國內(nèi)建筑防水行業(yè)施工方式的變革研究

丁春花 龐正其 夏 琴 潘文亮

《中國建筑防水》雜志社 江蘇 蘇州 215008

近年來，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展、科技水平的提高和人們思想觀念的改變，處于勞務(wù)成本上升、勞動力資源稀缺影響下的建筑防水行業(yè)，傳統(tǒng)以人工為主的施工方式正經(jīng)歷變革，開始越來越多地采用專業(yè)化設(shè)備和工具。建筑防水施工領(lǐng)域的機械化、自動化、智能化正在興起，并且發(fā)展速度出人意料，在各個環(huán)節(jié)都有創(chuàng)新科技的滲透：智能化施工機器人、機械噴涂施工設(shè)備、各式各樣的高分子預(yù)制件、輔助施工工具等。各種節(jié)省人工、提高施工效率的設(shè)備、機具和配套件正在以比人們想象得更快的速度，進入建筑防水領(lǐng)域。

1 防水卷材自動化攤鋪設(shè)備

根據(jù)《中國建筑防水》雜志社開展的“全國防水材料工程應(yīng)用調(diào)查”結(jié)果[1]，國內(nèi)建筑防水工程中應(yīng)用量最大的防水材料是改性瀝青防水卷材。改性瀝青防水卷材傳統(tǒng)的施工方法主要為熱熔法。為保證接縫的搭接效果，通常要求將瀝青熔化并在邊緣部位擠出1～2 cm，以保證密封效果和避免卷材端部胎基的芯吸效應(yīng)。熱熔法施工極度依賴人工作業(yè)，工人的技術(shù)水平直接影響卷材的鋪設(shè)質(zhì)量，進而影響防水質(zhì)量和施工進度。要進一步提高改性瀝青防水卷材的施工效率和防水質(zhì)量，除了標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化培養(yǎng)熟練的操作工人外，采用機械化、自動化、智能化施工才是解決問題的關(guān)鍵。

索普瑞瑪公司最早將自動化卷材攤鋪設(shè)備帶入中國，其在中國第一次亮相的項目——北京動物園路道橋防水項目是北京市重點工程，同時也是2008年北京奧運會的配套項目之一。該項目采用了長200 m的Antirock H橋梁專用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性瀝青防水卷材和Macaden全自動卷材鋪設(shè)機[2]。在該工程中，除了道路兩側(cè)不超過1 m范圍內(nèi)因操作面、構(gòu)造及空間尺寸等因素只能采用人工鋪設(shè)外，其余部分全部采用了索普瑞瑪公司專利設(shè)備Macaden全自動卷材鋪設(shè)機進行鋪設(shè)。Macaden卷材鋪設(shè)機（圖1）以丙烷為燃料，可通過面板上方的電子顯示屏及按鈕控制其速度、溫度、自動或手動操作模式等運行狀態(tài)，配備的2套加熱系統(tǒng)可以用于加熱卷材和涂刷了基層處理劑的混凝土基面，既能保證卷材加熱恒溫、熔融瀝青寬度一致、密封嚴密，又能保證卷材和基層的持久黏結(jié)，而且自動化施工效率高，24 h最大施工能力可達5 000 m2。

圖1 Macaden卷材鋪設(shè)機

國內(nèi)防水企業(yè)中，東方雨虹公司較早開始研究熱熔型改性瀝青防水卷材的機械化作業(yè)，并于2003年、2008年的第一、第二階段實現(xiàn)了熱熔施工半機械化和機械控制行走、自動攤鋪、均勻熱熔；2012年再次啟動第三階段機械化作業(yè)，以節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟并實現(xiàn)智能控制為主要目的[3]。直到2018年的防水展上，才隆重推出智能型熱熔卷材施工裝備——“虹人”ZANDRA坦途、SPANKER騎行者兩款新產(chǎn)品（圖2），并在“預(yù)見未來——全產(chǎn)業(yè)鏈新品發(fā)布會”“建筑防水施工技術(shù)研討會”及“國際大型現(xiàn)場施工演示”等環(huán)節(jié)高調(diào)亮相。

圖2 東方雨虹的ZANDRA坦途和SPANKER騎行者

坦途是防水卷材施工的自動熱熔攤鋪設(shè)備，能夠通過控制器對各部件實現(xiàn)智能控制。該產(chǎn)品現(xiàn)已申請40余項自主知識產(chǎn)權(quán)。坦途攤鋪車體主要由自動攤鋪系統(tǒng)、高效預(yù)混加熱系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)三大部分和自動行走系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、熱能循環(huán)系統(tǒng)、壓實系統(tǒng)、防護系統(tǒng)、防爆系統(tǒng)六大系統(tǒng)構(gòu)成[3]，通過智能控制，使卷材烘烤不過度、不欠缺，壓實工序有條不紊，彈性壓板可以適應(yīng)任何基層。此臺設(shè)備效率也很高，原本需要10名工人、8 h才能完成的1 000 m2卷材鋪設(shè)任務(wù)，坦途攤鋪車僅需3名工人、5 h即可完成，同時能源消耗僅為人工作業(yè)的1/8，相同工作量下成本僅為人工作業(yè)的1/4。坦途攤鋪車已在北京大興國際機場等項目中得到了成功應(yīng)用，受到廣泛認可。

但目前為止，國內(nèi)的卷材施工大部分還是依靠工人手工操作，卷材自動化攤鋪設(shè)備仍未成為主流。

2 機械化噴涂設(shè)備

國外在20世紀70年代就已經(jīng)普遍采用機械化施工方式代替人工手工作業(yè)。目前，國外涂料類的施工，95%以上是采用機械化施工的。2008年開始的高速鐵路大規(guī)模建設(shè)時期，是中國建筑防水行業(yè)第一次大規(guī)模使用專業(yè)化、機械化噴涂設(shè)備。不過，當(dāng)時很多防水企業(yè)采用專業(yè)化噴涂設(shè)備只是針對高鐵項目和聚脲防水涂料的應(yīng)用，是形勢所迫（主要是趕工期），并非主動接受機械化施工的先進理念[4]。但是，從手工涂刷防水涂料轉(zhuǎn)向機械化噴涂，優(yōu)勢非常明顯：機械化噴涂不僅可提高施工效率和涂料施工質(zhì)量，還可以降低施工成本和勞動強度。這在未來的防水市場競爭中是非常重要的。

東方雨虹公司2010年就開始和美國固瑞克公司合作研究傳統(tǒng)防水涂料的機械化施工。2014年，為中國建筑防水市場量身定制的防水涂料噴涂設(shè)備Z45誕生（圖3），在經(jīng)過設(shè)備配置和施工工藝的完善后，Z45基本可以噴涂施工中國市場上90%以上主流的防水涂料產(chǎn)品，包括丙烯酸、JS（聚合物水泥）、單組分聚氨酯、非固化橡膠瀝青、乳化瀝青等。同時，所有上述涂料的施工效率保持在雙人每天8 h作業(yè)1 500 m2的水平上，按照每人每天300元的人工費用測算，每平方米施工的人工成本約為0.40元，而且施工速度和質(zhì)量大大提高，滲漏率可大幅降低[5]。

圖3 Z45及其噴涂測試

北京飛涂科技有限公司2018年推出了FT系列噴涂設(shè)備，適用于噴涂JS、聚氨酯、丙烯酸、金屬屋面用防水涂料等。其中，F(xiàn)T-905為小型電力驅(qū)動噴涂機，體積小、移動方便，適用于小型的衛(wèi)生間、廚房等小面積工程；FT-910為電動引擎驅(qū)動高壓無氣噴涂機，噪聲小，適用于中小型面積工程；FT-920為汽油機引擎驅(qū)動高壓無氣噴涂機，不受電力限制，功率強勁，適用于大中型住宅、商業(yè)涂裝工程、橋梁隧道； FT-940為汽油驅(qū)動超大型高壓無氣噴涂機，適用于大型屋頂、橋梁、隧道、人防工程等超大面積施工。

北方創(chuàng)信近幾年也相繼推出了噴涂速凝橡膠瀝青防水涂料的輕型系列噴涂設(shè)備。該設(shè)備系列共有7款產(chǎn)品，最輕的設(shè)備只有20 kg，約為目前市場上常見噴涂設(shè)備質(zhì)量的1/4，讓施工更加省力、便捷、高效。這7款設(shè)備分別適用于大面積工程、中小型工程、實驗室、家裝等領(lǐng)域。

此外，藍翎環(huán)科、盤錦禹王、上海臺安、深圳藍盾、遼寧大禹、山東宇虹、遼寧女媧、開來等公司也紛紛推出可噴涂施工的非固化橡膠瀝青防水涂料及其噴涂設(shè)備。

隨著國內(nèi)勞務(wù)成本上升，在防水領(lǐng)軍企業(yè)的帶動作用下，防水涂料的施工越來越多地采用機械化噴涂操作；相關(guān)行業(yè)組織也鼓勵機械化噴涂施工，并將其納入了行業(yè)技能培訓(xùn)和行業(yè)職業(yè)技能大賽。隨著防水涂料機械化施工率的提高，防水涂料的施工質(zhì)量也會同步提升，防水涂料市場也將越來越規(guī)范化。

3 高分子預(yù)制件

在建筑防水施工現(xiàn)場一般都存在較多節(jié)點，而節(jié)點的處理通常都依賴人工操作。由于工人操作水平和施工基層條件的不穩(wěn)定，故常常會影響防水系統(tǒng)的質(zhì)量，帶來滲漏隱患。工廠化預(yù)制是提高施工效率、增加效益和拓展、發(fā)展空間的重要載體，采用工廠化預(yù)制施工多為自動、半自動作業(yè)，人為因素少、施工質(zhì)量高，勞動強度低、工作效率高。目前在建筑防水領(lǐng)域，高分子卷材產(chǎn)品預(yù)制件的開發(fā)和應(yīng)用比例正逐年上升。

天津濱海澳泰引進國際先進的產(chǎn)品安裝系統(tǒng)和應(yīng)用技術(shù)，研發(fā)形成了以落水、排汽、緊固、細部處理等預(yù)制件為重要組成部分的高分子防水卷材施工配套系統(tǒng)[6]，在落水口、陰陽角、穿出管件等異形部位的防水處理時采用預(yù)制件（圖4、圖5），既可簡化節(jié)點處理，又能與大面卷材形成整體，確保防水質(zhì)量。

圖4 節(jié)點預(yù)制系統(tǒng)

圖5 集成式落水口及其安裝

西卡滲耐不斷完善PVC（聚氯乙烯）屋面系統(tǒng)，開發(fā)了兩大類PVC屋面配套預(yù)制件[7]：一類可對屋面起到保護和美化作用，包括步道板、避雷支座、裝飾條、預(yù)制落水口等，可通過熱風(fēng)焊接工藝施工，不會破壞原有屋面卷材；另一類是受力構(gòu)件，如抗拉構(gòu)件、抗壓構(gòu)件，施工時需要局部細微破壞原有屋面卷材，但預(yù)留了補救措施，安裝完成后可熱風(fēng)焊接密封，防止產(chǎn)生滲漏。

優(yōu)爾金屬為單層屋面太陽能系統(tǒng)的安裝研發(fā)了種類眾多的高分子預(yù)制件[8]，如各類固定系統(tǒng)、落水系統(tǒng)、支架系統(tǒng)和安全防護系統(tǒng)等，大大減少了現(xiàn)場施工強度，提高了施工效率和施工質(zhì)量，還可以實現(xiàn)無穿孔安裝。除丹麥、瑞典、英國、法國、德國外，上述預(yù)制件也在國內(nèi)工程中得到了應(yīng)用，屋面外觀、防水性能和太陽能系統(tǒng)的實用效果都令人滿意。

4 輔助施工工具

除了相對大型的智能化施工機器人、機械噴涂施工設(shè)備外，以焊接機、手持焊槍、打釘機為主的輔助施工工具也在建筑防水施工，特別是高分子卷材的施工中發(fā)揮著重要的作用。“工欲善其事，必先利其器”，高效的輔助施工工具也是施工質(zhì)量的有力保障。國內(nèi)的輔助施工工具市場曾經(jīng)一度被美國OMG公司、萊丹等國外公司占領(lǐng)，近年來，國內(nèi)企業(yè)也紛紛加入了“分蛋糕”的行列，并從高分子卷材施工領(lǐng)域延伸到了改性瀝青卷材施工領(lǐng)域。

東方雨虹公司的騎行者（SPANKER）是專門用于防水卷材搭接邊施工的小型自動熱熔焊接設(shè)備，能夠通過控制器對各部件實現(xiàn)智能控制，施工速度高達7 m/min，2 000 m2的工程項目1 d就可以完工。

上海慧弢專注于屋面系統(tǒng)施工配套件與施工工具，其自動焊接設(shè)備技術(shù)先進、操作方便。如UNIROOF AT/ST屋頂自動焊接設(shè)備，輕便、靈活，對現(xiàn)場電源要求低，可靠近女兒墻或在女兒墻上進行焊接，除可焊接PVC和TPO（熱塑性聚烯烴）卷材外，經(jīng)過適當(dāng)改裝，還可焊接改性瀝青卷材；Isoweld 3000無穿孔機械固定設(shè)備，可焊接EPDM（三元乙丙橡膠）單層屋面卷材。

福州萊斯特在2018年防水展會上展出了一系列屋面防水卷材焊接機，其中LST-WP2焊接機采用熱風(fēng)加熱技術(shù)、智能控制系統(tǒng)、壓合輪和導(dǎo)向定位系統(tǒng)，焊接快、效果好，適用于SBS改性瀝青防水卷材的屋面防水焊接施工。

5 結(jié)語

從工業(yè)革命開始，每一次新工具和新技術(shù)的出現(xiàn)都會創(chuàng)造出新的發(fā)展機會。目前中國的建筑防水行業(yè)已開始進入智造時代，防水企業(yè)只有不斷提高創(chuàng)新意識，從傳統(tǒng)的工人思維向工匠精神轉(zhuǎn)變，利用專業(yè)化設(shè)備和工具，將傳統(tǒng)的依靠人力的施工方式向機械化、自動化、智能化方向轉(zhuǎn)變，才能與時俱進、把握先機，從而在建筑防水行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新時代中立于不敗之地。

[1] 中國建筑防水雜志社.2008年度全國防水材料工程應(yīng)用調(diào)查報告 [J].中國建筑防水,2009(10):2-10.

[2] 辛永剛,賈友柱,裴立盈.全自動卷材鋪設(shè)機在高架橋防水工程中的 應(yīng)用[J].中國建筑防水,2008(2):31-34.

[3] 林海俠,王新.智能型熱熔防水卷材攤鋪設(shè)備簡介[J].中國建筑防 水,2018(16):35-37.

[4] 莊敬.機械化噴涂施工:防水涂料施工技術(shù)發(fā)展之大趨勢[J].中國建 筑防水,2013(14):9-13.

[5] 莊敬.新常態(tài)下防水涂料機械化噴涂施工面臨發(fā)展新機遇[J].中國 建筑防水,2015(24):3-6,10.

[6] 張鋒.從高分子卷材的施工配套論系統(tǒng)理念在屋面工程中的重要 性[J].中國建筑防水,2016(3):11-15.

[7] 楊淵. PVC屋面系統(tǒng)專用配件體系及其應(yīng)用探討[J].中國建筑防水, 2019(8):22-24,27.

[8] 王文超,馬丁·湯姆森.TPO/PVC單層柔性卷材屋面太陽能系統(tǒng)安裝 解決方案[J].中國建筑防水,2017(15):10-14.