在建筑火灾中，燃烧的物体一般都会先产生大量的烟气，起火后，大火伴随着浓烟向周围大面积扩散。由于烟气具有遮光性，毒性和高温等特性，使得周围环境大量缺氧，加上人们极度的恐慌心理，逃生将变得非常困难。 据有关统计资料表明：在建筑火灾死亡总人数中，有百分之七十的人都是由于遭受烟气窒息，而丧失逃生机会，只有极少部分的人是真正被大火活活烧死的。烟气在火灾中对人们的生命构成主要威胁。因此，科学地研究火灾烟气的结构特性，烟气在建筑物内的传播规律，环境对烟气的影响，早期探测和控制烟气扩散等实验研究，都具有非常重要的现实意义。
五层模型楼为1:2建筑模型，高八米，宽八米，厚五点五米的框架式结构。共有二十四个房间，两个实验工作间。整个楼层墙壁采用防火粉煤砌块建成。在每一层设有着火房间和普通房间，以便在实验中观察和测量到着火房间对邻近普通房间以及整个楼层的影响。楼梯和走廊是烟气扩散的主要通道，在通道端口专门建立了天井，主要研究烟气在通道内横向运动和在小空间（天井，楼梯间）内向上蔓延传播的规律。模型楼底层安装了正压送风机，并将空气送往每一层的通风管道；在楼层顶端，采用直接排风管道和机械排风相结合，来排除模型内的烟气；调节送排风机供气量大小和风口，能够控制和改变烟气排放的快慢和方向。
在五层模型楼内配备了常用测量装置，根据实验的需要，探测装置被布置在模型楼的各个地方，各种实验采集的数据被送往实验工作室的计算机上分析处理。
五层模型楼的测量装置有：温度测量系统、速度测量系统、压力测量装置、热辐射通量计、成分分析仪、数码摄录像。主要开展如下实验研究工作：着火房间内浮力烟羽流的温度，速度和压力分布；壁面对烟气羽流特性的影响；着火房间烟气羽流的上升和卷吸；烟气顶栅射流的结构和特性；通风口（门窗等）处烟气的流动与混合；烟气在走廊向邻近房间的蔓延；烟气在楼梯间向上传播的规律；烟气在天井内向上传播的规律；正压送风系统对烟气的控制作用；烟气特性对火灾探测器响应特性的影响等。
作为唯一一个国家重点的火灾实验室，面向国家火灾安全重大需求和世界火灾科学前沿，研究火灾动力学演化规律和火灾防治关键技术，培养优秀人才，攀登世界火灾科学高峰。在每年5月份中国科学技术大学的科技活动周，你也有机会参观这个火灾实验室。