火灾烟气是导致人员伤亡的最主要因素,针对高铁站候车厅自然排烟易受开窗形式和外界环境影响导致其排烟不稳定问题。本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,以候车厅火灾烟气流动及自然排烟技术为研究对象,分析了候车厅顶棚射流和烟气填充过程,探究了窗体结构对上、下悬窗自然排烟能力的影响,区分了候车厅设置上、下悬窗排烟效果的差异,对候车厅自然排烟窗科学选取及烟气控制策略提供理论指导。以某高铁站为例总结了候车厅火灾特点和排烟方式,并构建候车厅研究模型。采用FDS软件,研究了不同火源功率和空间高度下候车厅顶棚射流及烟气填充规律,通过对烟气特性参数无量纲化处理修正了顶棚温度和速度衰减模型;基于N-百分比法确定了烟气层高度随时间的变化过程,并与NFPA 92B和Zukoski模型进行对比,得到理论模型的适用范围为烟气层高度不低于1 m;烟气填充速度与火源功率成正比,但与空间高度关系不大,火源功率8 MW时填充速度相比1.5 MW提高了 3.4倍,而空间高度20 m和10 m二者填充速度仅相差0.006 m/s,火源功率是导致填充速度加快的主要因素。构建了单个悬窗自然排烟能力研究模型,系统研究了仅热压、仅风压以及热压和风压共同作用时,上、下悬窗的排烟能力和阻风能力,并对其主要排烟区域和进风区域进行分析。得到上悬窗排烟阻力大,阻风能力弱,下悬窗排烟阻力小,阻风能力强。相同开窗角度,下悬窗不仅能比上悬窗多排出52～61%的烟气,而且可以减少60%空气进入室内。下悬窗自然排烟临界失效风速也比上悬窗至少提高了 0.7 m/s。在上述研究基础之上,对候车厅设置悬窗时的排烟效果进行分析,得到无风时上、下悬窗均能够有效排烟,室内温度、能见度和CO浓度均满足人员安全疏散要求,但下悬窗总排烟量要比上悬窗高出30%,室内烟气层温度也相对更低;风速为3 m/s时上悬窗自然排烟失效,室内能见度低于10m,不满足人员安全疏散要求,而下悬窗依然可以有效排烟。最后针对候车厅自然排烟提出了相应的烟气控制建议。