在我国工业化和城市化的进程中，建筑能耗呈现急剧上升的趋势，同时在能源消费总量中所占的比例从1978年的10%跃升到20.5%，逐渐接近发达国家的33%。2017年住建部对节能改造工作提出下一步的节能要求，在十三五期间积极探索适宜在夏热冬冷和夏热冬暖地区应用和推广的既有住宅节能改造技术路线与策略，同时开展节能示范，在2020年前完成实施既有住宅节能改造5亿m2以上。屋面作为夏季接受太阳辐射时间最长及冬季耗热量明显的部位，对其进行节能改造，对提高室内热舒适性具有重要的作用。
　　本文以湖南地区气候和室内热环境概况为依据，分为五个部分开展研究：
　　第一章系统论述了开展屋面改造工作的必要性，并通过研究国内外低能耗改造和屋面技术发展现状，得出国内对于屋面改造技术的研究主要集中在屋面隔热技术的研究上，对于屋面同时需要满足保温和隔热的情况研究较少。
　　第二章对湖南地区既有居住建筑围护结构、室内热环境现状进行调研，分析并总结既有居住建筑屋面存在热工性能差、能耗高、室内热舒适性差、屋面渗漏严重和后期维护不便等方面的问题，明确改造方向。
　　第三章通过对热舒适性的理论研究和对夏热冬冷地区低能耗标准热工指标进行对比分析，确定适用于湖南地区的热舒适性指标和屋面低能耗改造热工指标。
　　第四章对现有屋面改造技术进行总结分析，初步提出适合湖南地区应用和推广的屋面改造技术，即倒置式屋面、冷屋面、种植屋面、平改坡屋面。
　　第五章通过模拟分析，从保温、隔热和热舒适性对几种屋面进行对比，发现保温层厚度对提升屋面保温效果十分显著，但厚度不宜≥90mm；夏季隔热效果最好的为冷屋面。在室内环境热稳定性上，种植屋面最佳，且无土种植屋面和土壤厚度为200mm的种植屋面在保温隔热性能上相差不多，甚至某些时刻无土种植屋面性能要优于土壤厚度为200mm的种植屋面。
　　第六章从低荷载、经济性、热舒适性、环境友好以及丰富第五立面五个方面对屋面改造技术进行对比分析，得出适宜在湖南地区应用和推广的既有住宅屋面低能耗改造技术路线，即：1)以低荷载为目标导向，可优先选择无土种植屋面，其次可选择倒置式屋面和冷屋面；2)以节能、经济性和热舒适性为目标导向，可优先选择种植屋面，其次可选择冷屋面；3)以环境友好为目标导向，可优先选择种植屋面和冷屋面；4)以丰富第五立面为目标导向，可优先选择种植屋面和平改坡屋面。并结合实际应用所产生的问题，提出冷屋面改造策略、平改坡屋面改造策略、种植屋面改造及优化策略。最后通过对实际案例进行改造分析，得出筛选后的屋面改造技术均能有效降低既有住宅建筑能耗，其中种植屋面节能率为25.08%，可使夏季室内平均温度最高降低1.6℃；冬季室内平均温度最高提升了2.1℃。根据本文既有住宅屋面改造技术路线和改造策略，可为湖南地区开展的既有住宅屋面低能耗改造工程提供参考依据。