超高层建筑给排水及消防设计探讨
超高层建筑给排水与消防设计要点探讨
超高层建筑给排水与消防设计要点探讨摘要：随着我国社会主义市场经济的不断发展，目前我国建筑行业也已经发展到了全新的阶段，规模不断增加，数量也越来越多，特别是我国的超高层建筑项目也呈现出了明显的上升趋势，在建筑给排水以及消防设计等方面的工作中也取得了长足的进步，我国超高层建筑项目建设过程中的一项重要内容就是建设完善的给排水系统。
随着国民经济水平的不断提升，人们对建筑工程中的节能环保以及噪声污染等内容也都提出了更高的要求，人民群众对居住环境也有了更高标准的需求，因此，应做好超高层建筑的给排水和消防设计工作，促进我国建筑行业的健康发展。
关键词：超高层建筑；给排水与消防设计；问题及要点1.超高层建筑在给排水消防设计中的主要问题1.超高层建筑给排水消防设计的复杂性与综合性与普通建筑相比，超高层建筑的给排水与消防设计要求更为严格，涉及到诸多专业领域，设计人员唯有全面掌握工程信息，才能制定出具有高度可行性的给排水与消防设计方案。
例如，按照《高层民用建筑设计防火规范》与《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水》等规范规定，针对建筑高度超过100m的超高层建筑，需要将消火栓的充实水柱控制在13m及以上。
同时，需要在超高层建筑内的不宜用水扑灭区域和住宅户内用房中设置自动喷水灭火系统。
简单来讲，由于建筑高度的提高与总体规模的扩大，将面临着更为复杂的建筑设计问题，使得超高层建筑给排水消防设计工作具有复杂性特征。
同时，超高层建筑给排水消防设计范围涵盖消防设计、室外消火栓给水设计、室内消火栓给水设计、灭火器配置设计、湿式自动喷水灭火设计等专业，不同专业之间保持密切联系，可谓是牵一发而动全身。
因此，在制定建筑给排水消防设计方案时，设计人员还需要协同开展各专业设计工作，避免出现专业设计冲突，这在客观层面上提高了设计难度。
2、没有做到科学的设计自动化的喷水灭火系统近年来，随着科技水平的提高，以及施工技术体系的日益完善，在超高层建筑工程中，可选择采取多种喷水灭火形式，以此满足超高层建筑的消防灭火需求。
超高层建筑给排水及消防设计要点分析
超高层建筑给排水及消防设计要点分析摘要：超高层建筑对给排水及消防系统要求极高，其设计难度较大。
为增强设计方案的科学性与合理性，保障超高层建筑给排水正常与消防安全，本文结合某超高层建筑项目，重点就给排水系统中的给水方式、消防系统中的消火栓、自动喷水灭火系统的设计要点进行了分析。
关键词：超高层；给排水；转输水箱，消防设计一、工程概况本项目总建筑面积约24万m2。
含地下三层地下室，功能为汽车库，其中地下2、3F部分区域为人防。
地下室总建筑面积约6万m2，机动车停车数960辆，非机动车停车数1200辆，建筑埋深12.35m。
1#楼主楼为办公，裙房为商业、餐饮，总建筑面积约9.7万m2，总层数42F，总高度211.66m。
其中12F、21F、30F、39F为避难层。
此外，2#塔楼主楼为办公，裙房为商业，总建筑面积7.5万m2，3#、4#、5#楼为商业、餐饮，总建筑面积1.06万m2。
以本项目最高楼1#楼为例分析相关设计要点。
二、超高层建筑给排水系统设计要点1.生活给水系统⑴本项目生活用水采用分区供水，B3~3F由市政给水直供，最不利用水点压力不低于0.10MPa，各用水点水压大于0.20MPa时设置支管减压阀。
（注：当市政压力不稳定或停水时，无法保证1~3F生活用水，由上部第一个避难层内生活水箱供给）。
分区如下：1区（1F~9F）由12F避难层生活水箱D重力供给；2区（10F~18F）由21F避难层生活水箱C重力供给；3区（19F~27F）由30F避难层生活水箱B重力供给；4区（28F~36F）由39F避难层生活水箱A重力供给；5区（37F~RF）由39F避难层生活水箱A+变频设备加压供给。
⑵生活水箱D和生活水箱C补水由设置在B1层的生活泵房1内的生活水箱1和两组转输泵提供（一组供12F避难层生活水箱D、一组供21F避难层生活水箱C）。
生活水箱B和生活水箱A补水由设置在21F避难层的生活水箱C和两组转输泵提供（一组供30F避难层生活水箱B、一组供39F避难层生活水箱A）。
超高层建筑给排水及设计案例解析
个人体会：
超高层建筑给排水设计的显著特点―― 高度决定系统设计。
希望大家给予指正，谢谢！
C．在机房层设置下列消防设备: 消火栓系统高位稳压水箱储水量为24m3；三、四区 消火栓系统增压稳压设备ZW(L)-I-X-13；三、四区喷淋系统高位稳压水箱储水量 为18m3；三、四区喷淋系统增压稳压设备ZW(L)-I-Z-13。
系统竖向分区：
消防系统分区：东结合减压阀减压分区。 A.消火栓系统共分4个分区。 一区（1XH）-1F层减压阀后供水压力1.00MPa：-3F~16F； 二区（2XH）：17F~31F； 三区（3XH）32F层减压阀后供水压力1.00MPa：32F~46F； 四区（4XH）：47F~59F。 B.喷淋系统共分4个分区。 一区（1ZP）-1F层减压阀后供水压力1.10MPa：-3F~16F； 二区（2ZP）：16F~30F； 三区（3ZP）31F层减压阀后供水压力1.10MPa：31F~45F； 四区（4ZP）：47F~59F。
系统竖向分区：
消防系统分区：相关规定 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95 2005年版）第
7.4.6.5条规定：“消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa， 当大于1.00MPa时，应采取分区给水系统。”
《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001 2005年版） 第8.0.1条规定：“配水管道的工作压力不应大于1.2MPa。”第 6.2.4条规定：“每个报警阀组供水的最高与最低位置的喷头高 差不大于50m。” 《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水2009年版》266页： 当消防给水采用水泵转输串联时，中间转输水箱同时起着上区 储水泵的吸水池和本区消防给水屋顶水箱的作用，其储水有效 容积按15～30min消防设计水量经计算确定，并不宜小于60m3。
浅析超高层建筑给排水及消防设计
浅析超高层建筑给排水及消防设计摘要：某时代广场是由两幢超高层商务写字楼组成的双塔型建筑，在此介绍了超高层建筑的给水系统分区，排水系统卫生间的同层排水设计，消防系统的水源、水量、水泵房及各系统的设计参数。
关挂词：超高层建筑；分区供水；同层排水；消防系统1 工程概况该工程是由两幢超高层商务写字楼组成的双塔型建筑，该项目用地面积约15506m2，楼高130.85m，主体地上32层，地下2层，总建筑面积超过12万m2。
地下2层为机动车停车库并设有消防水池，水泵房，变配电间等设备用房，部分设有人防；地下1层主要为汽车库，员工食堂，高配室等设备用房；l层为办公大堂，商业用房；2层为餐饮；3层为会议；4～32层为办公用房。
其中；4层有避难平台，18层为避难层。
2给水系统2.1日用水量由于本项目为高档写字楼，参照有关资料高档智能写字楼每人占14m2筑面积计算。
办公总人数定为5040人。
用水量计算见表1。
表1用水t计算表2.2 给水系统分区：地下2层至3层（餐饮、商店）由市政水直接供给。
4至32层（主要为办公），采用变频加压供水，分为4区：4至10层，采用低区变频加压设备减压供水；11层至17层，采用低区变频加压设备加压供水；19层至25层，采用避难层无负压变频给水加压设备减压供水；26层至顶层，采用避难层无负压变频给水加压设备加压供水。
这样的给水分区保证各分区管网的静水压力不超过0.45MPa。
3排水系统系统采用雨、污分流制。
室内采用废、污合流，厨房废水须经隔油池处理，根据杭州市人民政府公文处理简复单第19195号室外不需设置化粪池，污、废水在基地内合并一起在排人市政污水管网前设污水格栅井处理。
本工程卫生间采用同层排水技术。
坐便器、小便器后建筑都做了175mm 厚的假墙，壁挂式坐便器的隐蔽式水箱在此假墙内安装，排水支管也在此假墙内敷设。
地漏采用同层排水专用横排地漏，施工时此地漏需预埋于结构板里30mm，地漏的水封高度不小于50mm。
超高层建筑给水及消防系统设计探讨
超高层建筑给水及消防系统设计探讨摘要：在超高层建筑中,人员密集、可燃物相对集中,火灾隐患也较多,一旦发生火灾,建筑内人员疏散困难、火灾蔓延迅速、组织救援与实施灭火都相对困难。
如何合理地设计给排水及消防系统，对超高层建筑日常运行的经济性，以及消防时的安全性和可靠性是高层建筑给排水设计最主要的问题。
文章结合笔者的工作实践，对超高层建筑给水及消防的设计谈谈自己的心得。
关键词：超高层建筑；给水设计；消防设计Abstract: in the ultra-high buildings, crowded conditions, relatively concentrated cloud, a fire hazard and more, once the fire, buildings evacuate difficulties, fire spread quickly, organization and implementation of the fire rescue is difficult. How to reasonably and drainage and fire fighting system design system, the tall building daily operation of the economy, and fire control safety and reliability is high building drainage design to the main problem. Combining with the author’s working practice, and high building fire and water supply to the design of the talk about their experiences.Keywords: tall building; Water supply design; Fire fighting design近些年，在国内土地供应紧张的大型城市如上海、重庆、北京、广州、深圳高层和超高层建筑保持着快速增长的势头，超过100米以上的公共建筑属于超高层建筑。
谈超高层建筑给排水及消防设计
谈超高层建筑给排水及消防设计【摘要】楼层越高在供水时所需的压力越大，随着压力的增加对供水设计的抗压能力的要求也随之增加，如何设计高层建筑的供水系统使之既能满足正常的供水需求，又能降低工程难度、节约成本，这些需要我们在设计时根据实际情况采取不同的方案。
笔者结合自己的研究对超高层建筑给排水及消防设计进行分析。
【关键字】超高层建筑，给水设计，排水，消防一、前言随着我国经济的快速发展建筑工程犹如雨后春笋般的在神州大地上兴起，建筑工程行业逐渐成为了我国重要的经济增长行业，不仅仅关系到国民经济的快速发展，也关系到人们生活质量的提高，尤其是自我国大力推进新农村建设以来，农村人也开始和城里人一样住进了一栋栋的高楼大厦了。
因此，加强超高层建筑工程质量的控制，特别是探讨超高层建筑给排水消防设计中存在的问题，具有十分重要的意义。
二、工程概况(1)天津某超高层位于塘沽区，总用地面积9917.4平方米，总建筑面积170487．2 3平方米。
建筑主楼54层、裙楼4层，建筑高度269．9米(屋面高237．7米)，属一类超高层公共建筑，耐火等级为一级。
1层至3层为商业用房，4层为餐饮和办公用房，5～54层为办公用房，15层、27层和42层为避难层。
地下共4层，面积31758．67平方米，主要为地下车库、设备用房。
地下4层局部设置人防。
(2)连云港某超高层是集商业、办公、酒店式公寓等为一体的超高层公共建筑。
总建筑面积154122．2平方米，地上60层，建筑高度203.95米，属一类超高层公共建筑，耐火等级为一级。
1层为商业，2层至3O层为办公用房，32层至6O层为酒店式公寓，1 6层、31层及46层为避难层。
地下共2层，面积36571平方米，主要为地下车库、设备用房，地下2层战时作二等人员掩蔽部及物资储备库。
三、超高层建筑给水方式分析1、天津实例该超高层采用的是分区串联的供水方式。
在地下4层，15层及42层分别设装配式不锈钢水箱和生活水泵。
超高层建筑给排水及消防设计初探
超高层建筑给排水及消防设计初探1972年美国宾夕法尼亚州召开的全球高层建筑会议上，专门探讨了高层建筑的定义问题。
会议判定，高度不超过50m，层数9~16层建筑为第一类高层建筑；高度不超过75m，层数17~25层的为第二类高层建筑；高度不超过100m，层数26~40层的为第三类高层建筑；高度超过100m，层数＞40层的为超高层建筑[1]。
1976年广州白云宾馆建成，高度115m，主楼33层，自此我国迈入超高层建筑发展阶段。
1985年深圳国际贸易中心建成，高度160m，层数50层。
自迈入21世纪以来，随着我国城镇人口规模的迅速扩大，建筑高度不断刷新，这就对建筑技术提出了更高层次的设计要求。
超高层建筑具有层数多、体积大、功能结构复杂、火灾风险大、社会影响面广、安全要求高等显著特点。
给排水设计作为超高层建筑巨人正常运行的基础“血管”，为建筑用户提供着必需的水分和营养[2]。
作为社会经济、文化和现代技术的综合产物，超高层建筑受其空间跨度广、楼层高、功能结构复杂、用户数量多等客观因素的限制，救援难度相对较高，一旦出现火灾事故则会引发严重的人员伤亡和经济损失。
根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）、《消防给水及消火栓系统技术规范) （GB50974-2014），进行超高层建筑给排水及消防设计探索十分必要[3]。
1 工程概述合肥市某超高层建筑高度161m，地上建筑29层，地下建筑2层。
其中多层裙房的1、2层为营业厅，3、4层为会议、培训；塔楼的1～3层为企业展示，4、5层为档案库房，6层为机房，7~15、17~29层为办公，16层为避难层；地下2层为配套车库和相关设备用房。
地块相邻市政道路设有雨水、污水、给水干管，供地块内建筑的给排水和消防设施接口使用。
街区城市基础设施完善，水质优良，供水可靠，具备建设给排水系统和消防保证体系的扎实基础。
本工程从周边两条不同的市政道路上各引入一根DN200的给水管道，在红线内形成DN200的环状管网，为建筑的生活、消防系统提供用水。
超高层建筑的给排水及消防设计浅析
超高层建筑的给排水及消防设计浅析一、超高层建筑给排水的设计（1）给排水系统包括给水系统、排水系统与消防系统。
其运作方式主要包括气压罐给水、高位水箱供水等，气压罐给水主要利用管网压力向供水点持续给水，当管压降至最小作用压力时，气压罐的离心水泵开始向管内灌水，待管压回升后停泵；高位水箱供水则是通过存储水量、调节水压进行供水，当水流量与外网水压未达设计要求时，调节池利用离心水泵提升水压。
排水系统设计主要采用分流制，从而提升节能水利用率，另外还需通过水力计算控制排水管的流量，防止其超过上限，减少水流冲击对管道的伤害。
（2）超高层建筑给排水设计需注意以下要点：首先，超高层建筑由于垂直高度较高，静水压力大，若供水时未对建筑进行分区可能增加管道压力，损伤管道。
其次，超高层建筑结构复杂，电气设施分布广，火灾发生率较高，火情发展迅速，因此消防供水系统在设计时应保证灭水系统的自救能力。
另外，超高层建筑内部人口密度大，日均用水量与排水量较高，一旦给排水管道发生故障将对居民生活产生较大的影响，因此需重视后期养护工作。
最后，在管线布置时应考虑管道压力与结构装饰，提升管道的防噪声、防形变、防震、防渗漏等性能。
（3）超高层建筑给排水设计应注意的问题：给水系统的设计中，应进行合理的分区，可以依据国家制定相关设计规范结合超高楼层的实际给水情况进行设计，通常每6～8层为一区，分区后能够有效减少供水的能量消耗，且便于管道的维护与管理。
在选择给水方式时，可以采取变频供水结合低位水箱给水，或在本地供水部门批准下利用变频无负压给水设施自市政供水管中直接抽水。
通过合理规划给水分区减少额外的供水能量消耗，节约供水成本，提升系统的日常管理与维护。
为防止由于水封损坏造成管道内臭气进入室内，超高层建筑设计排水系统时应配合布置相应的通气管道，降低排气管中臭气的含量，保障管内空气的正常流通。
对于布置于吊顶处的排水管，还应加强对管道的测试与检修，及时发现并解决漏水、凝水等问题。
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超高层建筑给排水及消防设计探讨
摘要:结合工程实例，对超高层建筑生活给水设计，生活热水设计，消火栓系统设计，自动喷水灭火系统设计，以及排水和雨水系统设计进行了阐述，总结了超高层建筑给排水设计的经验，以指导实践。
关键词:超高层建筑，给排水设计，消防设计
1 概况
本工程总建筑面积约26万m2 ，其中地上建筑面积19．4万m2，地下建筑面积6．7万m2。
建筑层数北楼为地上54层，南楼为地上36层，建筑高度南楼180．4 m(36层顶结构连梁高度) ，北楼203．55 m。
地下共6层，地下6层为人防，地下2层～5层为车库，地上1层～7层为裙房。
塔楼部分以北楼为例，其中7层，22层，38层为避难层。
8层～33层为办公层，35层～53层为酒店层。
下面以北楼为例介绍一下该项目建筑给排水及消防系统设计。
2 给水系统设计
2．1 水源
由市政给水管网引入两根DN250 的给水管道，管道供水压力为0．35MPa，给水管道进入红线后设生活用水水表。
2．2 生活给水系统
1) 地下室及1 层给水均由市政直供。
2) 北楼其余楼层的给水系统竖向分区为四个区: 2层～6层为一区，7层～17层为二区，18层～33层为三区，34层～53层为四区;一区采用变频供水，其余区域采用低位水箱—水泵—高位水箱供水方式，并按规范要求静压不超过0．35MPa 设置减压阀。
2．3 冷却塔补水系统
冷却塔补水由地下4 层生活消防泵房内变频泵供给，Q =50 m3/h，H = 60m。
3 生活排水系统设计
1) 本楼采用污、废水分流制排放。
2) 所有污废水经室外污水检查井后排至市政污水管网。
3) 本楼排水采用专用通气立管通气排水; 立管设置检查口。
4) 洗衣房排水及锅炉房排水设置降温池。
4 雨水系统设计
1) 裙房屋面雨水采用虹吸排水系统，需满足50年重现期雨水排水要求。
2) 主屋面雨水采用重力流排水，屋面雨水排水系统考虑溢流，满足50年重现期雨水排水要求。
5 消防给水系统设计
楼建筑高度约为203．55m，按一类高层建筑进行消防给水设计。
火灾延续时间按3h。
消防初期水量18m3，储存在本工程北楼屋面消防水箱间内。
地下室消防水池内储存3h室内消防用水及1h喷淋用水850m3。
1) 本工程室外消防给水水量为30L/s，室外消防给水管网在建筑红线内形成环状，室外消火栓沿消防车道布置，其保护半径不大于150m，间距不大于120m，并保证室内消防水泵结合器40m范围内有室外消火栓。
2) 本建筑室内消防系统采用临时高压制，竖向分为两个区，－6层～21层为低区，22层～54层为高区，每区设一套消火栓加压水泵，一用一备，超压部分(－3F～2F，7F～16F，22F～29F，35F～52F)设减压稳压消火栓。
低区泵房内设置消防水池，高区于38层避难层设置消防转输水箱，水箱有效容积为110m3。
3) 室外设地上式消防水泵接合器与室内消火栓给水管网相连。
6 自动喷水灭火系统
1) 本楼地下室及主楼均设自动喷水灭火系统，主楼为中危险Ⅰ级，喷水强度为6L/(min·m2)、作用面积为160m2。
1 层门厅采用大空间自动水灭火装置，用水量取10L/s。
地下汽车库采用泡沫—水喷淋系统，喷水强度为6．5L/(min·m2) 、作用面积为465m2，喷淋用水量取100 L/s。
水喷淋系统的火灾延续时间按1h考虑。
2) 喷淋系统竖向分为两个区，－3层～28层为低区，29层～54层为高区，每区设一套喷淋加压水泵，一用一备。
水源来自地下2层消防蓄水池，高区设置消防转输水箱。
火灾初期用水由屋顶水箱供给。
3) 地下车库设置泡沫喷淋为一个系统，地下1层及其以上设自动喷水系统，喷淋供水管由消防泵房内的喷淋泵供给，报警阀间设湿式报警阀，水箱间内的消防、喷淋稳压设备维持平时压力。
地下车库一夹层车道出入口处的防火分区
设置预作用自动灭火系统，并应按要求设置电动阀和快速排气阀。
4) 44F～49F喷淋管上设置60mm孔板，29F～34F喷淋管上设置55mm 孔板，8F～16F喷淋管上设置50mm孔板。
5) 喷头温度采用68℃，厨房部分采用93℃。
有吊顶的房间均采用DN15装饰型闭式玻璃球喷头，无吊顶房间及地下室均采用DN15直立型K =80闭式玻璃球喷头(朝上安装)。
客房及办公间内设置边墙型闭式喷头，K=115。
直立型喷头溅水盘距顶板不小于75mm，不大于150mm。
6) 室外设地上式水泵接合器，与自动喷水泵出水管相连，并设各系统区分的标志。
7 建筑灭火器配置
本工程各层均设置灭火器系统，本建筑属严重危险级，火灾种类为A 类，局部为C 类或带电火灾，地下车库按B 类中危险级考虑，采用手提式磷酸铵盐干粉灭火器灭火，且灭火器均附设在消防箱内。
地下室消火栓箱间距大于12m，按保护距离不大于12m增设灭火器。
地上消火栓箱间距大于15m，按保护距离不大于15m增设灭火器。
楼层每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。
型号为:MF/ABC5，每具5kg，地下车库每具消防箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。
局部增加放置灭火器箱，箱内设磷酸铵盐干粉灭火器两具。
型号均为MF/ABC5，每具5kg，充装方式为储压式。
高低压变配电室设置推车式磷酸铵盐干粉灭火器。
8 管材选择
8．1 生活给水管
生活冷水、热水管道采用内衬不锈钢复合钢管，DN100以下采用丝扣连接，DN100及以上采用卡箍连接。
热水管道采用铜管，焊接。
管件采用与管材相同材质、公称压力不小于2．0MPa。
8．2 排水管道
1) 排水采用柔性接口排水铸铁管，采用法兰承插A 型接口，顺水进水三通，所有管件与管材成套供应。
立管底部牢固支撑。
2) 与潜水排污泵连接的管道，除水泵出口采用一段橡胶夹布软管外，均采用内涂塑钢管，接口同给水管。
3) 虹吸雨水管管材和管件采用高密度聚乙烯管(HDPE)粘结。
管材需满足满水试验要求。
管道公称压力1．00MPa，承受负压能力不小于0．07MPa。
4) 水箱水池溢、泄水管均采用内外涂塑钢管，接口同给水管。
8．3 消防给水管道
1) 消火栓给水管道采用热浸镀锌焊接加厚钢管，DN≤80丝扣连接，DN ＞80采用镀锌无缝钢管，沟槽式卡箍连接，阀门及拆卸部位采用法兰连接。
管道公称压力为2．5MPa。
2) 自动喷水管采用内外热镀锌焊接加厚钢管，丝扣或沟槽式机械接口。
管道公称压力为2．5MPa。
9 结语
本项目是一个以酒店、办公为主的综合性超高层建筑，笔者在该项目建筑给排水设计过程中总结了如下几点:
1) 给水系统设计中，主要采用了水池—水泵—水箱—用户的供水方式，此供水方式更加安全可靠，水压恒定，关于水箱水质二次污染问题，本工程采用水箱自洁消毒装置来处理水箱供水水质。
2) 排水系统设计中，塔楼排水立管高度在160m以上，污废水在立管中流速过大引起立管中气压剧烈变化，导致立管底部正压过大，横支管处负压过大，引起水封破坏，在22层、38层分别设置排水立管消能装置。
3) 雨水系统设计中，虽然裙房屋面面积不大，但由于两塔楼高度比较高，北楼塔楼达160多米，侧墙汇水面积很大，所以采用虹吸雨水排水系统，利于雨水的快速排除，同时屋面设置雨水斗数量大大降低。
4) 消防系统设计中，消火栓系统与自喷系统高低区分区时考虑采用38层消防水箱直接重力稳压，将高区下面几层适当降低。
根据青岛当地规定，地下车库停车数量超过300辆必须设置泡沫喷淋灭火系统，所以本工程车库设置泡沫喷淋灭火系统。
为了避免冬季冰冻影响消防，地下1层包含对外汽车坡道的防火分区设置预作用喷淋灭火系统。
本工程消防高区设置了水泵接合器，考虑到一般消防车供水压力只有1MPa左右，在22层避难层设置接力泵，高区水泵接合器使用时打开接力泵供水。