在全球温室效应日趋严峻的背景下,如何降低以二氧化碳为主要代表的温室气体的排放已成为全球面临的重要问题。我国建筑产业能源消耗量大,具有巨大的节能减排潜力,在我国实现碳中和和碳达峰目标的过程中将扮演重要角色。近年来,公寓建筑的市场需求量急速增加,随着人们对公寓室内舒适度需求的提高,其建筑能耗与碳排放不可避免地会增加。因此,开展寒冷地区公寓建筑的节能减碳研究具有重要意义。由于公寓建筑主要由若干个相同的居住单元模块构成,与装配式建筑模块化、标准化、工业化的设计和建造理念十分契合,因此在城市建设发展中装配式公寓的数量大幅增加。建筑外界面是建筑室内外空间分隔的媒介,其中外界面窗口不仅是满足室内采光通风要求、提升建筑外观形象的主要因素,而且其能耗在建筑外围护结构中占比较大,因此,在建筑产业绿色低碳发展的背景下,开展装配式公寓外界面窗口低碳设计研究,探讨降低能耗、减少碳排放的措施和路径具有重要意义。论文以寒冷地区为例,以公寓外界面窗口为研究对象,进行了低碳目标导向下的装配式公寓外界面窗口优化设计研究,主要工作内容如下:第一,结合我国建筑行业发展现状和未来的发展趋势,对研究对象相关的概念进行阐述;通过梳理国内外居住建筑低碳设计、窗口优化设计领域等方面的相关学术研究成果,总结相关建筑节能低碳设计理论和技术体系;通过对公寓实例进行调研和物理环境现场测试,分析公寓现状及存在问题,为后文研究提供理论支撑和现实依据。第二,基于寒冷地区气候特点和用能现状,从朝向、形式、构造和其他构件几个层面对窗口设计要素进行分解,分析各要素对碳排放量的影响关系,构建了窗口低碳设计影响因子体系框架,并提出窗口低碳设计单因子及多因子的分析方法,为研究不同窗口影响因子对碳排放量的影响规律奠定基础。第三,对窗口设计要素中单一影响因子进行低碳设计敏感性研究。基于公寓实例调研提炼出本文研究的基础模型确定计算方案,建立能耗和碳排放量函数计算公式,对窗口不同影响因子进行了单一要素的能耗及碳排放计算,分析各影响因子对目标函数的敏感性,研究结果表明窗口单一要素的低碳设计敏感性从高到低分别是窗口朝向＞窗口大小＞窗口传热系数＞窗口垂直方向位置＞窗口形状＞窗口水平方向位置。第四,开展窗口多要素组合设计对建筑碳排放的影响研究。搭建窗口多要素组合设计分析平台,借助Phython编程语言提出适合窗口多要素组合设计的计算机算法,研究窗口多要素组合设计与建筑能耗和碳排放量之间的影响关系,得出各朝向窗墙比限值大小取值应该是南向＞北向＞东向＞西向。而在目前相关节能设计标准中,对东西两向窗口限值的要求相同,本论文研究结果可对今后相关标准的修订工作提供参考。第五,基于窗口设计要素低碳敏感性分析结果,提出窗口不同影响因子和多要素的低碳设计策略,结合遮阳构件、立体绿化构件开展了多样化组合设计研究。并提出光伏构件与窗口的整合设计方法。本文聚焦在寒冷地区装配式公寓外界面窗口设计研究层面,利用计算机算法搭建了窗口多要素低碳设计模拟分析平台,研究了窗口设计要素对碳排放量的影响规律,提出窗口朝向、大小、传热系数等单一影响因子的低碳设计策略和多要素组合设计方法。研究成果为装配式公寓外界面低碳设计提供新的思路和方法,对其他类型建筑的低碳设计理论研究与工程实践提供借鉴与参考,对推动建筑产业绿色低碳发展和实现“双碳”目标具有积极意义。