一、疊層瀝青系統

20世紀70年代以前的100多年間，世界各國均使用瀝青基疊層屋面和地下防水系統，以熱粘瀝青鋪設3～4層。從20世紀70年代末開始，疊層瀝青系統受到功能更好的各種聚合物基先進防水材料的沖擊，使用份額迅速下降。目前，歐洲的疊層屋面僅占7%左右，美國約占13%（新建）和18%（修理），日本約占16%，我國在屋面和地下防水中已很少使用疊層系統。

疊層屋面整體上雖呈下降的趨勢，但由于使用壽命長（30年以上），可靠性高，加之熱瀝青施工的環保化，預計近期內還不會被完全淘汰，在美、日等國仍會占有一定的比例。

坡屋面與平屋面的情況不同。在美國的坡屋面中，瀝青油氈瓦用量始終占壓倒優勢，2006年復合（2層或3層）瀝青瓦占55%，玻纖胎瀝青瓦占11%，金屬瓦占11%，紙胎瀝青瓦占3%，木瓦占2%，纖維水泥瓦占1%，其它占17%。

二、改性瀝青防水卷材

改性瀝青防水卷材已發展成為各國主要或重要的屋面防水材料。在歐洲改性瀝青卷材中占統治地位，年產量在2億m2以上，約占65%；在美國它是前幾年增長最快的屋面材料，現約占20%；在我國已成為使用最多的新型建筑防水材料，2005年使用量為1.3億m2，約占21%。

在改性劑方面，目前仍以SBS和APP為主，SBS使用最為廣泛，SEBS和TPO改性劑也開始應用，但用量有限。

在胎體方面，主要使用聚酯胎和玻纖胎，以聚酯氈使用最多，聚酯玻纖復合胎也有少量的應用。 改性瀝青防水卷材大量應用于屋面和地下防水，為穩定可靠起見，標準規定一般鋪2層。改性瀝青卷材還在種植屋面、橋梁防水、鐵道防水、與疊層屋面復合使用和保溫節能等方面得到應用。在種植屋面中，一般雙層鋪設，下層常有自粘或熱熔SBS防水卷材，面層則用加阻根劑的礦物粒面覆面SBS防水卷材。橋梁防水主要采用SBS和APP改性瀝青防水卷材，較少使用防水涂料，一般雙層鋪設，如丹麥的橋梁設計使用雙層4.5mm厚SBS改性瀝青卷材及15mm厚排水板，使用年限高達100年。法國Soprema公司的全自動卷材鋪設車及其配套的200m長橋面專用SBS防水卷材，以熱風加熱自動化焊接，已在歐洲和北美成功地使用了數十年。我國雖已使用APP和SBS卷材做道橋防水，但質量遠遜于國外。在國外，鐵道防水也有使用SBS改性瀝青卷材的報道，我國正在積極研究SBS改性瀝青防水卷材在鐵道防水中的應用。為了節能的需要，白色表面改性瀝青卷材開始問世，如美國Poly-glass公司的優質白色表面SBS和APP自粘屋面防水卷材，符合“能源之星”標準對陽光反射率的要求，GAF公司的發亮白色表面SBS和APP改性瀝青卷材，其反射率比標準白色涂料大（達75%），Soprema公司的白色SBS卷材上面已直接鋪貼光電薄膜。美國愈來愈多地將改性瀝青與疊層屋面復合使用，下面鋪2～3層玻纖胎氧化瀝青油氈，上面覆蓋以粒料覆面改性瀝青卷材，以同時發揮多層穩妥和SBS卷材彈性好的優點。

改性瀝青卷材的粘接方法主要有熱粘法、冷粘法、噴燈法、熱空氣接縫法和自粘卷材等。目前，使用最多的仍然是熱瀝青粘結法和噴燈熱熔法，但由于節能、環保和安全的要求愈來愈苛刻，這2種方法受到限制，而冷粘法、熱空氣接縫法、自粘接縫帶、自粘卷材法則方興未艾，前景看好。

熱粘法散發煙塵，污染環境，需要改善。對此，美國研制出叫Petroplasma的屋面瀝青，其抗下垂性提高，可在120oC（一般為260 oC）下施工，無燒傷、煙和異味。美國還推出一種在分子等級上起作用的氣味抑制劑，可包裹瀝青，阻止較輕石油分子蒸發，清除煙氣。在瀝青中加入專用聚合物，加熱時聚合物浮到表面，形成蒙皮層，制成低煙瀝青。日本開發的系列無煙瀝青可大幅度減少黑煙（僅為傳統瀝青的1/5），熔化溫度低（低20～50oC），刺激性氣味僅為傳統瀝青的1/5。

噴燈法既簡便又有效，是當前歐美主要或重要的粘接方法。但近年來噴燈施工引發火災的事故頻繁發生，限制噴燈使用的呼聲不斷高漲，噴燈的使用將呈現下降的趨勢。

冷粘法在美國、日本及歐洲已開始普遍使用。與熱瀝青相比，冷膠粘劑具有優越的粘接性，在雙層SBS屋面膜暴露20年和30年以后的熱老化試驗中，冷膠粘劑和噴燈施工膜均無破壞。

自粘改性瀝青卷材的興起是改性瀝青卷材發展中的一大亮點。它施工安全、快速，對環境友好，在國內外均獲得了快速的發展。自粘卷材有均質型、玻纖氈增強型和聚酯氈增強型等眾多品種，改性劑絕大多數使用SBS，但也有APP和TPO的。自粘卷材用途十分廣闊：（1）在屋面和地下防水中單獨或與普通改性瀝青復合使用；（2）作泛水使用；（3）用作坡屋面的墊層；（4）用作墻的隔氣層或防水層等。

三、高分子防水卷材

近年來，聚合物基的高分子防水卷材（不計改性瀝青防水卷材）有了較快的發展。在美國單層屋面增長最快，1979年占10%以下，1984年占25%，1987年占48%，2006年達到54%，從而成為屋面的主導材料。日本的單層片材防水占37%，多于瀝青防水。歐洲的單層聚合物片材約占24%，但增長速度高于改性瀝青。單層防水厚度一般在1.0～2.0mm，資源消耗大大低于瀝青基材料，由于石油短缺日漸嚴重，

隨著單層防水在材料和施工方面的技術進步，勢必獲得更快的增長。與瀝青基防水卷材一般多層鋪設不同，高分子防水卷材多是單層鋪設，根據使用部位和使用年限的不同，選用不同的厚度，選擇厚度在1.0～3.0mm。

單層防水用途廣泛，屋面、地下、隧道、鐵路、水池、垃圾填埋廠等均可使用。

單層防水的種類多種多樣，包括EPDM（三元乙丙橡膠）、PVC（聚氯乙烯），CPE（氯化聚乙烯）、氯丁橡膠、橡膠共混、CSPE（氯磺化聚乙烯）、EVA（乙烯乙酸乙烯酯），PE（聚乙烯）、ECB（乙烯共聚物瀝青）、丁基橡膠、OCB（烯烴共聚物瀝青）、PIB（聚異丁烯）等。各種片材的類型很多，主要有均質型、增強型、背襯層、自粘型。在屋面防水中，使用最多的是EPDM和PVC以及近來興起的TPO卷材，美國以EPDM為主，歐洲以PVC為主。在地下防水中，較多地使用PVC、丁基橡膠、EPDM卷材等。

1、 EPDM防水卷材

美國在發展EPDM防水卷材方面取得了驕人的成績。據測試，EPDM的耐熱性和耐紫外線性能名列第一，大大高于瀝青基卷材。10～26年間的EPDM屋面防水卷材仍然表現出優越的現場耐老化性。防水保證期有3個檔次，10年（1mm厚）、20年和30年（2.3mm厚）。產品品種包括均質型、增強型、背襯型、阻燃型、白/黑面等。增強型以機械固定方式鋪設。白/黑面產品的典型反射率高達80%。新推出的合成纖維背襯EPDM系統以噴涂低發泡聚酯粘結底面，產品寬度1.33～15.24m。為了保證片材的穩定性，美國標準規定，黑色產品的熱老化條件為116 oC下670h，比其他國家苛刻得多。

美國各大公司都有齊全的配套材料，足以保證這一不易粘接的卷材的施工質量，配套材料包括基層膠粘劑、拼接膠粘劑、拼接處理劑、縫中密封膠、接縫密封膠、壓敏泛水、固化泛化、非固化EPDM泛水、可澆注雙組分聚氨酯密封膠、單組分聚氨酯密封膠、各種接縫自粘膠粘帶和覆蓋帶、EPDM模制管密封件、壓敏管密封件、內外角、各種保溫板材、各種機械固定件等，不一而足。

正是由于上述材料和施工技術的進步，EPDM的10年維修費不斷降低，1993年僅占1%，到現在可以忽略不計。市場份額位居第1，在2006年的新建屋面中占22%，在修理屋面中占21%。

2、 PVC防水卷材

PVC防水卷材的歐洲使用最為成功的，近期雖受TPO的競爭，使用比例下降，但在單層屋面中的用量仍占53%左右。2006年在美國新建屋面中約占9%，在修理屋面中約占10%。日本的PVC防水卷材以前用量有限，但近年來由于地下使用量增加，產量超過橡膠片材，在2005年的片材防水中約占48%。

PVC防水卷材的最大優勢是接縫可焊接，使用壽命較長。PVC防水卷材在屋面和地下防水中均有著廣泛的應用。據分析，PVC的生態效應優于EPDM、TPO、改性瀝青和4層疊層瀝青膜。歐洲的PVC防水卷材已有40年的成功使用記錄。美國的PVC防水屋面的平均壽命大于30年，最長的23年后仍能焊接。

PVC防水片材質量不斷得到提高。瑞士從使用性能更好的增塑劑、使用更厚的片材（3mm厚用于地下防水）及加涂丙烯酸保護涂料等方面提高片材的質量。美國通過以下措施提高了PVC防水卷材的性能：（1）改進PVC樹脂；（2）采用高分子量增塑劑解決增塑劑遷移問題，據稱，DuPont公司的El-valoy可提供永久的柔性；（3）以纖維和織物增強，提高熱塑性材料的穩定性；在美國ASTM的PVC標準中已取消了均質片材；（4）采用PVC合金；（5）采用新的光穩定劑Ciba TINUVIN XT833可以成倍地提高片材的伸長保持率。

3、TPO防水片材

TPO 防水片材兼有橡膠的物理性能和聚丙烯的可焊接性，不含增塑劑、耐臭氧、化學物品及某些烴油，有防火產品，耐微生物侵蝕，有無氯和無臭的產品，可用于垃圾填埋場，白色膜節能，可再生利用，是最為理想的環保材料，因而一經投產便受到歐、美、日等發達國家的青瞇。歐洲的15個PVC防水片材生產廠家均已生產TPO防水材料。TPE（即歐美的TPO）成為日本防水片材的亮點，年產量已在百萬平方米左右，日本國家標準中已經載入。美國的TPO發展最為迅速，近年來呈2位數增長，在2006年的新建屋面市場中已占19%，在修理屋面中則占16%，均超過PVC防水片材。71%的承包商對TPO的功能滿意，據近期報道，有2家大型屋面材料廠又建新線，以滿足日益增長的需要，估計用量還會有新的增長。

美國的TPO防水片材生產技術居世界領先地位：

（1）幅寬有1.9m、2.4m、3.05m和3.66m；

（2）多數為增強型的，織物面層的厚度達到0.38mm+-10%，而其它國家的為0.24～0.31mm；

（3）有阻燃產品；

（4）產品質量優于歐洲產品，如美國的熱老化條件為116oC、28d，而歐洲的為100oC、28d或80oC、60d；

（5）白色產品反射率高達87%；

（6）專利自粘TPO片材及自粘配套材料安裝快而安全，符合“能源之星”要求，具有長期耐久性。

四、建筑防水涂料

傳統的瀝青防水涂料性能欠佳，在地上防水中逐漸被聚氨酯、噴涂聚氨酯泡沫、丙烯酸和硅酮防水和保護涂料所取代；在地下防水中則主要被滲透性防水涂料、聚氨酯防水涂料和聚合物水泥防水涂料所取代。

聚氨酯防水涂料是功能最好、用量最大的建筑防水涂料，日本用量已超過4萬t，在各種防水材料施工面積中約占28%。各國都有各具特色的產品，法國Soprema公司的單組分聚氨酯防水涂料處于領先地位，固含量大于90%，粘結性、氣密性和防水性良好。日本產品有單組分和雙組分之分，多數為雙組分，分為外露型和非外露型，在屋面上使用提供10年的保證期。日本重視聚氨酯防水涂料復合防水工法的開發，已有改性瀝青卷材加聚氨酯防水涂料的防水工法，正在開發聚氨酯與聚脲復合、聚氨酯加FRP（玻纖增強聚酯）等復合防水工法。發展方向是開發高性能產品，光澤保持率80%以上，防水層壽命延長到20年、30年甚至50年；開發環境適應型和無溶劑型產品；開發機械施工和超硬聚氨酯及拓寬用途。聚氨酯防水涂料應用廣泛，屋面外墻、地下、內墻、敞廊、房檐、浴室、蓄熱槽和接水槽均可使用。在日本新建外墻防水中占18.5%（第2位），在新建的陽臺、屋檐中占68%（第1位），在修理的有保護屋面防水中占22.0%（與瀝青熱粘工法并列第1），在修理的外墻防水中占11.8%（第2位），在修理的陽臺、屋檐中占74.2%（第1位）。

丙烯酸防水涂料兼有防水和裝飾的功能，在各國外墻防水涂料中位居首位，但水蒸氣透過性差，為了對立面實行更好的保護，可添加硅酮樹脂乳液和功能性聚硅氧烷，水蒸氣透過性大大改善。100%丙烯酸彈性體保護涂料，白色的反射率高達90%，在新建和既有屋面上，用來保護瀝青、金屬、EPBM、PVC、混凝土、現場噴涂聚氨酯泡沫和保溫板等。

硅酮保護涂料用于屋面，而外墻用硅酮防水涂料提供完美的耐候防水性，也是理想的外墻保護修復涂料，其性能遠遠優于丙烯酸和氟碳涂料。

聚合物水泥防水涂料在地下防水中有著廣泛的應用。在日本2006年新建地下內外墻防水中占22.6%（第2位），在修理地下防水中占16.7%（第2位）。美國開發的溶劑型聚合物水泥涂料，氣味小，表面光滑、既防水又防霉，抗水壓性是油基和水基的2倍。

滲透型防水涂料與水反應結晶，堵塞孔隙，是優異的地下內墻防水涂料，在美、日及我國被大量采用。在日本2006年新建地下內外墻防水中占29.0%，在修理地下防水中占27.8%，均居首位。

五、 建筑密封材料

世界建筑密封材料發展的總趨勢是持續發展，產品向硅酮、改性硅酮、聚氨酯等高檔密封膠發展，中檔密封膠將有適度的增長，而低檔的油性密封膏則面臨淘汰的境地。

日本2005年建筑用密封材料總產量為114 336t，高檔彈性密封膠已占94%，而油性密封膠只有469t。目前歐美硅酮和聚氨酯使用最多，而日本壟斷了改性硅酮密封膠的技術，用量很大，2005年占37%。在高檔密封膠中，硅酮、改性硅酮和聚氨酯使用增多，技術上也各有新的進展，而聚硫密封膠則呈下降趨勢，在日本2005年的總產量中僅占4%。中檔密封膠以丙烯酸膠乳為主，它對環境友好，適用于小型構件和自己動手的嵌縫。

美國新近推出的水固化聚酯密封膠，固化快，幾乎不沾灰塵，延伸率高達1 000%，可在潮濕接縫上施工，耐候性與其它高檔密封膠相同，不含溶劑和致癌物，是環保型密封膠，目前用量已有1 800t,預計將會有大幅度的增長。

六、 金屬屋面

金屬屋面包括鋼、銅、鉛、不銹鋼等，使用最多的是鋼板屋面。

金屬屋面正快速發展。在美國的平屋面中，金屬屋面已經歷了最快增長期，在2006年的新建屋面中已占12%，在重鋪屋面中則占9%。坡屋面的最大趨勢是金屬瓦和金屬板的應用急劇增加，2004年金屬屋面僅占6%，2006年猛增到11%，2年幾乎翻了一番。

金屬屋面的快速增長與其特點和技術進步密不可分。許多屋面都屬于“冷”屋面，具有節能效果，防水、美觀、可重復再生利用，有效的聯鎖和固定可保證屋面經久不漏，使用壽命長，可提供20～50年的保證期。

鋼板屋面的最大技術進步是涂層經久耐用，先進的電鍍技術、鋁鋅合金或聚合物涂層，可提供20年以上的保證期。石粒覆面鋼板系統可提供50年的保證期，太陽光反射率可達到70%。坡屋面用的深色金屬屋面瓦（板）加入反射紅外線顏料的涂層，可將太陽光反射率由6%～8%提高到25%～30%，甚至更高。

七、節能和環保材料

在環境嚴重惡化和能源價格居高不下的今天，節約能源和保護環境自然成為人們關注的焦點，在建筑屋面領域主要是發展冷屋面、噴涂聚氨酯泡沫、種植屋面、光電屋面板、廢橡膠塑料的再生利用等。

1、冷屋面

冷屋面簡單易行，一個好的冷屋面可節約空調費用10%～40%，美國能源署要求平屋面的初始反射率不低于65%，使用3年后不低于50%。冷屋面的方案主要有（1）白色（或淺色）單層屋面，包括PVC、EPDM和TPO。白色PVC屋面系統在歐洲早已廣泛應用。美國的白色/黑色EPDM的典型反射率達到80%。美國白色TPO的典型反射率高達87%。（2）白色的丙烯酸和硅酮保護涂料，美國的100%丙烯酸彈性體保護涂料具有90%的太陽光反射率。據研究，白色丙烯酸反射涂層夏季通常可節能22%，而冬季也可節能4%。（3）白色SBS改性瀝青卷材，美國一些大公司最近紛紛推出這種節能卷材。

用于坡屋面的冷屋面也在研發之中。美國研制出深色但太陽光反射率不低于25%的瀝青油氈瓦和太陽光反射率不低于45%的黏土瓦、混凝土瓦和金屬屋面瓦，主要途徑是設置白色底色或加反射光的顏料。

冷屋面得到政府的提倡，如在美國加利福尼亞州，由于退稅政策的激勵，2年使用了大約500萬m2的冷屋面材料。

2、噴涂聚氨酯泡沫

現場噴涂聚氨酯泡沫屋面兼有保溫和防水的功能，利于環境保護和節約能源，是一種可持續發展的屋面材料。美國通過研究和調查得出可以使用30年以上的結論，在美、日、歐及我國均有一定的應用，在美國的屋面市場中占2%～4%。

噴涂聚氨酯泡沫耐老化性較差，需要保護，涂丙烯酸涂料保護層一般可持續5年，涂硅酮保護涂料使用年限延長，但價格較高。

國外一些大公司致力于研究環保型噴涂聚氨酯泡沫，如BASF公司的ZONE 3技術已可生產出零臭氧消耗的泡沫，美國已推出不消耗臭氧層的發泡劑：Enovate(HFC-245 fa)、碳氫化合物（或正戊烷）和水。

3、種植屋面

種植屋面迅速興起。德國的種植屋面規模很大，2003年的建筑面積為1350萬m2，已有30%～40%的平屋面是種植屋面。其中輕量粗放型占80%，精耕細作型占20%。日本的種植屋面發展很快，2005年增加2410萬m2，6年增加10倍。北美的種植屋面也呈增長之勢，增長的主要推動因素已從新穎和環境優美轉變到積蓄雨水、限制熱島效應和節約能耗。

種植屋面一般包括植被、生長介質、阻根層、排水過濾層、防水層、保溫層和隔氣層。用作防水層的主要材料有：雙層改性瀝青卷材；單層PVC；單層EPDM；單層TPO；外露聚氨酯防水涂膜；熱鋪橡膠瀝青瑪王帝脂。為保險以雙層SBS防水卷材居多，上層要加抗根劑。

各國對種植屋面普遍實施資助和鼓勵政策，如德國北萊菌-威斯特法州對每平米種植屋面給予5歐元的高額補助，日本各地常給予不超過鋪設費用1/2的補助。

4、太陽能光電屋面

太陽能是取之不盡、用之不竭的清潔能源，在石油能源日漸短缺的大勢下，太陽能光電技術獲得比預期快得多的發展。約一半的光電池來自日本，日本是利用太陽能最多的國家。日本提出了宏偉的發展規劃，2010年太陽能發電系統要達到482萬kW，為1993年的23倍，太陽能利用設施在日本家庭普及率幾乎達到100%。

德國是光電池的第二生產大國，于1991年開始實施利用太陽能百萬屋頂計劃，現已超額完成，今后奮斗目標是2015年的發電量能滿足100萬人的用電需求。

美國加里福亞州2006年1月通過了太陽能百萬屋頂的宏偉計劃，今后10年將提供210億美元的巨額補貼。其它各州也紛紛采取鼓勵政策，有的州安裝自有發電系統的用戶可得到50%以上的安裝費用補償。美國還嘗試在屋頂上同時安裝太陽能發電系統和風力發電系統，發電收益更高。

光電技術分為2類：晶體技術和薄膜技術。晶體技術產生的電能較高，在空間有限的屋頂上使用比較普遍。而質輕、柔軟、易成卷的無定型光電板可直接粘到屋面上，廠家還生產出極其耐久的適用于油氈瓦的薄膜產品。

5、再生坡屋面材料

美國一些廠家在坡屋面市場中以橡膠和塑料等工業下腳料生產出模仿石板瓦、黏土瓦、混凝土瓦、金屬瓦等高端屋面材料的再生產品，已占有一定的份額，據悉在加拿大也有生產。

根據測試，再生瓦材的使用壽命約為14年，但近期一些廠家稱，他們的再生產品可以提供高達50年的保證期。

再生材料對地球友好，有助于減少回填費用和緩解能源危機，將成為坡屋面的下一代材料。

八、結語

我國的建筑防水材料門類比較齊全，但與國外相比尚有不小的差距。

我國改性瀝青卷材已成為主導防水材料，但產品質量遜于國外，特別是假冒偽劣產品盛行，導致整體質量下降，保證改性瀝青卷材質量已成為當務之急。此外，要在開發種植屋面、道橋、鐵道和節能（白色）用的新品種上作出努力。

我國的高分子卷材發展相對滯后，總體技術水平較低，需要增加新品種（如增強型、寬幅產品、白色產品等），擴大用途，特別是要實行配套齊全的防水材料系統供應，解決好單層屋面接縫這一關鍵技術。EPDM和PVC防水卷材要大力增加用量，同時要敢于開發和使用TPO這一功能最為齊全的新產品。

我國的施工技術未能與防水材料同步配套發展，鋪設方法單一，環保型熱粘瀝青加熱設備、噴燈設置、熱空氣焊接機、噴涂設備等施工機具全面短缺，希望骨干企業和有識之士擔當起解決長期困擾防水行業的這一老大難問題的責任。

我國的節能環保防水材料發展步伐緩慢，冷屋面、金屬屋面、種植屋面、太陽能光電屋面、再生坡屋面材料都有待我們去認識和開發，政府也要適時地給予倡導和政策激勵。

我國對防水工程的使用壽命要求低，一般只要求使用10年，尚無保證期制度，不利于防水材料的發展，有必要盡快推行屋面保證期制度，平屋面實行10年保證期制度，坡屋面則實行更長期限的保證期。