С нарастването на изискванията към характеристиките на жизнения комфорт нараства и потребността от използването на все по-големи количества енергия, процес, който увеличава нашата зависимост от самите източниците на енергия.
От друга страна, завишаването на консумацията на енергия, води до коренни промени в заобикалящия ни свят. Този ефект е едновременнои градивен, и деструктивен.

Градивен, защото се създава нова среда с необходимия жизнен комфорт, променящ се през вековете и отговарящ на все по-нарастващите изисквания за осъществяването на конкретните човешки дейности.
Разрушителен, защото при използването на различните източници на енергия, било то планирано или хаотично, се очертават някои негативни последствия:

• темпото на усвояването на даден източник на енергия превъзхожда неговия възстановителен период, което води до изчерпването му и пораждането на поредна енергийна криза;
• консумирането на огромни количества от тези източници на енергия – твърди, течни или газообразни, води до неизлечими дълготрайни деформации на земните недра;
• при извличането, пренасянето и оползотворяването на конкретния източник на енергия се получават остатъчни продукти, които в по-голямата си част се оказват вредни замърсители на гео-, хидро- и атмосферата и формират нежелани глобални екологични проблеми.

Постигането на баланс между тези две компоненти (градивната и разрушителната) изисква търсенето на рационални начини и методи, както за формирането на екологична и енергоефективна жизнена среда, така и за разкриване на възможности за използването на екологично чисти и възобновяеми в рамките на продължителността на човешкия живот източници на енергия. Днес познаваме различни решения, като сгради с нормативна топлинна изолация, ниско енергийни сгради, пасивни сгради и т.н.

Във всички тези решения се откриват трите основни принципа:
- намаляване на топлозагубите през ограждащите елементи на сградата;
- намаляване на консумацията на енергия от системите генериращи определен комфорт;
- замяната на конвенционалните горива с възобновяеми източници на енергия.

Животът на земята е немислим без енергия. Автотрофните (самоизхранващи се) организми усвояват енергията от слънчевата радиация, а хетеротрофните я набавят от автотрофните. Homo sapiens като хетеротрофен организъм развива способности за използване на екстрасоматична енергия (енергия извън тялото), необходима за неговото съществувание и дейност. "Усетил ползата от екстрасоматичната енергия, като възможност за по-голяма сила и мощ, той започва да я усвоява и управлява". Ето защо, на практика ние можем да сведем топлозагубите почти до нула, но консумацията на енергия не можем, а да продължим с използването на конвенционалните източници на енергия не е разумно. Това обуславя необходимостта от пълната замяна на конвенционалните с възобновяеми източници на енергия.

В този ред следващата стъпка се оказват така нареченитеНулево енергийни сгради (НЕС), при които консумираната енергия от конвенционални източници е нулева.
Ако анализираме по-подробно тези сгради ще установим, че топлинните загуби не само са сведени до нула, но са използвани различни принципи от Passive Solar Design, интегрирани са в ограждащите елементи някои Passive Solar Thermal Building System, както и факта че необходимата енергия се осигурява единствено от Възобновяеми енергийни източници (ВЕИ).

Така получената "нулева линия" на пръв поглед е константна, но при положение, че не се използва енергията от конвенционалните горива, тази линия е променлива. Нейното местоположение зависи от финансово изражение на използваните различни енергоефективни мероприятия и средства, съобразени с конкретните климатични условия.

При НЕС все повече се налага промяна на принципа, при който за изграждането на дадена оптимална система се включват само елементи в тeхните оптимални параметри.
Разумното решение е да се търси баланса между различните елементи в техните най-подходящи технически измерения за получаване на една система в оптимален режим.
От тази гледна точка НЕС се оказва повратна точка не само в развитието на концепцията за използване на ВЕИ, но и в стремежа към пълна независимост от влиянието на природно климатичните фактори.

Тези сгради (НЕС) често се наричат Zero site energy, Zero source energy, Off-site zero energy use, Zero carbon emissions и т.н.в зависимост от гледната точка на анализиране. Вероятно тази е и причината засега да няма единна дефиниция за нулевоенергийните сгради.
Днес на базата на НЕС се разработват и други концепции като: Аutonomousbuilding, Еnergy-plus-house и др.

Концепцията на Аutonomous building представлява проектиране на сгради с пълна независимост от селищната инженерна инфраструктура като електричество, водопровод, канализация, топлофикация и др.

Концепцията на Еnergy-plus-house се основава на комбинацията в сградите на микрогенериращите технологии (като ветрови турбини, фотоволтаика, термопомпи и др.) с разумните енергийно ефективни решения (пасивни и активни системи за отопление и охлаждане). Това вероятно е и пътят, който трябва да изминем, за да достигнем до изграждането на устойчиви екосистеми.

Пълното или частично интегриране в обвивката на дадена сграда на различни елементи от пасивните или активните слънчеви системи са мотивация за бурното развитието на научните проучвания и изследвания с оглед производство на нови генерации строителни материали и системи.

Това развитие можем да сведем до три главни направления.

Първото е в търсенето на нови строителни материали с цел намаляване на дебелината на ограждащите сградни конструкции при повишаване на топлоизолационните им параметри.

През август 2006 г. от BASF обявиха, че, използвайки ефекта на фазовото преобразуване на парафина, са разработили строителен продукт "Смартборд" с вградени микрокапсули от восък в акрилна обвивка.
Този продукт при дебелина 1.5 см постига топлотехническите характеристики на тухлена стена с дебелина 12 см.
Интересни са проучванията на германския институт "Фраунхофер" за конструкция от пенометал- материал, лек но с невероятна здравина. Вероятно в тази посока в бъдеще ще се търси решението за премахване и на топлинните мостове в конструкцията на сградата.

Второто направление е в търсенето главно на строителни материали, които са не само екологично чисти, но и поддържат около себе си такава среда.От около 15 години са разработват различни пречистващи технологии на базата на титанов диоксид.
От първия успешен опит с нанасянето на фотокаталитичен слой върху електрическа крушка, премахващ неприятните миризми в мазета, кухни и тоалетни, до създадения през 2008г. фотокаталитичен цимент на "Италчементи груп" е извървяна безспорно революционна крачка.
Днес се очакват нови приложения на този уникален материал. Той работи под въздействието на светлината като катализатор на окисляването на азотните, въглеродните и серни диоксиди - основните замърсители изхвърляни от транспортните средства.

Третото направление е с най-широк обхват и включва интегрирането в сградната обвивка на нови видове строителни материали, продукти на съвременните авангардни технологии.

Нанотехнологиите са технологии на молекулярно нивои въпреки че терминът е от 1976 г., те са технологии на бъдещето. Съществуват изобретения на различни институти за наноструктурни материали, които могат да трансформират слънчевата радиация в електрическа енергия.
Известни са и материали с наложен върху тях титанов оксид с нанометричени измерения, които могат да пречистват въздуха и да не позволяват полепването по тях на замърсяващи частици.
Тези материали интегрирани върху фасадната повърхност на дадена сграда, могат в реално време да формират определена екосреда около тях и същевременно да произвеждат електроенергия.

Естествено тези нови генерации строителни материали и системи ще благоприятстват създаването и на нови архитектурни форми със съвременна и дори с футуристична визия.

В заключение, именно идеята за нулево енергийните сгради изведе наложилото се през годините привидно праволинейно равновесие на развитие на енергоефективните концепции до съвременната динамика в търсенето на оптималната линия на баланса между безкрайното намаляване на коефициента на топлопреминаване през сградната обвивка, целесъобразността при интегрирането на една или друга Пасивна или Активна слънчева термична система и рационалността от използването на различните видове Възобновяеми енергийни източници.