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