伴随着我国经济的高速发展,城市化进程的不断加快,高层建筑层数及其高度的增加,致使建造难度越来越大,其中的火灾安全问题对生命财产构成了极大的威胁。与既有高层建筑相比,在建高层建筑在施工过程中,工程建设周期长、联合参与主体多、工作界面复杂,导致存在更多消防安全隐患。综合考虑在建高层建筑火灾燃烧的特性,运用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究火灾特征值及其变化规律,对预防在建高层建筑火灾及指导救援灭火工作具有重要的意义与价值。论文的主要内容包括以下几个方面:首先,根据在建高层建筑的火灾特点,确定火灾轰燃与烟囱效应的理论基础。通过描述火灾轰燃的烟气运动状态、临界条件与判据,引入轰燃非线性动力学分析方法。对烟囱效应进行分类,分析竖井内烟气的压强分布,阐述了竖井中性面Klote模型。其次,在建高层建筑火灾轰燃现象的突变研究。建立在建高层建筑火灾能量守恒方程,经量纲归一化与微分同胚变换后,得到属于燕尾突变的势函数。根据突变系统的控制变量分岔集曲线,计算出在建高层建筑火灾轰燃时上层烟气的临界温度。第三,构建了在建高层建筑竖井温度及中性面计算模型。通过分析在建高层建筑的竖井特征,针对烟气的蔓延特性,推导了上部开口及侧向连续开口的竖井温度模型。根据温度在竖井内连续分布的特点,建立竖井中性面模型,分析研究结果得到了烟囱效应的影响因素。最后,建立在建高层建筑火灾数值模拟模型。利用模拟软件FDS对在建高层建筑不同施工场景进行火灾仿真模拟,分析不同可燃物、不同通风风速以及不同火源点位置对火灾热释放速率、温度、烟气可见度及CO浓度等火灾特征值的变化规律,验证了火灾轰燃与烟囱效应现象。