日光温室作为黑龙江地区冬季农业生产主要建筑设施,有着非常大的发展前景与潜力。大庆地区冬季气候寒冷,农业种植依赖日光温室,为给作物营造更好的生长环境,对设施农业研究与发展提出了极高的要求。因此设计建造了多层覆盖一体式日光温室,相较于传统日光温室,其成本低且建造方便,可用于种植多种作物。但目前多层覆盖一体式日光温室覆盖膜结构主要依靠人工经验,内部小气候环境仍需加以完善。本文致力于研究多层覆盖一体式日光温室的覆盖膜结构和保温性能,探究覆盖膜层数与内覆盖膜结构对其内部空气温度影响规律,为多层覆盖一体式日光温室内覆盖膜结构优化设计、建造标准的制定和推广应用提供理论支持。本文以大庆地区林甸镇试验日光温室为研究对象,设计连接多通道温湿度监测系统,测量试验日光温室内的温度、湿度和太阳辐射强度数值,以此作为依据建立三维几何模型和数值模型,结合CFD计算流体力学知识,应用ANSYS有限元模拟分析软件对温室内部空气温度环境进行数值模拟,对比实测结果与模拟结果验证已建立模型的准确性。利用已验证的数值模型模拟不同覆盖膜层数日光温室内温度环境,确定保温效果较好的温室覆盖膜层数结构。分析此种工况日光温室环境特征,对内覆盖膜结构进行优化设计,通过多次模拟确定优化设计方案。结果显示,建立的温室模型典型位置温度的实测值与模拟值吻合程度良好,模型可为多层覆盖一体式日光温室的覆盖膜结构优化设计研究提供理论依据。对比几种不同覆盖膜层数工况下模拟结果,冬季相同室外环境条件下三层覆盖膜结构工况日光温室保温效果更好,较一、二层覆盖膜工况温度平均提升3℃,与四层膜工况差距不大。通过分析不同时间三层覆盖结构模拟结果,发现因为温室维护结构蓄热能力差,温度随着太阳辐射的减小迅速降低,二、三层膜间蓄积大量热量无法传递到作物层。优化设计第三层内覆盖膜,方案为调整三层覆盖膜高度至1.2m高度处,南北跨度为7.5m,优化后结果为,三层覆盖膜内温度分布更加均匀,保温能力得到提升,夜间三层覆盖膜内空气温度平均提高1.5℃～2℃。综合分析表明,多层覆盖一体式日光温室冬季三层覆盖膜结构可为作物种植提供较好的生长环境,优化后结构可提高多层覆盖一体式日光温室保温能力。