农业是东北地区的主要产业,农业温室大棚作为设施农业的重要组成部分,发挥着越来越重要的作用。由于地理位置的原因,东北地区冬季寒冷,太阳辐射能量偏少,与其它地方相比,寒冷地区温室大棚的保温隔热和采暖越冬显得更为重要。如何最大化的获得太阳能、如何更好地实现保温隔热、采用何种方式进行供暖才可保障温室大棚温度均匀性要求,是本文研究的重点。本文以黑龙江省哈尔滨地区的温室大棚为研究对象,展开了以下研究:(1)建立了温室大棚太阳直射得热和散射得热的数学模型,基于Dest软件,深入研究了温室大棚最冷月总辐射得热、采暖季总辐射得热、全年总辐射得热随大棚倾斜角和朝向角的变化规律,进而确定最大化利用太阳能要求下的大棚倾斜角和朝向角。以哈尔滨地区为例,大棚设计优化倾斜角度为31°,优化朝向角度为267°,即南偏西3°。通过对不采暖大棚的土壤温度和空气温度进行实测,发现最冷月温室大棚的太阳辐射得热基本能保障温度要求,但是夜间温度偏低,必须进行采暖。(2)建立温室大棚动态负荷的计算模型,基于EnergyPlus软件,分别对无保温隔热措施的常规大棚、设置隔热地基的单层膜温室大棚、双层膜保温温室大棚,进行最冷月逐时负荷和供暖季负荷的动态模拟分析。结果表明,隔热地基和双层膜对减小寒区温室大棚的热负荷效果非常明显,是寒区温室大棚必须采取的节能措施。(3)为了解决常规采暖方式下,温室大棚温度梯度过大的难题,依据温室大棚的空间尺寸特点,提出全热风的采暖方式。在温室大棚在隔热地基和双层膜作用下动态负荷特性的基础上,设计了温室大棚的热风采暖系统。为了研究热风采暖形式下温室大棚的气流场、温度场和湿度场的特点,基于Airpak仿真软件,对热风采暖温室大棚进行了数值模拟建模和网格划分。(4)针对上送下回、下送上回、两侧送风和低送高回等四种热风采暖送回风方式,基于Airpak仿真模拟,分别考察了这四种送回风方式下温室大棚白天和夜间的气流场、温度场和湿度场特点,结果表明最优的送风方式为两侧送风。本文指出了隔热地基、双层膜和采暖对寒区温室大棚的重要作用,提出的热风采暖方式可为寒区温室大棚的建设和运行提供重要参考和指导。