防水行业之低碳化发展前景

时间:2013-08-16 08:37来源:苏州中材非金属矿工业设计研究院 作者:王玉峰,丁芩华,沈春林

0 前言
随着工业化进程的深入与发展，大量温室气体，尤其是二氧化碳的排出，导致全球气温升高、气候发生变化，这已是不争的事实。为了应对全球气候变暖，各国都在积极地发展低碳经济。在“十一五”规划的政策引导下，2007 年的《节能减排综合性工作方案》中提出了“十一五”期间我国各项节能减排的具体目标，并由此带动了节能环保行业的快速发展。其中，单位GDP 能耗降低20%的目标是其中的核心内容，而在2006~2009年，我国单位GDP 能耗已经累计下降了约14.38%，化学需氧量的排放总量下降9.66%，二氧化碳排放总量下降13.14%。我国的能源强度水平也远远高于世界平均水平，仅仅低于大部分低收入国家，因此无论“十二五”规划使用碳排放强度还是使用能源强度，其减量目标均在15%~20%。争取到2020 年，我国单位GDP 二氧化硫排放将比2005 年下降40%～45%。目前，我国的建筑能耗约占全社会总能耗的40%，为了完成我国对世界的承诺，作为耗能大户，建筑的低碳环保、节能减排迫在眉睫，这也给新型建材的发展带来了契机。同时，通过对新型建材的使用，建筑的低碳环保、节能减排也将取得显著成效。作为建筑的一个分支，防水行业与发展低碳环保、节能减排也有着很大的关系。为实现我国总体节能减排目标，防水行业也应加快低碳化发展的步伐。

1 低碳环保、节能减排型综合防水技术
低碳经济的核心是节能减排，近年来，防水行业在“低碳经济”这个全球化发展趋势的推动下，朝着“绿色、节能、减排”的目标前进。不仅仅表现在材料的生产上，还有材料的应用、施工技术和生产设备中。
1.1 屋面防水材料低碳之路
传统的屋面防水，是在屋面上铺设3～4 层的氧化沥青卷材，既浪费资源，又会在施工过程中污染环境，近年3～4 mmSBS/APP 改性沥青防水卷材，已将铺设层数降为1～2 层，大大降低了沥青的用量。如今，虽然SBS/APP 改性沥青防水卷材还是屋面防水材料的主流，但是厚度在1.2～1.5 mm，以性能更好的聚合物为基材的高分子防水卷材也将占有一席之地。高分子防水卷材更有利于单层施工，绿色、节能减排，CO2 排放量进一步降低。高分子防水卷材具有优越的耐臭氧老化、耐磨、低温柔性好、抗紫外线、耐久性等，符合目前高性能屋面功能的要求。高分子防水卷材中三元乙丙橡胶（EPDM）防水卷材、聚氯乙烯（PVC）防水卷材和热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材是目前应用最广泛的3 类卷材，是目前的三大绿色防水卷材。EPDM 防水卷材的综合性能最佳，其耐臭氧老化、耐磨、低温柔性好，抗紫外线，耐久性首屈一指，与当今环境友好型、高耐久性屋面的发展趋势完全吻合，是一种可持续发展的屋面材料。但关键是要解决好粘结剂的粘结耐久性问题。根据近期的研究结果，PVC 防水卷材中早期的增塑剂迁移问题已经解决，耐老化性能得到大大提高，且PVC 防水卷材从制造到使用后的所有环节都是可再生处理。用PVC 防水卷材做屋面防水层比其它屋面防水层能耗少，在使用寿命、节能、质量等几个方面，PVC 防水卷材具有更高的生态效益。TPO 防水卷材综合了EPDM 和PVC 的性能优点，具有前者的耐候能力、低温柔度和后者的可焊接特性。这种材料与传统的塑料不同，在常温显示出橡胶高弹性，在高温下又能像塑料一样成型。因此，这种材料具有良好的加工性能和力学性能，并且具有高强焊接性能。白色膜有反射太阳光功能，节约能源、减小城市热岛效应明显，且可再生利用。目前由中国建筑防水协会和江苏国际经济技术合作公司申请主编的《单层防水卷材屋面技术规程》经住建部《关于印发＜2012 年工程建设标准规范制订修订计划＞的通知》（建标［2012］5 号）批准，列入2012 年编制的“工程建设行业标准”。该规程的制定，将更有利于高分子防水卷材的发展和应用。
1.2 施工技术之低碳之路
防水卷材的施工方法有满粘法、空铺法、焊接法、机械固定法。其中焊接法、机械固定法需要的胶粘剂大大减少，其效果既环保、又使得CO2 排放量显著减少，是有效的低碳施工技术，目前这样的工法多应用于单层高分子防水卷材屋面，随着国内对单层屋面技术认可度的提高，这样的应用也会越来越多。SBS/APP 改性沥青防水卷材一般采用热熔法施工，需要用喷灯烘烤卷材，产生废气和沥青烟气，污染环境。通过对改性沥青防水卷材的沥青涂盖料配方进行改进，制得了自粘卷材、湿铺法卷材，该类卷材在施工方式上优于一般的改性沥青防水卷材，目前该类卷材也得到了广泛应用，在节能减排方面效果明显。目前以高分子防水卷材为基材，在其表面涂覆一层自粘胶料的高分子自粘防水卷材也已经问世，不仅兼得高分子防水卷材的性能优点，还在施工方式上更节能、环保。
1.3 生产设备低碳之路
近年来，在国家相关产业政策的指引下，国内防水行业的骨干企业纷纷加大投资力度，新建或改进生产线，使得生产线的产能、效率、技术均得到了大大的提高，能耗下降。政府也在积极引导企业投资生产EPDM、PVC、TPO 等高分子防水卷材、自粘卷材、湿铺卷材、喷涂聚脲防水涂料等具有节能减排功能的新型防水材料生产线。淘汰落后产能，集中进行设备的节能环保改造，使企业能耗下降，环保达标，走低碳环保，节能减排之路。

2 低碳环保、节能减排型屋面取代传统屋面
2.1 种植屋面
种植屋面是辅以种植土，或在容器、种植模板中栽植植物来覆盖建筑屋面和地下建筑顶板的一种绿化形式。种植屋面具有以下优势：
（1）土地能得到更有效的利用，改善了环境。在城市化建设的进程中，大量的城市基础设施建设必然与绿化用地发生矛盾，种植屋面作为一种不占用地面土地的绿化形式，很好地解决了这个矛盾。尤其是居住屋顶绿化能更好地解决建筑与园林绿化用地的矛盾。在楼顶隔热防水层上培育一层植被，则扩大了绿化面积，拓展了城市的绿肺。种植屋面能够增加绿化覆盖率，提高绿视率。植物具有维持大气中氧气和二氧化碳平衡、吸滞尘埃、吸收有毒有害气体、杀菌等净化空气的作用。
（2）为人们提供新型的休息场所。种植屋面与地面绿地相比，可远离城市道路边上的噪声和汽车尾气，避免来自低层部分屋面的反射和阳光的辐射热，为人们提供良好的休息场所。
（3）可使建筑空间更好地满足人们的使用需求。现代建筑多为钢筋混凝土预制板结构的平顶房，采用种植屋面不仅可使居住在顶层的居民改变冬冷夏热的生活环境，同时具有保护防水层和建筑屋顶结构的作用。而且可使屋顶生机盎然，从而使得建筑空间能更好地满足人们使用的要求。

2.2 单层屋面
单层卷材屋面系统简称单层屋面，主要是指采用单层高分子防水卷材施工的屋面系统。在欧美国家，单层柔性屋面系统已成为平屋面工程的最主要屋面系统形式，2007 年，欧洲高分子卷材单层屋面市场份额接近30%，美国超过55%，是一种拥有近50 年历史的成熟系统。欧美高分子防水卷材在平屋面工程中几乎全部采用单层卷材施工的屋面系统形式。单层柔性屋面系统是相对于叠层和多层系统，采用单层柔性防水层的屋面系统，通常包括结构层、隔汽层、保温层、防水层等屋面层次，采用机械固定、满粘或空铺法等不同方式将各层次依次结合起来。单层柔性屋面系统具有自重轻，防水、保温性能好，施工快捷，易检修，寿命长，长期性价比高等特点，是未来屋面形式的发展方向。单层屋面系统在1999 年被正式引入国内，并开始在各种不同的工程中使用。鉴于其诸多的显著优点，单层屋面系统迅速被国内市场认可，并得到快速的发展，被广泛应用于体育场馆、展览馆、机场、工业厂房、物流中心、商场、医院、火车站等工程项目中。随着PVC、TPO 防水卷材标准，坡屋面工程技术规范，屋面工程技术规范等国家相关标准、规范的出台和修订，目前单层屋面技术规程在制定之中，以及更多的国际化公司的进入，单层屋面系统必将得到更大的发展。
2.3 光伏屋面
光伏屋面能够吸收太阳光并转变成电能，具有替代石油煤炭的潜能，随着石油煤炭价格的攀升和短缺，目前光伏屋面形式得到各国的重视，正进入高速发展期。光伏技术主要有晶体技术和薄膜技术2 种形式。晶体技术的太阳能转换率高达34%，是目前主要的产品形式。薄膜技术的太阳能转换率仅为9%。但薄膜技术使用比晶体技术方便，更适合在屋顶上使用。国外现在已有一种在工厂内将柔性薄膜光伏组件和单层防水卷材复合在一起的技术，可以铺设在既有屋面上，也可以作为新的屋面系统。目前，我国光伏屋面还处于起步阶段，国家也出台了一系列相关扶持政策，其应用也逐步热起来，相信很快会有防水企业进入这一领域。
2.4 冷屋面
冷屋面是指采用白色或浅色高分子防水卷材或防水涂层组成的屋面形式，目前国内对冷屋面的研究尚未启动。冷屋面在国外研究应用较多。美国要求冷屋面的初始太阳反射率大于65%，使用3 年后的大于50%，PVC、TPO、EPDM 以及防水涂料均有白色产品，3 种高分子防水卷材的太阳反射率均能达到80%以上，白色丙烯酸防水涂料能达到90%。坡屋面用冷屋面施工系统也在研发推广之中，已研究出反射率不低于25%的深色沥青瓦和反射率不低于45%的黏土瓦和金属瓦，其主要途径是设置白色底层和添加能反射太阳光的颜填料。

3 提高防水系统寿命，减少防水材料使用量
我国屋面和建筑防水的寿命仍停留在5 年保修期的低水平上，这与低碳建筑、节能减排的现代要求是极不相称的。建筑物的使用寿命一般在50 年以上，这就使防水系统不得不多次翻修，造成了极大的资源和能源浪费，延长防水系统的使用寿命，意味着翻修次数减少，是最大的节能减排。这就需要从材料及施工2 个方面采取有力措施，提高防水系统的使用寿命，首先达到10 年使用期，再向15 年、20 年、30 年使用期的方向努力，为实现低碳、节能减排作出贡献。

4 装饰、保温、防水一体化系统
随着几场被社会广泛关注的建筑大火，保温材料俨然成为建筑防火的替罪羔羊，愈演愈烈的建筑保温、装饰材料问题被推向了风口浪尖。为此，公安部消防局于2011 年3 月出台了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（65 号文件），要求在新规范、规则发布前，民用建筑外保温采用阻燃等级为A 级（不燃级）的材料。此前的规定是不低于B2 级（可燃级）。
建筑保温、装饰材料所存在的隐患迅速引起了业界的关注，市场亟待更安全的防水、保温产品面世。而纵观目前市场上防水和防火的建材品种，尽管种类多种多样，但是产品质量却参差不齐，能够兼具防水和保温功能的建材更是凤毛麟角。这个时候，很多企业投入大量人力物力，研究开发装饰、保温、防水一体化系统。国内最早推出这类产品的是由卓宝科技研发生产的“卓宝板”。一经推出，迅速引发了业内的追捧，“卓宝板”是卓宝外墙装饰保温板的简称，是引进国外先进设备和技术，结合国情和我国现行节能政策，自行研发的适合我国广大地区的建筑装饰、保温、防水一体化系统。“卓宝板”具有装饰、保温、隔热、环保、防水、防冻、隔音、抗震、耐候、质量轻等优点，获得国家防火材料A 级验证，能够承受极高的温度，而且还具有极其优秀的防水功能，能够承受长时间大雨冲刷，使用年限在25 年以上，能够长期保证高效的防水保温效果，这一成果处于国内领先水平。

5 推动低碳防水发展，关键在发挥政策合力
（1）加强对低碳防水及其意义的宣传。目前，人们为了与传统住宅区别开来，提出了节能住宅、绿色住宅和低碳住宅等概念，我们也应契合这个时机，加强对低碳防水的宣传。但从公众的角度看，这些概念之间是什么关系，异同在哪里，并不清晰。因此，只有在理论上进一步明晰低碳防水的定义，才能让大家了解和接受，并加以推广。
（2）政府要出台一系列的鼓励政策，像支持种植屋面、光伏屋面那样，支持低碳防水技术的研究和开发。淘汰质量低劣、技术落后、污染环境的防水产品。缩小与发达国家防水材料技术的差距。制定低碳防水推广应用的经济激励政策。从供应端看，对低碳防水新材料、新技术的研发、生产和使用，应研究和制定财政补贴或信贷、税收优惠政策。从需求端看，对购买符合标准的低碳住宅，应在国家住宅消费政策中加以考虑和引导。
（3）政府出台相关产业政策引导企业淘汰落后产能，集中进行设备的节能环保改造，使企业能耗下降，环保达标，走低碳环保、节能减排之路。

6 结语
发展低碳经济，一方面是积极承担环境保护责任，完成国家节能降耗指标的要求；另一方面是调整经济结构，提高能源利用效益，发展新兴工业，建设生态文明。防水企业应审时度势，主动出击，努力创新，从各个方面发展低碳经济，大踏步向低碳经济迈进。