分布于河南省西部黄土高原上的地坑窑是一种风格独特的建筑类型,它具有冬暖夏凉、造价低廉、抗震性能好、服役周期长等一系列优点,是我国劳动人民几千年来智慧和勤劳的结晶,是人与大自然和睦相处、共生共荣的典范。但是地坑窑目前也还存在着一些问题,使这种经历了数千年文化洗礼的传统民居正在慢慢消失。其中,通风不畅是引起地坑窑逐渐消亡的主要因素之一它同时还会带来室内潮湿、发霉、空气污染物浓度高等一系列不利于人类居住的弊端。为了解决此问题,提高窑居生活的舒适度,使这种具有非常明显生态优势的绿色建筑能够得到继续发展,使这个人类居住文明的活化石能够永远流传下去,本文在地坑窑的结构安全处于可控的前提下提出一套新型的窑洞通风系统,显著的提高地坑窑室内的通风换气效果。在国家“十一五”科技支撑计划项目课题(课题编号：2006BAJ04A02-01)的支持下,本文主要进行了以下几个方面的工作：1、根据置换通风的概念和工作原理,阐述地坑窑采用置换式通风的可能性和有利因素,引出了在地坑窑中采用置换通风提高通风换气效果的思路和方法,并且采用计算的方法定量地证明了采用置换通风可以使原本仅采用自然通风无法满足使用要求的地坑窑获得良好的通风换气效果。2、在周全考虑所有可能遇到情况的基础上,本文构造了一种较为合理的地坑窑置换通风系统并详细的描述了该通风系统的细部尺寸。该通风系统具有的优点有：通风效率高；防沙尘等杂物掉入；防雨防水；使用安全；维修拆洗方便；结实耐用造价低。3、具体地描述了地坑窑置换通风系统的安装工艺。并且为提高施工效率和施工质量,本文提出了一种新型窑洞厚土层垂直小洞口施工工具——筒子锹。该工具灵活易用,结实牢固。4、针对地坑窑结构的特殊性,本文采用数值分析的方法进行计算。依据莫尔-库伦土力学破坏理论即土的破坏都为剪切破坏,本文引入几组对比方案进行最大剪应力的比较分析,并给出其他几个应力分量作为参考。为了能够全面的对地坑窑的整体受力情况进行监测并区别不同部位的受力情况,本文还提出了模块化窑洞理念,便于科学合理的对计算对象进行比较。最后得出结论：地坑窑置换式通风系统所需要的160mm通风孔对于地坑窑来说是安全的,它对结构的破坏限制在一定范围内,不会对地坑窑的结构安全造成影响。