江淮地区是我国重要的农产品生产区,地处南北气候过渡带、四季分明,该区域冬季寒冷,普通的单层拱架塑料大棚保温性能较差,冬季棚内温度偏低,往往需要人工加热增温,为了减少环境污染及冬季保温的成本,双层拱架塑料大棚应运而生。根据江淮地区的实际情况,选择安徽省庐江县同大现代农业示范园内的双层拱架塑料大棚为实验研究对象,通过Eco-Watch生态环境监测设备连续对大棚内外的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度进行监测,分析结果表明棚内空气温度维持在18℃左右,比棚外高约13℃,棚内土壤温度维持在13℃左右,较棚外高约10℃,气温与土壤温度变化幅度均较小;棚内空气湿度维持在67%左右,棚内土壤湿度维持在65%左右,棚外空气及土壤湿度变化幅度较为剧烈。晴天棚内空气温度最低值为14.05℃,最高值为28.96℃,湿度最低值为66.59%,最高值为87.17%;阴天棚内空气温度最低值为9.46℃,最高值为19.23℃,湿度最低值为67.72%,最高值为70.69%;雨雪天棚内温度最低值为11.37℃,最高值为21.71℃,湿度最低值为65.44%,最高值为67.26%。双层拱架塑料大棚内外平均光照强度变化趋势基本相同,棚内日平均光照强度最高值约为41536 lux、最低值约为4481 lux,透光率最高值0.68,最低值0.58;晴天棚内光照强度最低值为8407 lux,最高值为75924 lux,阴天棚内光照强度最低值为2523lux,最高值为26023 lux,雨雪天棚内光照强度最低值为1437 lux,最高值为15192 lux。冬季棚外到达的太阳光辐射为580.01 W/㎡,棚内到达的太阳光辐射为256.17 W/㎡。棚内吸收的太阳辐射约为215.97 W/㎡,吸收效率约为84.31%。棚内吸收的太阳辐射热量为161979.58 W,通过塑料薄膜传热量、地中传热量以及通风耗热量一共为144256.30 W,因此,棚内得到的太阳辐射热量高于向棚外的传热量,同时向外界不断传出热量。因此,双层拱架塑料大棚内的温湿度环境良好、透光率较稳定,在冬季能够满足作物正常生产。理论公式推导得到双层拱架塑料大棚的传热模型,其模拟温度与实测温度最大温差的绝对值为2.44℃、最小值为0.01℃,平均温差为-0.79℃。利用MATLAB软件建立了双层拱架塑料大棚的保温模型,得相关系数2R=0.856。模拟温度与实测温度最大温差的绝对值为1.41℃、最小值为0℃,平均温差为0.0042℃。将保温模型与传热模型进行对比分析,最大差值1.70℃,最小差值-0.91℃。且保温模型相对传热模型的精度较高。