由温室气体排放引发的全球气候变暖危机正成为全人类面临的挑战,建筑行业产生的温室气体在全球温室气体中占较大比重。因此,建筑低碳化对全球温室效应控制意义重大,也是人类文明可持续发展的重要保障。高大空间建筑因其体量大、人流量大、热环境复杂等特征,是建筑业中碳排放强度最高的建筑类型。夏热冬冷地区建筑需同时满足冬夏季的热舒适要求,建筑使用阶段碳排放较高,具有很大的节碳空间。因此,从低碳角度下的高大空间建筑设计优化研究是建筑低碳化的重要组成部分。本文从建筑设计的角度出发,总结出夏热冬冷地区高大空间低碳建筑设计应注重以下两个方面:1.合理利用自然采光与自然通风,降低建筑使用阶段的碳排放值;2.合理选择建筑材料,降低建筑使用阶段与材料生产运输阶段碳排放值。以东南大学前工院改造项目为例,探究了设计优化对降低碳排放量的作用,定性分析了建筑主体结构材料选择,并定量研究了采光、通风和围护结构材料设计优化与降低建筑碳排放之间的关系。针对项目中的高大空间,从采光优化的角度研究了屋面天窗角度选择,从通风优化的角度研究了立面开口大小与位置、自然通风途径、机械通风混合自然通风策略,从材料优化的角度研究了围护结构材料选择。