美国防水行业研究及对中国的启示

 
楼主   帖子创建时间:  2022-03-28 16:35 回复:0 关注量:43

 

一、美国防水市场需求特点



(一)美国防水市场以屋面防水为主



建筑防水材料是一种使建筑物具有防渗透、渗漏和侵蚀的材料,是建筑功能材料的 组成部分。建筑漏水和受潮不仅会给人们生活带来不便,还会缩短建筑物的寿命, 造成大量的财产损失甚至危及生命,强功能属性使得防水材料广泛应用于各类建筑、 公共设施与基建工程。我国目前防水材料最主要的应用场景是屋面和地下。



美国明确区分屋面防水和地下防水,两者不管在材料还是施工工艺上都有很大差异。 屋面暴露在大气中,使用的防水材料应具备优异的耐候性;而地下结构长期处于掩 埋状态,使用的防水材料应具备低吸水性和水蒸气渗透性。由于地下翻修困难,若 防水系统在建筑物寿命期内损坏,业主需要付出相当高昂的代价,因此美国法规要 求地下防水设计时与建筑物同寿命,并且对材料的要求更加严格;而当前美国防水 需求主要来自翻修需求(后文会分析),与建筑物同设计寿命的地下防水翻新需求 相对很小,美国目前防水市场以屋面防水为主。



(二)美国屋面防水分为商业屋面防水和住宅屋面防水,以商业屋面为主



根据《中国建筑防水》和美国屋面承包商协会(NRCA)的《屋面防水手册》,美国 屋面系统依照坡度分为低坡屋面系统(坡度小于14度)和陡坡屋面系统(坡度大于 等于14度)。低坡屋面系统包含保护层、防水层、保温层和隔汽层等结构,陡坡屋 面系统包含防水层(同时充当保护层)、屋面衬垫和保温层等结构,但两者主要功能 都是通过防水或泄水来保护建筑物。



美国人习惯把屋面防水按建筑类型(住宅与商业)分类,因此会将低坡屋面近似等 同于商业屋面、陡坡屋面近似等同于住宅屋面,我们会依此在后文统一表述。美国 住宅屋面(以独栋别墅为主)一般采用陡坡屋面系统,需要考虑美学功能,因此在材 料上会选择更美观的沥青瓦、石板或雪松木瓦等;而医院、学校、办公楼等工商业建 筑屋面和高层住宅楼、酒店、宿舍、公寓等主要使用低坡屋面系统,其建筑面积通常 更大,不适合用陡坡屋面,材料上会选择功能性更强的沥青类卷材或高分子卷材等。 由于低坡屋面系统使用的防水材料价格更高,安装使用的设备更专业,施工过程更 复杂,同时需要定期进行维护和检修,因此其整体造价相对陡坡屋面会更昂贵,低 坡屋面(商业屋面)市场是美国屋面防水主要市场(后文会有测算)。



值得注意的是,美国高层住宅楼、酒店、宿舍、公寓等建筑屋面均算在商业屋面口 径,因此国内的住宅屋面防水市场如果根据美国的分类,大部分是属于商业屋面防 水市场。



美国商业屋面系统主要分为单层屋面和叠层屋面两种结构。叠层屋面主要由沥青防 水层、多层板(包括胶合板、保温层、隔汽层等)和砾石组成,根据需要会使用数层 交替的沥青和多层板,顶部使用砾石铺面材料减少阳光伤害。单层屋面采用单层柔 性防水卷材,主要包括TPO、EPDM、PVC等高分子卷材,大部分环境下防水材料可 以直接外露、不需要额外的保护层。改性沥青卷材是以沥青为基础,通过添加聚合 物改善性能,多数情况下会使用2-3层,但有时也会单层应用。



单层屋面为当前主流选择,叠层屋面正逐步淘汰。单层屋面和叠层屋面防水性能都 很优秀,但单层屋面在耐候性和环保性上优势明显,更能经受复杂多变的气候考验。 安装价格两者接近,但是考虑到叠层屋面多层结构在翻修拆除时工程量大、人工成 本高,而美国防水需求又以翻修为主,因此价格上处于劣势。目前单层屋面是美国 商业屋面系统的主流选择,叠层屋面正逐步淘汰。



(三)美国屋面防水材料的演变



美国屋面防水材料的发展主要以下经历三个时期:



1. 早期沥青叠层屋面(1850s-1960s):美国1850s开始应用煤沥青叠层屋面(BUR), 当时煤沥青是钢铁生产过程中的副产品,煤沥青一直应用到1930s,直到原油炼制汽 油过程中的副产品石油沥青问世;由于汽油消费剧增以及美国人口的增长促进了建 筑业的繁荣,1940年起石油沥青比煤沥青得到了更普遍的应用;1960s以Carlisle为 代表的橡胶轮胎制造商研制出EPDM卷材,迅速在商业屋面中推广。



2. 从沥青到单层屋面卷材(1960s-1980s):1970s的石油危机致使沥青产品质量降 低,此时往沥青里加入聚合物改性,改性沥青作为BUR的改进产品开始登上历史舞 台;1980s美国从欧洲引进的PVC卷材早期防水性能并不理想,但为TPO作为单层屋 面材料打开了大门;随着美国国家环境保护局(EPA)规范和挥发性有机物(VOC) 规范的出台,叠层屋面在环保限制下应用大大减少。



3. 单层卷材开始占主导地位(1980s至今):优秀的耐候性和性价比使EPDM迅速 成为最流行的单层屋面系统,1980s-1990s是美国屋面市场的整顿和巩固时期,逐步 形成橡胶屋面以EPDM为主、热塑性屋面以PVC为主的局面。郊区化推动商场、学校 等商业建筑的新建需求,融合了EPDM和PVC优点的TPO在20世纪末加速对BUR和 改性沥青卷材的替代;住宅屋面在21世纪以前绝大部分采用沥青瓦,但21世纪初金 属屋面异军突起,短时间内抢占了25%-35%的份额,沥青瓦下降至45%-55%,但此 后稳定保持这个比例,仍是住宅屋面主要的防水材料。


    

 
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