固体可燃物火蔓延是建筑火灾中的重要阶段之一,涉及到气相燃烧、固相热解以及气固相传热传质等多方面的复杂物理化学过程。在真实火灾场景中,影响火蔓延发展的因素包括材料本身(试样宽度、试样厚度等)、外部环境因素(环境压力、氧气浓度等),并且在多火源火蔓延情况下还涉及外部辐射因素,比如聚合物材料燃烧熔融滴落、火源的高温热辐射引燃周围可燃物。探究固体可燃物火蔓延特性,对科学认识火焰传播规律和发展有效的灭火技术有很大帮助。固体可燃物水平火蔓延是逆流火蔓延的一种典型形式。此外,水平火蔓延过程稳定且便于控制,前人对这种形式的火蔓延过程进行了大量实验和理论研究,不仅从传热控制机理的角度解释了火蔓延速度的演化规律,而且提出了基于无限宽等假设的二维简化火蔓延模型。但是,实际的火灾场景中往往发生的是无边界限制的三维火蔓延过程,相较于二维火蔓延过程,三维空间内的火焰传播速度更快、火灾危害性更大。因此,开展三维空间内的固体可燃物水平火蔓延行为研究对深入了解火蔓延基本规律以及揭示实际火灾传热控制机理有着重要的指导意义。本文以典型聚合物材料PMMA为研究对象,开展了PMMA单板和竖向排列的水平双板的火蔓延对比实验研究。基于自制水平火蔓延实验台,考虑平板尺寸(厚度、宽度)、平行双板的竖直间距两个主要因素,分析实验条件下的火蔓延速度、火焰高度、火焰长度等重要火蔓延参数的变化规律,并且将火焰前锋处预热区的辐射热流值测量值和理论计算值进行对比,合理地揭示了竖向排列的水平双板火蔓延过程的传热控制机制。实验研究发现,PMMA单板和平行双板情况下,热解前锋均呈U型;随着试样宽度的增加,火蔓延速度、火焰高度以及火焰长度均表现出先减小后增大的趋势,这主要是由于对流传热主控向辐射传热主导作用的转变。PMMA单板火蔓延工况中,火焰前锋预热区的辐射热流随着试样宽度的增加而增大,并且辐射热流理论值和计算值相对误差在12%以内。平行双板工况下,在本研究考虑的间距范围内火焰始终保持合并,火蔓延速度、火焰高度及火焰长度明显大于单板,并且三者均随间距的增加先增大后减小,但是峰值所在的火焰间距受样件厚度影响较大;PMMA板上下表面的辐射热流随间距的变化规律与火蔓延速度变化规律一致,预热区辐射热流的测量值和理论值的相对误差在1 8%以内,表明辐射在平行双板水平火蔓延中起主要作用。