国内建筑防水行业施工方式的变革研究

2020-03-01丁春花庞正其潘文亮

建筑施工 2020年9期

丁春花庞正其夏琴潘文亮

《中国建筑防水》杂志社江苏苏州 215008

近年来，随着国家经济的发展、科技水平的提高和人们思想观念的改变，处于劳务成本上升、劳动力资源稀缺影响下的建筑防水行业，传统以人工为主的施工方式正经历变革，开始越来越多地采用专业化设备和工具。建筑防水施工领域的机械化、自动化、智能化正在兴起，并且发展速度出人意料，在各个环节都有创新科技的渗透：智能化施工机器人、机械喷涂施工设备、各式各样的高分子预制件、辅助施工工具等。各种节省人工、提高施工效率的设备、机具和配套件正在以比人们想象得更快的速度，进入建筑防水领域。

1 防水卷材自动化摊铺设备

根据《中国建筑防水》杂志社开展的“全国防水材料工程应用调查”结果[1]，国内建筑防水工程中应用量最大的防水材料是改性沥青防水卷材。改性沥青防水卷材传统的施工方法主要为热熔法。为保证接缝的搭接效果，通常要求将沥青熔化并在边缘部位挤出1～2 cm，以保证密封效果和避免卷材端部胎基的芯吸效应。热熔法施工极度依赖人工作业，工人的技术水平直接影响卷材的铺设质量，进而影响防水质量和施工进度。要进一步提高改性沥青防水卷材的施工效率和防水质量，除了标准化、系统化培养熟练的操作工人外，采用机械化、自动化、智能化施工才是解决问题的关键。

索普瑞玛公司最早将自动化卷材摊铺设备带入中国，其在中国第一次亮相的项目——北京动物园路道桥防水项目是北京市重点工程，同时也是2008年北京奥运会的配套项目之一。该项目采用了长200 m的Antirock H桥梁专用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性沥青防水卷材和Macaden全自动卷材铺设机[2]。在该工程中，除了道路两侧不超过1 m范围内因操作面、构造及空间尺寸等因素只能采用人工铺设外，其余部分全部采用了索普瑞玛公司专利设备Macaden全自动卷材铺设机进行铺设。Macaden卷材铺设机（图1）以丙烷为燃料，可通过面板上方的电子显示屏及按钮控制其速度、温度、自动或手动操作模式等运行状态，配备的2套加热系统可以用于加热卷材和涂刷了基层处理剂的混凝土基面，既能保证卷材加热恒温、熔融沥青宽度一致、密封严密，又能保证卷材和基层的持久黏结，而且自动化施工效率高，24 h最大施工能力可达5 000 m2。

图1 Macaden卷材铺设机

国内防水企业中，东方雨虹公司较早开始研究热熔型改性沥青防水卷材的机械化作业，并于2003年、2008年的第一、第二阶段实现了热熔施工半机械化和机械控制行走、自动摊铺、均匀热熔；2012年再次启动第三阶段机械化作业，以节能、环保、经济并实现智能控制为主要目的[3]。直到2018年的防水展上，才隆重推出智能型热熔卷材施工装备——“虹人”ZANDRA坦途、SPANKER骑行者两款新产品（图2），并在“预见未来——全产业链新品发布会”“建筑防水施工技术研讨会”及“国际大型现场施工演示”等环节高调亮相。

图2 东方雨虹的ZANDRA坦途和SPANKER骑行者

坦途是防水卷材施工的自动热熔摊铺设备，能够通过控制器对各部件实现智能控制。该产品现已申请40余项自主知识产权。坦途摊铺车体主要由自动摊铺系统、高效预混加热系统、智能控制系统三大部分和自动行走系统、燃烧系统、热能循环系统、压实系统、防护系统、防爆系统六大系统构成[3]，通过智能控制，使卷材烘烤不过度、不欠缺，压实工序有条不紊，弹性压板可以适应任何基层。此台设备效率也很高，原本需要10名工人、8 h才能完成的1 000 m2卷材铺设任务，坦途摊铺车仅需3名工人、5 h即可完成，同时能源消耗仅为人工作业的1/8，相同工作量下成本仅为人工作业的1/4。坦途摊铺车已在北京大兴国际机场等项目中得到了成功应用，受到广泛认可。

但目前为止，国内的卷材施工大部分还是依靠工人手工操作，卷材自动化摊铺设备仍未成为主流。

2 机械化喷涂设备

国外在20世纪70年代就已经普遍采用机械化施工方式代替人工手工作业。目前，国外涂料类的施工，95%以上是采用机械化施工的。2008年开始的高速铁路大规模建设时期，是中国建筑防水行业第一次大规模使用专业化、机械化喷涂设备。不过，当时很多防水企业采用专业化喷涂设备只是针对高铁项目和聚脲防水涂料的应用，是形势所迫（主要是赶工期），并非主动接受机械化施工的先进理念[4]。但是，从手工涂刷防水涂料转向机械化喷涂，优势非常明显：机械化喷涂不仅可提高施工效率和涂料施工质量，还可以降低施工成本和劳动强度。这在未来的防水市场竞争中是非常重要的。

东方雨虹公司2010年就开始和美国固瑞克公司合作研究传统防水涂料的机械化施工。2014年，为中国建筑防水市场量身定制的防水涂料喷涂设备Z45诞生（图3），在经过设备配置和施工工艺的完善后，Z45基本可以喷涂施工中国市场上90%以上主流的防水涂料产品，包括丙烯酸、JS（聚合物水泥）、单组分聚氨酯、非固化橡胶沥青、乳化沥青等。同时，所有上述涂料的施工效率保持在双人每天8 h作业1 500 m2的水平上，按照每人每天300元的人工费用测算，每平方米施工的人工成本约为0.40元，而且施工速度和质量大大提高，渗漏率可大幅降低[5]。

图3 Z45及其喷涂测试

北京飞涂科技有限公司2018年推出了FT系列喷涂设备，适用于喷涂JS、聚氨酯、丙烯酸、金属屋面用防水涂料等。其中，FT-905为小型电力驱动喷涂机，体积小、移动方便，适用于小型的卫生间、厨房等小面积工程；FT-910为电动引擎驱动高压无气喷涂机，噪声小，适用于中小型面积工程；FT-920为汽油机引擎驱动高压无气喷涂机，不受电力限制，功率强劲，适用于大中型住宅、商业涂装工程、桥梁隧道； FT-940为汽油驱动超大型高压无气喷涂机，适用于大型屋顶、桥梁、隧道、人防工程等超大面积施工。

北方创信近几年也相继推出了喷涂速凝橡胶沥青防水涂料的轻型系列喷涂设备。该设备系列共有7款产品，最轻的设备只有20 kg，约为目前市场上常见喷涂设备质量的1/4，让施工更加省力、便捷、高效。这7款设备分别适用于大面积工程、中小型工程、实验室、家装等领域。

此外，蓝翎环科、盘锦禹王、上海台安、深圳蓝盾、辽宁大禹、山东宇虹、辽宁女娲、开来等公司也纷纷推出可喷涂施工的非固化橡胶沥青防水涂料及其喷涂设备。

随着国内劳务成本上升，在防水领军企业的带动作用下，防水涂料的施工越来越多地采用机械化喷涂操作；相关行业组织也鼓励机械化喷涂施工，并将其纳入了行业技能培训和行业职业技能大赛。随着防水涂料机械化施工率的提高，防水涂料的施工质量也会同步提升，防水涂料市场也将越来越规范化。

3 高分子预制件

在建筑防水施工现场一般都存在较多节点，而节点的处理通常都依赖人工操作。由于工人操作水平和施工基层条件的不稳定，故常常会影响防水系统的质量，带来渗漏隐患。工厂化预制是提高施工效率、增加效益和拓展、发展空间的重要载体，采用工厂化预制施工多为自动、半自动作业，人为因素少、施工质量高，劳动强度低、工作效率高。目前在建筑防水领域，高分子卷材产品预制件的开发和应用比例正逐年上升。

天津滨海澳泰引进国际先进的产品安装系统和应用技术，研发形成了以落水、排汽、紧固、细部处理等预制件为重要组成部分的高分子防水卷材施工配套系统[6]，在落水口、阴阳角、穿出管件等异形部位的防水处理时采用预制件（图4、图5），既可简化节点处理，又能与大面卷材形成整体，确保防水质量。

图4 节点预制系统

图5 集成式落水口及其安装

西卡渗耐不断完善PVC（聚氯乙烯）屋面系统，开发了两大类PVC屋面配套预制件[7]：一类可对屋面起到保护和美化作用，包括步道板、避雷支座、装饰条、预制落水口等，可通过热风焊接工艺施工，不会破坏原有屋面卷材；另一类是受力构件，如抗拉构件、抗压构件，施工时需要局部细微破坏原有屋面卷材，但预留了补救措施，安装完成后可热风焊接密封，防止产生渗漏。

优尔金属为单层屋面太阳能系统的安装研发了种类众多的高分子预制件[8]，如各类固定系统、落水系统、支架系统和安全防护系统等，大大减少了现场施工强度，提高了施工效率和施工质量，还可以实现无穿孔安装。除丹麦、瑞典、英国、法国、德国外，上述预制件也在国内工程中得到了应用，屋面外观、防水性能和太阳能系统的实用效果都令人满意。

4 辅助施工工具

除了相对大型的智能化施工机器人、机械喷涂施工设备外，以焊接机、手持焊枪、打钉机为主的辅助施工工具也在建筑防水施工，特别是高分子卷材的施工中发挥着重要的作用。“工欲善其事，必先利其器”，高效的辅助施工工具也是施工质量的有力保障。国内的辅助施工工具市场曾经一度被美国OMG公司、莱丹等国外公司占领，近年来，国内企业也纷纷加入了“分蛋糕”的行列，并从高分子卷材施工领域延伸到了改性沥青卷材施工领域。

东方雨虹公司的骑行者（SPANKER）是专门用于防水卷材搭接边施工的小型自动热熔焊接设备，能够通过控制器对各部件实现智能控制，施工速度高达7 m/min，2 000 m2的工程项目1 d就可以完工。

上海慧弢专注于屋面系统施工配套件与施工工具，其自动焊接设备技术先进、操作方便。如UNIROOF AT/ST屋顶自动焊接设备，轻便、灵活，对现场电源要求低，可靠近女儿墙或在女儿墙上进行焊接，除可焊接PVC和TPO（热塑性聚烯烃）卷材外，经过适当改装，还可焊接改性沥青卷材；Isoweld 3000无穿孔机械固定设备，可焊接EPDM（三元乙丙橡胶）单层屋面卷材。

福州莱斯特在2018年防水展会上展出了一系列屋面防水卷材焊接机，其中LST-WP2焊接机采用热风加热技术、智能控制系统、压合轮和导向定位系统，焊接快、效果好，适用于SBS改性沥青防水卷材的屋面防水焊接施工。

5 结语

从工业革命开始，每一次新工具和新技术的出现都会创造出新的发展机会。目前中国的建筑防水行业已开始进入智造时代，防水企业只有不断提高创新意识，从传统的工人思维向工匠精神转变，利用专业化设备和工具，将传统的依靠人力的施工方式向机械化、自动化、智能化方向转变，才能与时俱进、把握先机，从而在建筑防水行业高质量发展的新时代中立于不败之地。