在能源短缺和环境问题日益突出的严峻背景下，低碳可持续概念不断得到普及，由于自身节能和环保的明显优势可再生能源系统越来越受关注。土壤-空气换热新风系统是指将地下埋管换热器技术应用在建筑上的新型新风系统，该系统利用埋深于地下的土壤-空气换热器(EAHE)从浅层土壤中汲取能量为室外新风预冷（夏季）或预（冬季），从而达到节约能源和提高室内环境品质的目的。土壤-空气换热新风系统主要分为新风入口部分、地下土壤-空气换热器以及室内末端部分，其中土壤-空气换热器是实现系统节能效果的关键设备。本文在深入分析土壤-空气换热机理的基础上，建立了土壤-空气换热的数学模型，并用VB语言编译成了土壤-空气换热计算程序，对土壤-空气换热各影响因素—管长、管径、管内流速、埋深等进行了研究，为后续实验系统的设计提供了可靠理论依据。通过对气候、土壤、场地等外部条件和系统自身条件进行了探讨和分析，设计了土壤-空气换热新风系统并运用土壤-空气换热计算程序进行了优化，搭建了系统实验平台和测试监测平台。对系统在夏季、冬季、过渡季以及系统长期运行的地下换热特性和室内空气品质状况进行了测试分析。冬夏季典型工况单位传热面积的地下换热量分别达到90.9W/m2和44.2W/m2。在研究和分析土壤-空气换热通风系统与建筑热环境耦合影响作用原理的基础上搭建了系统模拟平台，对不同模式下全年逐时新风温度、建筑室温和耗热（冷）量进行了模拟分析，从而对系统节能效果预测和评价。采暖季采用热回收装置时，新风预热效果明显增强，节能效益更为突出。本文的研究为土壤-空气换热建筑新风系统在寒冷地区的推广和应用研究提供了理论基础和技术支持。