随着城市化进程的推进,城市火灾风险不断增加,尤其是由外保温材料燃烧造成的高层建筑外立面火灾,近几年内频繁发生。大量火灾事故表明,外保温材料的燃烧多是由建筑外立面窗口火溢流行为引起的,相较于一味提高保温材料阻燃特性,阻隔溢流火焰对外保温材料的引燃,改善建筑外立面防火构造更是一种经济可行的举措。因此,研究防火挑檐对建筑外立面窗口火溢流行为的影响,具有很大的实际意义。本文采取小尺寸实验和全尺寸数值模拟结合的方法,对防火挑檐条件下的窗口火溢流行为进行了研究。设计并搭建了1/5小尺寸窗口火溢流阻隔实验台,在单一火源功率下,进行了自由边界和不同防火挑檐宽度条件下的窗口火溢流实验。实验结果表明,对于窗口火溢流行为演变过程,自由边界和防火挑檐条件下的衰退阶段的燃烧状态存在差异;防火挑檐对燃烧室内温度的影响较小,但对外立面温度分布的影响较大;防火挑檐下的外立面轴线温度随高度的增加呈线性衰退,并且对防火挑檐对轴线温度的抑制效果进行了量化;防火挑檐条件下的外立面径向温度分布仍为高斯分布,但最大温度和其对应的径向距离会随着挑檐宽度的变化而变化。利用FDS数值模拟软件,建立了同小尺寸实验模型相似的全尺寸模型,在对FDS模拟准确性验证的基础上,分析了多种火源功率下,防火挑檐宽度、长度和位置对窗口火溢流行为的影响。模拟结果表明,对比自由边界条件,防火挑檐的设置会造成中性面高度的微小降低,基本不影响室内热释放速率和室内温度,这与实验结果相一致。对于自由边界条件,当溢流火焰距外立面水平距离较远时,外立面轴线温度随高度的增加呈指数衰退趋势;反之,外立面轴线温度随高度的增加呈线性衰退趋势。通过分析防火挑檐宽度对外立面轴线温度的影响发现,挑檐宽度设置在1.0~1.6 m范围内更为合理,并提出了外立面轴线最大温度的无量纲模型。同时,通过分析多个高度处的径向温度分布发现,防火挑檐对径向温度分布有推离效应,较低高度处的最大径向温度呈线性衰退,较高高度处的最大径向温度呈指数衰退。此外,基于温度定义火焰轮廓方法,用Lee的模型验证了FDS模拟中自由边界条件下溢流火焰高度的准确性,并提出了不同挑檐宽度下的无量纲溢流火焰高度模型。最后,通过定性分析挑檐长度和位置对窗口火溢流行为的影响发现,增加挑檐长度可有效抑制火焰在挑檐侧边的溢出,且挑檐位置应紧贴窗口上沿设置更为合理。