周 洋，陈 飞，卜蓉伟，徐斌雁

(中南大学 防灾科学与安全技术研究所，湖南 长沙 410000)

0 引言

在复杂的建筑火灾中，火焰会沿着可燃物的各个方向蔓延，竖直向上的火蔓延由于蔓延方向与气流方向相同，火蔓延速度最大，通常被认为是最严重的火灾表现[1-2]。现代建筑的中庭和天井等中空结构发生火灾时其内部会产生剧烈的烟囱效应和空气卷吸作用从而急剧加快火焰向上蔓延的速率，例如2020年重庆沙坪坝火灾，着火点产生的可燃高温烟气受到烟囱效应的作用在通道内迅速向上流动并在通道顶部积聚，导致明火从着火点迅速蔓延至顶楼并发生喷射。除此之外，建筑外立面U型结构和排水管等中空结构燃烧时会出现类似现象，无疑增大了建筑火灾的危险性。

可燃物的结构直接决定火焰的形态和火焰蔓延的速度，因此可燃物的结构(如宽度和厚度等)对固体火蔓延行为规律与燃烧特性的影响引起了国内外学者的广泛关注[3-6]。关于竖直向上火蔓延的研究，早在1961年，Thomas等[7]通过实验和理论研究得出向上火焰蔓延速度与薄棉织物宽度的平方根成正比的结论；Zhou等[8]同时研究了宽度和自熄的共同耦合作用，得出热解高度和火蔓延速率均随样品宽度的增加而增加的结论，并得到最大火焰蔓延速率与宽度之间的函数关系；Kosdon等[9]研究直径和长度对α-纤维素和桦木材质的圆柱向上火蔓延的影响，并提出与垂直平板相邻的自然对流边界层的相似理论；……