再利用、回收）和化学材料控制（减少对环境产生不利影响的商品和制造过程中的化学品使用）。
尽管没有特定于 NZEB 设计概念的信息，但一套通用规则适用于所有高性能建筑：Trias Energetica。Trias Energetica 的一套规则为高性能建筑设计提供了一个三步指南。这种三步法是 1979 年在荷兰的 Kees Duijvstein 领导下开发的，被认为是可持续建筑设计的基本经验法则，如图 1所示。
这三个步骤是：
1.通过避免浪费和实施节能措施 (ECM) 来减少对能源的需求。2.使用可持续能源而不是有限的化石燃料。
3.尽可能高效地使用清洁的化石能源。
Salem, R. 等人，2019 年，调查了气候变化对退休后过热风险和能源绩效的影响，并总结了构成 NZEB 改造方案的选定节能措施 (EEM)，如表 2所示. 可以预测，NZEB 和节能建筑更容易过热。他们的发现表明，采用遮阳装置、双层玻璃而不是三层玻璃以及利用自然通风是目前减轻过热风险的一些有效的方法 。
根据 2013 年的一项研究，使用“关联规则”和“先验原则”进行的一项复杂分析发现，烹饪和看电视之间存在密切联系——当家庭使用烹饪用具时，电视也有 74% 的机会打开. 信息技术 (IT) 相关设备（计算机、屏幕、打印机等）和视听设备（电视、游戏机等）的使用之间的明确比较是可预测的结果之一。使用电视作为各种级别的家庭的背景活动以及具有可编程自动关闭时间的新电视（在没有遥控器交互时关闭）非常流行。
在这个领域，有很多术语可以帮助和指导建筑师的设计，例如被动式房屋（德文版）、低能耗建筑、乡土建筑等。但是，根据不同国家的不同，这个术语会有所不同。每个国家/地区的建筑风格和每个国家/地区的天气类型，以及根据每个国家/地区可用的建筑材料的不同环境。以下部分描述了一些典型的被动技术。
干热气候：建筑师应将这种气候纳入设计考虑。关键是利用热质量和遮阳来减缓夏季室内供暖的速度；在夏季晚上通过风塔和/或交叉通风促进快速降温；夏季使用自然冷却，如果有的话，用水；并且在冬季使用自然采暖，因此太阳能增益的方向和开口设计至关重要（图2）。
干热气候下的被动式建筑技术
湿热气候：建筑师应将这种气候纳入设计考虑。首要任务是通风——它必须是有效的，无论白天还是黑夜。它应该通过遮阳减少建筑织物的太阳能加热；允许夜间冷却率高，具有大开口和交叉通风；并允许使用阴影地面、蒸发冷却和风进行自然冷却
湿热气候下的被动架构技术
寒冷气候：建筑师应考虑到这种环境形式。目标是使用缓冲区、绝缘和有限渗透来减少对热能的需求；允许利用太阳能进行自然加热；并在夏天允许通风。热绝缘需要良好的通风以避免过热
寒冷气候下的被动式架构技术
夏热冬冷气候区域：建筑师应考虑到这种气候。目标是使用缓冲区和隔离来减少对热能的需求，同时减少渗透；利用阳光和风的自然加热和冷却，以实现良好的夏季通风，包括夜间通风；并且不要用冬季防风林阻挡夏季微风
夏热冬冷气候下的被动式建筑技术
温带气候：建筑师应考虑到这种气候。目标是使用缓冲区和绝缘材料减少对热能的需求，以减少冬季热量的损失；防止夏季过热，通过热质量（和夜间通风）进行温度控制，必要时使用遮阳；并在冬季使用自然采暖。减少空气渗透是必须的，因此应包括有遮蔽的入口和防风大厅
温带气候下的被动式建筑技术
支持 NZEB 设计的拟议研究
文献综述展示了一些可用于实现近零能耗建筑的技术。然而，这些原则在中东并不奏效，因为它们忽略了一个非常重要的参数的影响，即居住者的文化。居住者的文化是中东国家近零能耗建筑概念设计的主要或主要支柱，因为对住宅单元内能源消耗部门的简单分析将表明，大部分能源消耗取决于三个东西：厨房、照明和电视。根据黎巴嫩该地区的文化，大多数家庭每天花费超过 65% 的时间做饭，这意味着使用炊具或看电视，导致炊具和/或电视使用天然气或电力。我们建议等式 (1) 指出，NZEB 可以通过以线性方式理解材料、能源系统和乘员行为来定量描述。
NZEBD = 材料属性 + 能源系统 + 居住者的文化和社会行为
(1)NZEBD = MP + ES + CSBO
(2)(NZEBD) 近零能耗建筑设计
(NCNZEBD) 近零能耗建筑设计新理念
(MP) 材料特性（支柱）
(ES) 能源系统（第二支柱）
(CSBO) 居住者的文化和社会行为（第三支柱）
等式 (1) 和 (2) 表明，这种近零能耗建筑设计的新概念基于三个支柱，即材料特性 (MP)、能源系统 (ES)（包括冷却/加热）以及文化和社会居住者的行为（CSBO）。表 3解释了将直接影响黎巴嫩和中东国家近零能耗建筑设计的不同支柱。在下一步中，我们将讨论应该在每个支柱中应用的方法和技术，以在黎巴嫩以及更广泛的中东地区实现接近零能耗的建筑。
3.1在设计过程中应用的方法
隔热膜厂家有了解到：实现近零能耗建筑的主要方法应包括三个阶段：阶段：此阶段将建立一个框架或指南，用于选择应在施工过程中使用的材料。这些材料应通过其物理和化学特性增强室内环境控制，如先进材料、纳米材料、零碳材料等。
第二阶段：此阶段将包括对普通住宅的能源消耗系统的分析（将根据住宅建设的具体原因选择区域和类型，并将于黎巴嫩）。将为这些住宅结构建模一个可再生能源（太阳能、风能、地热、生物质等）的能源生产系统。
第三阶段：本阶段的拟议研究将通过问卷调查收集社会和文化数据，以衡量居住者的能源意识。它将提高他们使用不同选项和解决方案的知识水平，这些选项和解决方案将减少多年来的能源消耗量。它将考虑实施这一想法所面临的长期利益和困难。这项调查将有几个部分的问题（住户在他们家中使用的电器类型、对他们建筑中使用的材料的调查、他们每月支付的电费、他们在他们家中的日常活动的简要描述等）。分析完这些数据后，
3.2. 材料特性
该支柱的主要目标是确保对室内环境的控制，并提供舒适和保护性的室内空间，以提高居住者在这些空间内的生活质量。从表 2可以看出，该支柱的范围分为三类。
3.2.1物化材料性能
在此类别中，建筑师应考虑具有良好物理和化学性能的材料，以提供高效功能（高性能）和小尺寸，并在选择建筑材料时考虑到环保材料。其中一种材料可能是纳米材料，它具有许多优点，例如功能效率更高，尺寸更薄，这意味着它们可以节省室内空间。节省室内空间相当于省钱。可以对室内环境控制产生积极影响的纳米材料的一些例子是：
隔热：
-隔热：真空隔热板（VIP）
-隔热材料：气凝胶
-温度调节：相变材料 (PCM)
窗户材料：
-紫外线防护
-太阳能保护（智能窗户）
涂层材料：
-自清洁：莲花效应
-自清洁：光催化
-易清洁（ETC）
-空气净化
-反涂鸦
-抗反射
3.2.2. 智能特征在被动式建筑设计中的作用
NZEB 中智能设备的主要作用是优化不同类型电气系统的效率，例如照明系统、供暖、通风和空调 (HVAC) 系统等。此功能可以通过以下方式执行：
“大脑”：这是整个系统的控制器，设备的编程和控制起源于此。它类似于通常用于商业建筑的建筑管理系统 (BMS)。这些可以是具有广泛网络的相当复杂的计算机控制系统。在住宅环境中，我们通常将恒温器视为 HVAC 系统的“BMS”。可以使用更复杂的住宅控制系统。
传感器：这些是控制系统的反馈元件。例如，与太阳辐射传感器耦合的温度传感器可用于控制隔热窗帘的打开或关闭。更简单地说，内部温度传感器可用于控制换气扇的运行。
任何智能建筑，无论是商业还是住宅，都应该有像大脑一样的BMS和像手一样的楼宇自动化系统BAS。此外，每个智能建筑都应该有室外传感器和室内传感器，并且都可以通过移动应用程序进行连接和自动化。
3.3. 能源系统
该支柱的主要目标是利用各种资源（如太阳、风、水、地热、生物质等）作为能源生产系统生产清洁和可再生能源。同样，从表 3中可以看出，该支柱的范围是通过不同类别的可再生能源供应来支持家庭，以实现家庭所需的足够能源。可再生能源的类别将通过 BIM（建筑信息模型）评估，通过添加插头来计算能源消耗系统（针对家庭内的不同电器）。这将在未来的研究中得到体现。
3.3.1屋顶/南立面的光伏电池
代太阳能电池基于单晶半导体晶片。第二代在电池组装中采用无机薄膜结构。它们的生产成本较低，但不到 14% 的非晶薄膜太阳能电池的效率低于代单结晶体太阳能电池的效率，后者可高达 27%。从理论上讲，单结电池应该能够表现出 ±33% 的大效率，这是 Shockley-Queisser 热力学设定的限制。因此，需要一种新的太阳能电池技术来实现高于 33% 的效率，同时降低生产成本。第三代太阳能电池] 使这成为可能。
3.3.2. 太阳能热系统
太阳能热能可用于为家庭和公共场所提供热水。聚合物纳米颜料可用于墙壁、天花板、装置、管道和储罐的隔热和防腐绝缘。这种涂料可以使用非常简单的方法涂抹，例如喷涂、滚涂或刷涂，并提供隔热效果。纳米色绝缘材料以薄（微米级）隔热层的形式用于工业和建筑领域。
太阳能集热器系统可分为 (a) 固定式或 (b) 集中式太阳能集热器。固定式太阳能集热器和聚光式太阳能集热器的区别在于，固定式集热器具有相同的面积来拦截和吸收太阳光强度，而聚光式集热器具有反射面，可以将太阳光强度拦截并聚焦到更小的（焦点）区域，以获得更高的工作流体温度产生。固定式太阳能集热器适合小规模发电，而聚光太阳能集热器技术能够大规模发电（表 4）
3.3.3. 风力发电机
随着政府制定解决电力供应问题的战略，他们应该鼓励在全国范围内投资风力涡轮机，以增加向清洁发电机的转变，这反映了减少温室气体并为住房部门生产清洁能源。风力涡轮机是一种机器，它使用称为风帆或叶片的叶片将风能转换为旋转能，然后通过齿轮传动将其引导以驱动发电机。风力涡轮机用于发电。大多数风力涡轮机可以安装在风电场一起发电。风力发电场的好位置通常位于多风的山顶、开阔的平原和海滩上。3.3.4节能电器
进行了一项研究，以确定黎巴嫩家用电器的基本特征以及黎巴嫩家庭对更节能选择的理解和意愿。在他们的调查中，初步制定了电器清单，并询问了大约 630 名受访者有关所有权、使用模式、购买成本和更换率的问题，详细信息列于下表 5
所有受访者使用多的家用电器是冰箱、灯泡、烤箱、洗衣机和电视机。大型产品（如冰箱、洗衣机等）在需要更换之前具有相对较长的使用寿命。其他研究的结果表明，通过用节能家用电器替换现有电器，住宅部门的节电潜力将提高 20% 至 27.4%
我们提议的研究将集中在五种电器上，这些电器在该研究中占家庭用电量的很大一部分。选定的设备将是：
洗衣机
空调
电视
电灯泡
冰箱
材料特性、能源系统以及居住者的文化和社会行为这三大支柱之间存在可量化的关系，它们共同致力于黎巴嫩近零能耗建筑的新概念。新概念立足于被动式建筑技术、材料特性和智能技术之间的新兴关系，为黎巴嫩和阿拉伯国家的近零能耗建筑设计开发功能改进框架。欧洲和中东近零能耗建筑设计的主要区别在于支柱“居住者的文化和社会行为”，它在这个等式中起着巨大的作用，因为根据居住者的行为和他们的文化来浪费能源。
拟议的框架将为未来的可持续发展战略研究奠定坚实的基础，并在面临环境危机的国家改善功能性建筑，同时努力在阿拉伯地区实现近乎零能耗的建筑设计。该框架将帮助和指导建筑师使用经济实惠的建筑技术建造一个环境友好型住宅，以缓解全球变暖和气候变化等环境问题。如果不提高社区对居住者行为在减少建筑物内能源浪费方面的作用的认识，所有这些工作都无法进行。这项研究将是未来几项研究的步，这些研究将为新建筑设计和现有建筑的功能改进制定发展战略。
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