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2009年12月哥本哈根联合国气候变化大会结束,各个国家都提交了低碳承诺书。作为建筑界对这一问题的回应，低碳建筑显得愈发重要。然而，就当前在中国而言，大多数相关研究探讨的还是低碳建筑的意识问题，而非具体的技术问题。这意味着低碳建筑的研究还未深入到具体的操作实施阶段，低碳建筑设计亟须具体的技术与方法来支撑。基于上述的思考，作者想探讨的是更进一步的具体的设计方法，而这些设计方法大多是受着现代建筑技术的制约，即对低碳建筑的研究若想更深入，只有放在对建筑技术的关注上。同时，近年来，世界科学技术飞速发展，新技术和新材料的不断涌现，建筑设计也随着随之不断的改变着人们的思维观念和思维方法，科学影响建筑学的进程在逐渐加快，对低碳建筑的研究有必要在意识、美学之外更加注重新科学的观念与方法。
1、现代新科学对低碳建筑的影响
1.1 低碳建筑与新科学的关联
(1)技术的转向——新科学观影响下的低碳技术崛起从技术角度，新科学影响下产生的建筑技术是在最新科学成就的基础上发展起来的，它标志着这种技术本身和水平是高层次的、新兴的、前沿的甚至是尖端的，其表现为时间新、技术应用后产生的效果好、劳动效率提高等。由于新科学影响下的新技术尤其是低碳技术在操作方式与效率等方面都相比传统的建造方式发生了进化般的理论与实践影响，因此传统建筑向低碳建筑的发展必将产生巨大的飞跃。
(2)新科学与低碳建筑之间的媒介——计算机技术
当代最显著的技术特征无疑是以计算机技术为代表的信息技术、数字技术和网络技术。随着计算机技术的飞速发展，新科学观影响建筑观的进程大大加快了。如同化学反应那样，计算机成为这一过程的催化剂。将科学观念和数字技术相结合将会发展出新的低碳建筑理念、思维方式和设计方法。因此，以计算机为代表的应用技术为新科学观影响下的低碳建筑生成机制提供了基础。总之，新的科学观加计算机技术将更新建筑的低碳化设计、建造与管理。
2、应用当代科学方法与技术手段的低碳建筑设计技术与方法
2.1 基于数字化技术的低碳建筑设计技术
总的来说，数字化技术主张采用国际先进的数字化技术对建筑整体或重点部分进行科学的分析、预测、监控、反馈、控制，从而减少建筑物碳排放量的释放，达到低碳建筑的基本要求。技术措施一：低碳建筑设计借助数字化技术的相关软件（例如Green BuildingStudio软件），可以进行建筑碳排放量的模拟与测算，在几分钟内便可计算出建筑的碳排放，同时，利用数字化技术（例如AutodeskEcotect Analysis软件）也使建筑低碳化设计中的物理环境条件的参数化设计（声、光、热以及室内空气质量等）和数字化精确调控成为现实,另外，数字技术结合环境科学可以对建筑将来的碳排放指标、低碳效应进行准确的计算。技术措施二：低碳建筑设计可以借助数字控制技术，借鉴和使用当前前沿的生物技术、防污染技术、再循环和资源替代技术、生态式的能量供应技术以及环境保护技术，建立以建筑与自然环境共生、减少碳排放量的建筑节能技术体系。技术措施三：低碳建筑设计可以借助数字技术在使用和管理上的优势，串联起数字管理系统、给排水系统、供配电系统、照明系统等子系统，形成以中央计算机系统为主的综合系统，实现对建筑中所有的机电设备和能源自动控制、电讯网络自动控制，确保建筑物有关设备的合理高效运行。在这里，数字化技术控制下的主系统类似一个中央处理单元，决定驱动部分做何种控制方式反映，以期达到控制建筑碳排放量的目的。
2.2 基于物联网的低碳建筑设计技术与方法
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internetof things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。通过物联网技术，可以对建筑物进行前端数据采集和监控管理，依托智能建筑
信息集成系统为平台，结合集成分项能耗计量系统，运用适合于各个类型建筑的节能管理系统，并通过对建筑准确的分项能耗计量、公示、建筑环境监测、建筑设备运行监控，实现用能监督管理；通过科学的能耗数据诊断、分析，找出不合理的用能症结，以改进管理的形式实现针对暖通空调、照明等关键耗能系统的改造实施，降低建筑物能耗的使用，实现降低碳
排放量的目标。
2.3 基于仿生学的低碳建筑
设计技术与方法仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，主要研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。仿生学对低碳建筑的影响就是将仿生学的成果和思想方法引入到低碳建筑设计领域
2.3.1 建筑腔体概念的设计模式与方法
结合建筑生态的技术特性，相关学者借鉴仿生学的学科方法，针对低碳建筑策略，提出了“建筑腔体”的概念。所谓建筑腔体，即建筑采取适宜的空间体形、运用相应的技术措施，能够利用或辅助利用可再生能源，在运作机制上与生物腔体相似，高效地好地营造出低碳排放高舒适度的建筑,其基本设计模式及策略如下：在设计的初始阶段，就注重场地的微气候因素；其次，分析场地环境在物理意义上的形态所造成的微气候，增强对基地的具体能量流特征的认识；接下来的设计整合过程中，考虑技术要素的建筑化处理，转换腔体类型发挥其生态作用，也就是说，反映在低碳处理上，腔体的构件注定会成为减少碳排放的一个重要因素；最后还需要进行技术性的评价，以作为反馈和修正的依据（此阶段与建筑能耗的关系更为密切一些，对不满意的地方需要重新回到技术措施分析阶段，调整应用措施）。因此，建筑腔体的设计过程，就是在既定环境和资源条件下，一种通过合理设计和技术选择，在各种“条件”与“需求”之间达到平衡的过程。运用这种建筑腔体的概念进行低碳建筑设计，可以获得比采用常规做法少的碳排放量而达到同样的室内舒适性。
2.3.2 遗传算法在低碳建筑设计中的应用
生物的进化是一个奇妙的优化过程，它通过选择淘汰、突然变异、基因遗传等规律产生适应环境变化的优良物种，这显示出了其对自然环境的优异自适应能力。受其启发，人们致力于对生物各种生存特性的机理研究和行为模拟。遗传算法（GeneticAlgorithms，简称GA）就是这种生物行为的计算机模拟中令人瞩目的重要成果。建筑物的低碳消耗既与建筑本身的特点有关，也与室内外的环境因素有关，要想减少碳排放量就要对这些因素进行综合优化，这是一个很复杂的问题。遗传算法很适合于各种优化问题，例如建筑热能的优化设计与控制、建筑热舒适度的优化设计等。而且，遗传算法非常适合于事先没有非常明确设计观念以及同时可能有很多种设计方案的情况，在这种情况下，不可能一个一个对个体进行测试。遗传算法不对每个具体的解决方案进行测试，它依赖于优化基因解决方案性能的能力，因此，遗传算法假定与强壮优化个体具有类似基因或从其演化而来的个体都具有很好的性能。遗传算法不仅仅针对于可能解决空间中临近方案群的性能，它持續关注整个解决空间所有可能的方案。
3、结论
低碳下的建筑设计是绿色建筑的未来，随着世界经济的法杖可持续发展，我们可以明显地发现建筑设计对技术变革反映的迟滞性。建筑学的技术惰性可以说是建筑学与现代科学技术关系的一个基本特点。从前文的论述中我们不难看出，低碳经济时代的新建筑若想要有开拓性的创新，必须要破除传统的建筑学与科技逐渐淡化的观念，深入研究低碳建筑相关的技术与方法。同时，需要建立科学与低碳建筑设计交融的框架体系，积极运用新科学影响下的各种技术手段尤其是计算机技术，探索高效的低碳建筑设计技术与方法，推动我国低碳建筑的发展。
参考文献：
[1] 张利.从CAAD到Cyberspace[M].南京：东南大学出版社，2002.
[2] 刘云胜.高技术生态建筑发展历程[M].北京：中国建筑工业出版社，2008．
[3] 吕爱民.应变建筑—大陆性气候的生态策略[M].上海：同济大学出版社，2003．
[4] 李钢.建筑腔体生态策略[M].北京：中国建筑工业出版社，2007．
1、现代新科学对低碳建筑的影响
1.1 低碳建筑与新科学的关联
(1)技术的转向——新科学观影响下的低碳技术崛起从技术角度，新科学影响下产生的建筑技术是在最新科学成就的基础上发展起来的，它标志着这种技术本身和水平是高层次的、新兴的、前沿的甚至是尖端的，其表现为时间新、技术应用后产生的效果好、劳动效率提高等。由于新科学影响下的新技术尤其是低碳技术在操作方式与效率等方面都相比传统的建造方式发生了进化般的理论与实践影响，因此传统建筑向低碳建筑的发展必将产生巨大的飞跃。
(2)新科学与低碳建筑之间的媒介——计算机技术
当代最显著的技术特征无疑是以计算机技术为代表的信息技术、数字技术和网络技术。随着计算机技术的飞速发展，新科学观影响建筑观的进程大大加快了。如同化学反应那样，计算机成为这一过程的催化剂。将科学观念和数字技术相结合将会发展出新的低碳建筑理念、思维方式和设计方法。因此，以计算机为代表的应用技术为新科学观影响下的低碳建筑生成机制提供了基础。总之，新的科学观加计算机技术将更新建筑的低碳化设计、建造与管理。
2、应用当代科学方法与技术手段的低碳建筑设计技术与方法
2.1 基于数字化技术的低碳建筑设计技术
总的来说，数字化技术主张采用国际先进的数字化技术对建筑整体或重点部分进行科学的分析、预测、监控、反馈、控制，从而减少建筑物碳排放量的释放，达到低碳建筑的基本要求。技术措施一：低碳建筑设计借助数字化技术的相关软件（例如Green BuildingStudio软件），可以进行建筑碳排放量的模拟与测算，在几分钟内便可计算出建筑的碳排放，同时，利用数字化技术（例如AutodeskEcotect Analysis软件）也使建筑低碳化设计中的物理环境条件的参数化设计（声、光、热以及室内空气质量等）和数字化精确调控成为现实,另外，数字技术结合环境科学可以对建筑将来的碳排放指标、低碳效应进行准确的计算。技术措施二：低碳建筑设计可以借助数字控制技术，借鉴和使用当前前沿的生物技术、防污染技术、再循环和资源替代技术、生态式的能量供应技术以及环境保护技术，建立以建筑与自然环境共生、减少碳排放量的建筑节能技术体系。技术措施三：低碳建筑设计可以借助数字技术在使用和管理上的优势，串联起数字管理系统、给排水系统、供配电系统、照明系统等子系统，形成以中央计算机系统为主的综合系统，实现对建筑中所有的机电设备和能源自动控制、电讯网络自动控制，确保建筑物有关设备的合理高效运行。在这里，数字化技术控制下的主系统类似一个中央处理单元，决定驱动部分做何种控制方式反映，以期达到控制建筑碳排放量的目的。
2.2 基于物联网的低碳建筑设计技术与方法
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internetof things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。通过物联网技术，可以对建筑物进行前端数据采集和监控管理，依托智能建筑
信息集成系统为平台，结合集成分项能耗计量系统，运用适合于各个类型建筑的节能管理系统，并通过对建筑准确的分项能耗计量、公示、建筑环境监测、建筑设备运行监控，实现用能监督管理；通过科学的能耗数据诊断、分析，找出不合理的用能症结，以改进管理的形式实现针对暖通空调、照明等关键耗能系统的改造实施，降低建筑物能耗的使用，实现降低碳
排放量的目标。
2.3 基于仿生学的低碳建筑
设计技术与方法仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，主要研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。仿生学对低碳建筑的影响就是将仿生学的成果和思想方法引入到低碳建筑设计领域
2.3.1 建筑腔体概念的设计模式与方法
结合建筑生态的技术特性，相关学者借鉴仿生学的学科方法，针对低碳建筑策略，提出了“建筑腔体”的概念。所谓建筑腔体，即建筑采取适宜的空间体形、运用相应的技术措施，能够利用或辅助利用可再生能源，在运作机制上与生物腔体相似，高效地好地营造出低碳排放高舒适度的建筑,其基本设计模式及策略如下：在设计的初始阶段，就注重场地的微气候因素；其次，分析场地环境在物理意义上的形态所造成的微气候，增强对基地的具体能量流特征的认识；接下来的设计整合过程中，考虑技术要素的建筑化处理，转换腔体类型发挥其生态作用，也就是说，反映在低碳处理上，腔体的构件注定会成为减少碳排放的一个重要因素；最后还需要进行技术性的评价，以作为反馈和修正的依据（此阶段与建筑能耗的关系更为密切一些，对不满意的地方需要重新回到技术措施分析阶段，调整应用措施）。因此，建筑腔体的设计过程，就是在既定环境和资源条件下，一种通过合理设计和技术选择，在各种“条件”与“需求”之间达到平衡的过程。运用这种建筑腔体的概念进行低碳建筑设计，可以获得比采用常规做法少的碳排放量而达到同样的室内舒适性。
2.3.2 遗传算法在低碳建筑设计中的应用
生物的进化是一个奇妙的优化过程，它通过选择淘汰、突然变异、基因遗传等规律产生适应环境变化的优良物种，这显示出了其对自然环境的优异自适应能力。受其启发，人们致力于对生物各种生存特性的机理研究和行为模拟。遗传算法（GeneticAlgorithms，简称GA）就是这种生物行为的计算机模拟中令人瞩目的重要成果。建筑物的低碳消耗既与建筑本身的特点有关，也与室内外的环境因素有关，要想减少碳排放量就要对这些因素进行综合优化，这是一个很复杂的问题。遗传算法很适合于各种优化问题，例如建筑热能的优化设计与控制、建筑热舒适度的优化设计等。而且，遗传算法非常适合于事先没有非常明确设计观念以及同时可能有很多种设计方案的情况，在这种情况下，不可能一个一个对个体进行测试。遗传算法不对每个具体的解决方案进行测试，它依赖于优化基因解决方案性能的能力，因此，遗传算法假定与强壮优化个体具有类似基因或从其演化而来的个体都具有很好的性能。遗传算法不仅仅针对于可能解决空间中临近方案群的性能，它持續关注整个解决空间所有可能的方案。
3、结论
低碳下的建筑设计是绿色建筑的未来，随着世界经济的法杖可持续发展，我们可以明显地发现建筑设计对技术变革反映的迟滞性。建筑学的技术惰性可以说是建筑学与现代科学技术关系的一个基本特点。从前文的论述中我们不难看出，低碳经济时代的新建筑若想要有开拓性的创新，必须要破除传统的建筑学与科技逐渐淡化的观念，深入研究低碳建筑相关的技术与方法。同时，需要建立科学与低碳建筑设计交融的框架体系，积极运用新科学影响下的各种技术手段尤其是计算机技术，探索高效的低碳建筑设计技术与方法，推动我国低碳建筑的发展。
参考文献：
[1] 张利.从CAAD到Cyberspace[M].南京：东南大学出版社，2002.
[2] 刘云胜.高技术生态建筑发展历程[M].北京：中国建筑工业出版社，2008．
[3] 吕爱民.应变建筑—大陆性气候的生态策略[M].上海：同济大学出版社，2003．
[4] 李钢.建筑腔体生态策略[M].北京：中国建筑工业出版社，2007．