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目前随着社会经济的快速发展，能源的消耗也愈发严重。在各大行业中，建筑行业的能耗最大，约占我国国民经济总能耗的30%。因此从节能减排，缓解能源危机的角度考虑，建筑节能问题已成为一个亟待解决的世界性问题。在我国，居住建筑的数量占到全部建筑的60%以上，因此建筑节能应重点围绕居住建筑节能展开。要实现国家建筑节能的目标，必须在完善新建建筑节能设计的同时，大规模开展既有居住建筑节能改造的工作。本文的主要研究内容就是解决如何从众多的改造措施中选出最优改造方案的问题。 本文重点针对寒冷地区既有居住建筑节能改造展开研究，首先分析了寒冷地区既有居住建筑节能改造的一般规定和技术重点，之后重点分析了建筑外围护结构各部位的节能改造措施。采用动态模拟的方法进行改造前后建筑能耗的计算，模拟计算软件采用 Ecotect(生态建筑大师)；采用财务评价的方法对改造项目进行经济分析，重点分析了净现值、动态投资回收期和经济效益费用比三个经济指标。 在以上分析的基础上，本文根据不同的经济要求提出了三种优选方法，详细的分析了每种优选方法的基本原则、基本假设、目标函数和主要约束条件。三种优选方法的前提为：改造后的住宅满足国家节能标准要求；三种优选方法的目标分别为：净现值最大、总投资最小和动态投资回收期最小。优选方法利用数学优化软件LINGO实现。最后，本文将优选方法运用于实际工程中，对天津市红塔寺大道平房改造 10 号居民楼的改造措施进行优选分析，并对比分析了三种最优方案之间的差异。通过实例分析证明了本优选方法的科学性和可推广性。