建筑外窗耗热损失在建筑总能耗的比例很大，一直是建筑节能设计和改造的重点，节能潜力巨大。本论文以在寒冷地区既有居住建筑原有外窗上加凸窗节能改造为研究对象，分析加凸窗后对室内环境质量和建筑冷热负荷的影响，为寒冷地区建筑外窗节能改造提供依据。论文从理论上分析了建筑外窗对室内光环境和热环境的影响机理，推导了外加凸窗前后室内风环境、光环境和热环境质量的变化，以及外加凸窗改造的节能潜力。论文选取西安市一既有居住建筑，做了南北卧室室内各项环境质量的测试，用测试结果来验证所选取的采光和热环境模拟分析软件对本课题研究的适用性，以及所建立的模型及边界条件的正确性。在此基础上论文分析了凸窗伸出外墙的长度对室内风环境、自然采光和热环境的影响。选用几种常用的建筑外窗材料方案，进行风环境、光环境和热环境分析研究。研究显示寒冷地区既有居住建筑外窗加凸窗改造后，凸窗伸出外墙长度在0.4m1.1m时，随着凸窗伸出长度的增加，风环境质量提高，光环境和热环境几乎不变，改造后节能潜力巨大，以本课题模拟实例为例，节能30%左右，考虑到安装造价、建筑模数等因素，推荐凸窗伸出外墙的长度为0.6m。既有建筑外加凸窗改造，作为一种住户可以自行改造的简单适用方法，建筑冷热负荷明显下降，节能潜力巨大，值得在寒冷地区建筑外窗节能改造中推广使用。