近年来,火灾是发生最频繁且极具破坏性的灾害之一。研究高层建筑火灾的发生发展规律,预测其危险性是有效预防火灾和制定人员疏散方案的关键。火灾数值模拟研究是现代火灾科学研究的基础性方法。本文借鉴和应用国内外建筑烟气扩散领域的理论及实验成果,引进美国标准技术研究局NIST(National Institute of Standard Technology)开发的火灾动态模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator),将火灾中的烟气流动视为单相、低马赫数、不可压缩过程,利用火灾模拟软件FDS对三维单室火灾所导致的整个平面楼层热烟气流动过程中热值、烟气浓度以及温度场的分布特性进行了数值模拟。由于不同的着火工况对火灾过程中烟气的产生和流动规律有着重要的影响,因此本文针对不同工况进行了模拟,并对模拟结果进行数据统计和拟合,得到了火灾到达危险的时间,即可用安全疏散时间(ASET)。同时通过研究实例中火灾疏散过程疏散人数、疏散宽度、疏散通道的设定以及疏散过程中的瓶颈效应,运用日本手算法和经典公式法得出疏散的逃生时间,即必需安全疏散时间(RSET)。最后根据人员安全疏散的判据,结合FDS和日本手算法的分析结果对模型建筑物的安全疏散问题进行了判定和讨论。在对现有的消防安全系统进行评估的基础上,对建筑设计及其防火设计进行性能化设计。改进后人员全部疏散时间对比改进前时间缩短了1/4,大大提高了安全性能,实现既定防火目标。本文的研究结果还可作为其他高层建筑火灾安全工程研究的相关参考。