水喷淋系统和排烟系统是大型建筑中最常用的消防设施。火灾发生后，喷淋启动，大量的液滴喷出扑灭、冷却火源以及冷却烟气层。烟气被冷却后，温度降低，浮力减小，排烟效率会受到很大影响。统计结果表明，由于不完全燃烧所产生的有毒有害烟气是建筑火灾中导致人员死亡的最主要因素。因此，研究水喷淋与烟气的相互作用，分析水喷淋作用后烟气的流动状态具有重要意义。 火灾烟气流动本身就是一种复杂的浮力驱动流，同时，由于喷淋对烟气流动的冷却，使得冷却后的烟气流动更为特殊。本文首先针对喷淋对烟气冷却问题，开展了针对性的基础研究；之后，开展了实验进行验证。论文的具体工作包括： 本文研究的第一部分是喷淋的喷洒特性。首先简单介绍了喷淋液滴分布的常用模型；实验得到了我国常用喷头的水量分布规律；通过对液滴动量方程式求解，得到液滴运动速度以及喷淋有效保护半径的理论模型。通过对模型的数值求解，定量研究了典型粒径的液滴喷出后水平速度和竖直速度的变化规律。接着又分析了不同初始喷射角、不同粒径、不同初始速度和不同安装高度的喷淋液滴的运动轨迹及其有效控制直径。 本文研究的第二部分是喷淋对热烟气层的冷却作用。在Chow and Tang理论分析的基础上，结合液滴分布模型，并考虑液滴温升上限即沸点的影响，建立不同压力状况下喷淋对热烟气层的冷却量计算模型，并开展实验对模型预测结果进行了验证。 本文研究的第三部分是喷淋作用后烟气层的沉降特性。不考虑火源功率的变化，在烟气自然沉降理论分析的基础上，结合喷淋液滴对烟气层冷却模型，建立了不同喷淋作用下烟气层沉降模型，并通过实验对该模型进行了验证，结果表明，模型计算值和实验值吻合较好。 本文研究的第四部分是喷淋与自然排烟耦合作用下烟气层的变化。根据前人的理论分析，结合喷淋冷却量模型，得到耦合自然排烟与水喷淋作用下烟气沉降模型。通过自然排烟实验，得到不同喷淋压力对自然排烟的影响。