我国历史悠久,各地分布着众多的古建筑等文化遗产,特别是青藏高原上的西藏自治区,拥有大量的藏传佛教寺庙类文物古建筑。这些文物古建筑大多是木制结构或者石木混合结构,火灾载荷大,耐火等级低,而且其内部还要大量易燃物品,防火形势十分严峻。由于高原地区的地理地域特点,现有的消防技术手段是否适用尚没有进行过专门研究。因此,迫切需要对高原地区的火灾防治开展研究,而对高原特殊低压低氧环境下燃烧特征和烟气特性的研究则是火灾防治研究的基础,是建筑防火设计和火灾探测的科学依据。随着海拔高度的增加,或者说环境压力的降低,空气密度、氧气质量浓度、摩尔扩散系数等都将随之改变,这些条件的变化必然会对燃烧反应过程、烟气运动蔓延等产生一定的影响。对于固体和液体可燃物而言,压力对燃烧的影响相当复杂,这大概可以归结为两个方面：首先,压力会影响燃烧本身的燃烧速率,随着海拔高度的增加燃烧速率将会减慢；其次,压力的变化会改变空气中氧气的质量浓度,羽流卷吸空气的流量等,从而影响其他相关的火灾参数(如火焰高度、火焰和羽流温度、烟气浓度等)；而这些参数同时也是受燃烧速率(或者说热释放速率)控制的。即是说这些参量受到压力的二次影响,很难直接分析它们与压力之间的依赖关系。因此,本文选取可燃气体的燃烧过程为主要分析对象,通过控制气体质量流量来保证恒定的燃烧速率,从而消除由于环境压力造成的燃烧速率的差异,以便于实验测量和简化分析。环境压力的变化会从物理机理和化学反应机制等方面对燃烧过程产生影响。本文首先依据燃烧学、火灾学等经典理论并结合半理论性或经验性模型,定性分析了环境压力对于可燃物燃烧特征和烟气特性的影响机理,推导出火焰高度、火焰和羽流温度、碳颗粒和烟气组分浓度、火焰热辐射等相关火灾参数随压力的变化趋势,为下一步的研究提供指导和参考。为了研究高原特殊低压低氧环境下的燃烧特征和烟气特性,本文在拉萨和合肥两地进行了对比燃烧实验。实验中使用数字摄像仪记录火焰高度和形状,使用热电偶和红外热像仪测量火焰和羽流的温度,使用激光烟密度计测量烟气的透射率,使用烟气组分分析仪测量烟气中一氧化碳的体积分数,使用辐射热流计测量火焰的辐射热通量。通过实验测量结果的比较分析,在定性分析的基础上,得出了环境压力影响可燃物燃烧特征和烟气特性的半定量规律,为高原地区的火灾防治和火灾探测提供科学依据。除了现场实地实验,本文也设计了低压实验舱来获得低气压环境,实现了在平原地区对高原地区低压低氧环境的模拟。借助此实验平台,可以在较宽的环境压力范围内开展实验,得出更多不同条件下的实验数据。在理论性分析和对比燃烧实验之外,本文对高原低压条件下的层流扩散燃烧进行了数值模拟,三者之间相互比照验证。在数值计算中,采用简化的多步有限速率反应模型并设立符合物理实际的边界条件和物理参数,体现了环境压力对于火焰和烟气特征的影响。在文章的最后,从数学模型、变量模化等方面,初步探讨了通用火灾模拟软件对高原低压条件下的火灾场景进行模拟计算的适用性。