陈春荣1,2，杨 悦1,2
(1.上海东方雨虹防水技术有限责任公司,上海 200333；2.上海东方雨虹防水工程有限公司,上海 200333)
摘要：通过分析 T/SHHI000039-2022《绿色低碳建材技术要求 防水卷材》的技术要求，从生产、施工以及后期回收利用等方面阐述防水卷材实现绿色低碳的有效途径，为建筑业实现“双碳”节能、环保等目标提供思路。
关键词：沥青防水卷材；高分子防水卷材；绿色低碳；卷材回收利用
2020年9月22日，在第75届联合国大会一般性辩论中，中国首次提出了“双碳”目标：中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。此后“双碳”成为国策，也成为近年中国社会的高频词汇[1]。
建筑业作为中国的支柱性产业之一，发展绿色建筑是落实“双碳”政策的必要途径，而绿色建材是低碳建筑发展的前提条件和材料支撑。绿色建材与普通建材相比，具有对天然资源消耗少、对生态环境影响小的特点。绿色建材的“绿色”，主要体现在材料的生命周期内，前期生产时能源消耗低、碳排放少、消纳更多固体废弃物，中期使用时环保安全，后期处理时方便循环回收利用。
为了促进绿色建材的发展，2021年10月26日，国务院《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》（国发〔2021〕23号）指出，要加快推进绿色建材产品认证和应用推广，加强新型胶凝材料、低碳混凝土、木竹建材等低碳建材产品研发应用；推进城乡建设绿色低碳转型，推广绿色低碳建材和绿色建造方式；完善绿色低碳技术和产品检测、评估、认证体系；大力发展绿色消费，推广绿色低碳产品，完善绿色产品认证与标识制度；提升绿色产品在政府采购中的比例。
在绿色可持续的大背景下，《绿色建材评价 防水卷材》《绿色建材评价 建筑门窗及配件》《绿色建材评价 建筑幕墙》《绿色建材评价 钢结构房屋用钢构件》等中国工程建设协会标准相继发布。为了完善绿色防水卷材的规范标准，2022年上海市化学建材行业协会发布了团体标准T/SHHJ000039—2022《绿色低碳建材技术要求 防水卷材》和T/SHHJ000040—2020《绿色低碳建材技术要求 防水涂料》。本文将对T/SHHJ000039—2022《绿色低碳建材技术要求 防水卷材》的性能要求作一分析，并从生产、施工以及后期回收利用等方面探讨防水卷材实现绿色低碳的有效途径，与大家交流。
01、绿色低碳防水卷材技术要求
T/SHHJ000039—2022涵盖的防水卷材有两大类，一类是改性沥青防水卷材（以下简称沥青卷材），另一类是合成高分子防水卷材（以下简称高分子卷材）。标准规定了绿色低碳防水卷材的术语和定义、技术要求、取样和检验、判定方法。
1.1 生产要求
防水卷材低碳绿色生产的总体要求，包括：防水企业应建立完整的材料采购和使用台账；不应使用国家和有关部门淘汰或禁止的技术、工艺及装备；不应生产国家和有关部门淘汰或禁止的纸胎油毡、二次加热复合成型工艺的聚乙烯丙纶防水卷材、改性焦油防水卷材等产品；采取措施减少产品生产过程中的碳排放，记录相应的碳记录。
1.2 性能要求
沥青类防水卷材与高分子类防水卷材在性能要求上有明显区别。
1.2.1 沥青卷材
沥青卷材性能指标要求主要体现在不透水性和热老化后的力学性能两方面。现行标准（国标）对于不透水性的最高要求是0.3 MPa、120 min不透水，而SHHJ000039—2022中的要求是0.4 MPa、120 min不透水，表明绿色低碳防水卷材对卷材的抗渗性能要求更高，即绿色防水卷材的寿命要求更长。
热老化（热空气老化）后的力学性能指标要求包括：拉力保持率、延伸率（伸长率）保持率，沥青卷材在国标中上述指标要求均为≥80%。防水卷材的力学性能，宏观上可以理解为高温条件下防水层对基层收缩变形和开裂的适应能力。一般防水层推荐紧贴结构施工，混凝土可能发生沉降收缩、碳化收缩、干燥收缩等裂缝现象，这时需要防水卷材有一定的拉力、延伸率来抵御基层形变，避免卷材被牵拉破坏、失去防水效果。T/SHHJ000039—2022将热老化后的力学性能指标提升到了≥90%，意味着绿色低碳防水卷材对基层变形的抵御能力更强。
总的来说，T/SHHJ000039—2022与国标相应指标相比，对沥青类防水卷材有着更高的要求（表1）。
表1 沥青防水卷材要求
1.2.2 高分子卷材
高分子卷材性能要求主要体现在热老化后的力学性能要求、人工加速老化和人工气候老化三个方面。热老化后的力学性能包括：最大拉力（拉伸强度）保持率、拉伸强度保持率、拉力保持率和伸长率保持率。国标中最大拉力（拉伸强度）保持率和拉力保持率指标为≥90%，拉伸强度保持率和伸长率保持率指标为≥80%。T/SHHJ000039—2022对力学性能要求均提高到了≥90%；对于人工气候老化指标，该标准将国标的≥80%/≥70%提高至≥90%。
与沥青类防水卷材一样，总体来说，与国标相应指标相比，T/SHHJ000039—2022对高分子防水卷材同样有着更高的要求（表2）。
表2 高分子防水卷材要求
绿色低碳防水卷材主要是通过增强卷材本体的耐老化能力、改善卷材膜基或胎体性能来增加其使用寿命的，同时其低温柔度和搭接密封性能也得到改善。综上所述，绿色低碳防水卷材具有更优异的耐老化性和力学性能，具有更长的使用寿命。
02、防水卷材实现绿色低碳的若干手段
2.1 生产阶段
防水卷材生产阶段的绿色低碳，主要体现在原材料质量、生产工艺和能量收回上。以沥青卷材为例，沥青卷材主要原材料是石油沥青，不宜选择低标号沥青，优选90#以上重交石油沥青，减少二氧化碳等物质排放，降低加热温度，节省能耗，提高产品整体质量。改性剂不应采用胶粉、机油替代，胶粉和机油生产时排放气味较大，加热温度高能耗大，并且影响材料质量。胎基布宜选用长丝聚酯胎、玻纤-聚酯胎等力学性能优异的胎基布，不采用力学性能差的涤棉等材料，避免影响卷材的使用寿命。
传统的沥青卷材生产过程中，常采用燃煤锅炉获得能量，这一过程会产生大量的烟尘，这些烟尘是导致PM10和PM2.5产生的一大来源，对环境和人的身体健康会产生较大影响，不符合绿色要求。采用清洁能源，如高燃烧值的燃气，配以节能锅炉，能极大降低能耗和烟气排放。另外采用RTO蓄热式焚烧烟气处理工艺，可以将烟气中的有害物质VOCS经过处理变成无害的物质进行排放，并且将过程中产生的热量进行回收，与传统的固定式RTO相比可以大大降低有害物质排放，还可进行二次余热回收、降低能耗。
以上种种举措，可以帮助沥青卷材实现生产过程中的低碳节能环保绿色目标。
2.2 施工阶段
生产出的卷材都需进行现场施工，所以要发展绿色低碳防水卷材，就必须考虑卷材的施工性能。在此以东方雨虹的“太空堡”SBS改性沥青防水卷材和增强型热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材为考察对象，作一阐述。
不少防水施工项目，都要经历夏季持续的高温以及露天施工作业环境，这对屋面上作业的工人都是一大考验。改性沥青防水卷材是以胎基布为“骨架”、改性沥青为“肌肉”、表面材料为“外衣”组成的片状卷曲材料；“太空堡”SBS改性沥青防水卷材相比较普通改性沥青卷材，上表面选用的是新型聚乙烯膜，其采用了抗辐射技术，可以有效反射30%的光，赋予卷材吸热少、表面升温低的特性，降低屋面表面温度，大幅延长卷材可外露施工时间。
实验结果表明，在35 ℃室外环境中，经阳光曝晒1 h后，“太空堡”SBS改性沥青防水卷材表面温度低于常规产品20 ℃以上。因此，采用该卷材，夏季施工时能有效防止防水作业工人中暑，防水材料因为高温而软化、PE膜粉化、寿命衰减等情况也会大大改善，同时可以延长夏季施工作业时间。此外，防水卷材如果采用机械自动铺设机，还可以大幅度提高施工效率和施工质量，降低劳动强度，减少安全隐患[2]。
东方雨虹的增强型TPO合成高分子防水卷材，是第三代高分子防水卷材，结合了EPDM的超强耐候性和PVC的可焊接性能，外露使用年限可达30年以上。产品采用“三明治”构造设计，“夹心层”是增强织物，增强织物的上下分别为TPO树脂面层与TPO树脂底层，而在TPO树脂面层上面还有一层易洁层。生产时采用物理压合方式形成一体，无胶粘剂与增塑剂成分，绿色环保，是当下金属光伏屋面最适合的防水材料之一。屋面的渗漏问题在安装光伏电站后无法维修，故在新建时选择防水材料应首选考虑卷材的外露使用年限。增强型TPO卷材能够为光伏建筑屋面提供更持久安全的保护，真正做到建筑物、光伏和屋面围护系统三者同寿命。
好材料还需好施工，通过施工保证材料发挥出最佳性能也是绿色产品应用中的重要环节。因此，绿色低碳卷材在提高防水卷材性能的同时，关注卷材现场施工的可操作性。防水卷材采用机械化施工，可以大幅度提高施工效率和施工质量，降低劳动强度，减少安全隐患。
2.3 后期回收利用
沥青类与高分子类防水卷材都是基于石化原材料的防水材料，而石化产品都是资源有限型产品，能否回收利用是绿色低碳的重要方面。以增强型TPO防水卷材为例，其主体材料TPO由聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和乙丙橡胶（EPR）共混反应所得，不含增塑剂和任何有害物质，加工和使用过程中所产生的边角料和废料均可以回收[3]，回收利用率超过90%，体现了产品较好的全周期寿命特性。因此，从回收利用角度看，TPO卷材的绿色低碳表现是所有防水卷材中最突出的。
03、结语
在双碳绿色政策的大环境下，绿色低碳建材是建材行业的发展方向。将提高产品的耐久性能、绿色低碳指数与成本相结合，是企业今后产品开发与生产转型首先需要考虑的问题。同时，在政府采购工程中，供应商也应积极向招标人推广可循环利用建材、高强度高耐久建材、绿色部品部件、绿色装饰装修材料、节水节能建材等绿色建材产品，提高绿色建材的渗透率。
目前全文强条《建筑与市政防水通用规范》（GB 55030—2022）标准已发布，基本规定中首次明确规定了各类防水工程的防水设计工作年限，这给绿色低碳防水卷材的发展带来了非常好的契机。机会面前人人平等，还需要防水材料制造企业自身谋求创新发展，致力于提高防水卷材的绿色化，提高绿色防水卷材的渗透率，为行业发展与绿色建材事业作出更大贡献。
参考文献：
[1] 夏晴晴.基于“双碳”目标下的零碳建筑相关思考[J].行业聚焦，2022（19）:23-25.
[2] 朱志远，余奕帆，曹良.绿色防水材料及其评价[J].中国建筑防水，2015（18）:4-9.
[3] 杨胜.TPO防水卷材原料及其配方的研究[J].中国建筑防水，2010（S1）:67-72.
陈春荣，男，1983年生，一级建造师， 高级工程师，东方雨虹华东公司总工，主要从事建筑防水设计、施工、服务、标准等技术支持工作。
原文刊载于《中国建筑防水》2023年第2期。
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