توسعه ساختمان های مدرن با انرژی صفر نه تنها از طریق پیشرفت در فن آوری های جدید ساخت وساز امکان پذیر است، بلکه با تحقیقات آکادمیک بر روی ساختمان های سنتی و تجربی، عملکرد دقیق انرژی را جمع آوری می کردند، به طور قابل توجهی بهبود می بخشند. مدل های کامپیوتری پیشرفته امروزی می تواند اثربخشی تصمیمات طراحی مهندسی را نشان دهد. مصرف انرژی را می توان به روش های مختلف اندازه گیری کرد (مربوط به انرژی، انرژی یا انتشار کربن) و صرف نظر از میزان استفاده شده، دیدگاه های متفاوت در مورد مصرف انرژی و صرفه جویی در انرژی برای دستیابی به میزان انرژی ارائه می شود. انرژی صفر پتانسیل کاهش انتشار کربن و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی را دارد. ساختمانی که به مصرف انرژی صفر نزدیک می شود را می توان ساختمان با انرژی نزدیک به صفر یا خانه بسیار کم انرژی نامید. ساختمان هایی که در بخشی از سال انرژی مازاد تولید می کنند، ممکن است به عنوان ساختمان های دارای انرژی شناخته شوند. اگر ساختمان در منطقه ای واقع شده باشد که در تمام بخش هایی از سال به گرمایش یا سرمایش نیاز داشته باشد، زمانی که فضای زندگی در محیط کوچک باشد، مصرف انرژی صفر آسان تر است. در نظر گرفتن تصور ساختمانی بدون تأثیر انرژی یا حداقلی، مفهوم تعادل را به وجود می آید. ساختمان های بسیار کم مصرف می توانند با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر محلی (مثلا سیستم های فتوولتائیک) به همان اندازه انرژی تولید کنند که مصرف می کنند. این مفهوم از نظر فنی برای بخش های قابل توجه تجاری، از جمله ساختمان های آموزشی امکان پذیر است. از این رو می توان به این ایده رسید که پشت بام ها، فضا و استعداد کافی برای تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر را دارند. طراحی ساختمان صفر انرژی وابستگی عمیقی بر میزان انرژی مورد نیاز یک ساختمان برای کارکرد دارد.
ساختمان های انرژی صفر نسخه 1.0
این تعریف رایج نسخه 1.0 بیان می کند که ساختمان صفر انرژی، ساختمانی با انرژی کارآمد است که در آن، بر اساس انرژی منبع، انرژی واقعی تحویل سالانه کمتر یا برابر با انرژی تجدیدپذیر صادر شده در محل است. البته این تعریف، تنها به ساختمان ها محدود نمی شود و می تواند برای پردیس ها، محیط های اداری، آموزشی، پارک ها و دیگر امان نیز در نظر گرفته شود. از طرفی هم در مکان هایی سیاست ها یا مسائل اقتصادی محدود است، می توان از ساختمان های صفر انرژی کمک گرفت و در زمان هایی که شرایط اجازه می دهد، برای تامین انرژی بسیار کارآمد واقع شود. علاقه به ساختمان های بسیار کم انرژی و ساختمان های صفر انرژی در حال افزایش است.
ساختمان های انرژی صفر نسخه 2.0
با ظهور انرژی های تجدیدپذیر ارزان قیمت و توانایی ایجاد ساختمان های بسیار کم انرژی، ساختمان های صفر انرژی عمدتاً بر اساس تعاریفی که برای 10 تا 20 سال مورد استفاده قرار گرفته اند، معرفی می شوند. این معادلات از نظر مفهومی تعادل بین عرضه انرژی تجدیدپذیر و تقاضا بوجود می آورد. باید در نظر داشت که بسیاری از نسل فعلی ساختمان های صفر انرژی دارای عدم تطابق زیادی بین تولید انرژی های تجدیدپذیر و مصرف ساختمان هستند که این تعادل را محدود می کند. هدف نهایی، ایجاد ساختمان هایی است که از نظر زیست محیطی بی خطر باشند یا حتی بتوانند محیط زیست را بهبود بخشند و باعث کاهش مصرف منابع انرژی تجدیدناپذیر یا آسیب های زیست محیطی شوند. این هدف بلندمدت در 40 سال گذشته، در اهداف و مفاهیم مختلفی از جمله کاهش مصرف سوخت های فسیلی (برای نگرانی های آلودگی هوا و آب و همچنین امنیت اقتصادی و انرژی) به ساختمان های راحت، سالم و با کارایی بالا اختصاص یافته است. در این مفهوم، علاوه بر تعاریف نسخه 1.0، که بر هوشمند شدن ساختمان ها در مورد میزان و زمان مصرف انرژی تمرکز شده، تامین انرژی مصرف کننده های خارج از ساختمان را هم پوشش می دهد که در اینصورت ساختمان ها باید بر مدیریت تقاضا تمرکز کنند؛ یعنی باید به زمان و میزان مصرف انرژی توجه کنند. لازم به توضیح است هدف این نیست که هر ساختمانی خارج از شبکه باشد و شبکه یک پشتیبان حیاتی و حمایت کننده برای ساختمان و مصرف کننده هایی باشد که انرژی های تجدیدپذیر برای ساعاتی که در دسترس ندارد (خورشید نمی تابد و باد نمی وزد) و از طرفی هم خدمات شبکه اضافی را هم ارائه دهد (مثل کاهش و جلوگیری روش های تولید و انتقال انرژی بروش های سنتی از جمله نیروگاه های فسیلی).
