劉 星,肖緒文,徐洪濤,盧海陸
(1.中國建筑股份有限公司,北京 100029; 2.清華大學土木水利學院,北京 100084;3.中建工程產業技術研究院有限公司,北京 101300; 4.同濟大學土木工程學院,上海 200092)
目前,我國建筑業高速發展,建造技術水平不斷提高,但仍存在工程質量問題,特別是滲漏問題。自2017年高質量發展要求提出以來,工程建設行業逐漸從高速增長階段向高質量發展階段轉變。工程滲漏問題既影響建筑結構使用功能,又影響結構安全與使用壽命,涉及市場機制、管理體制與技術等(其中技術涉及設計、材料、施工、維護等),是復雜的系統問題。工程滲漏問題的解決須從源頭抓起,重視防水工程管理與技術體系建設,科學地促進防水工程高質量發展。本文闡述我國防水工程取得的主要成績,總結存在的問題,分析滲漏原因,并給出對策建議。
1)防水行業產業鏈齊全,主營業務收入和利潤持續高速增長
改革開放以來,我國建筑防水行業在市場經濟的帶動下快速發展,建立了集防水材料供應,工藝設備制造,防水產品生產,防水工程設計、施工與運維于一體的供應鏈和產業鏈體系?!笆濉逼陂g,防水產品產值年均增長率為11.47%,主營業務收入年均增長率為13.87%。
2)建立了涵蓋材料、試驗方法與設計、施工、質量驗收的防水工程標準體系
通過學習借鑒發達國家成熟的建筑防水材料與技術,我國先后發布20余項防水工程建設標準,涵蓋屋面、地下工程、建筑外墻、住宅室內、城市橋梁等。針對不同防水材料產品及試驗方法的標準共180余項[1],產品標準涵蓋彈性體改性瀝青防水卷材、熱塑性聚烯烴防水卷材、種植屋面耐根穿刺防水卷材、聚氨酯防水卷材、聚合物水泥砂漿、密封材料、橡膠止水帶、聚氨酯灌漿材料、防水透氣膜等。
3)防水材料發展迅速,種類多樣,總量居世界前列
我國于1947年建立首個紙胎瀝青油氈工廠,至20世紀80年代,瀝青類防水材料一直為主導產品。改革開放后,我國城鎮化速度加快,防水材料得到迅速發展,通過引進國外生產線及自主研發等手段,逐漸研發出改性瀝青防水卷材、合成高分子防水卷材、防水涂料、密封材料和剛性止水堵漏材料等幾百種材料。1980年,我國引進三元乙丙橡膠防水卷材技術和設備,通過工程應用,該卷材得到快速發展;20世紀90年代,我國引進并自主研發了PVC、聚氨酯等新型防水材料,住房和城鄉建設部開始推廣新型防水材料及技術;21世紀以來,我國陸續研發了TPO、噴涂聚脲、噴涂硬泡聚氨酯及氟樹脂涂料等新型防水材料。相關統計數據顯示,2018年,主營業務收入>2 000萬元企業生產的瀝青和改性瀝青防水卷材產量為11.73億m2,防水涂料產量達348萬t,加上合成高分子防水卷材、堵漏止水材料產量,2018年防水材料總產量超過20億m2,居世界前列。
4)防水工程施工技術取得長足進步
防水工程施工技術是影響防水質量的重要因素,目前,我國防水卷材鋪貼方式主要包括滿粘法、點粘法、條粘法、空鋪法和機械固定法等。防水卷材搭接位置一直是滲漏防治的關鍵部位,搭接方式包括熱熔法、熱風焊接法、熱楔焊接法和雙面膠帶粘貼技術等。防水涂料噴涂技術包括單噴頭、雙噴頭、多噴頭、涂料與固化劑或涂料與胎體增強材料共同混合噴涂技術等,噴涂技術既提高了效率,又保證了成膜均勻性,質量更好[2]。
1)工程滲漏頻發,滲漏率居高不下,與發達國家的差距顯著
《2013年全國建筑滲漏狀況調查項目報告》顯示,建筑屋面滲漏率高達95.33%,地下建筑滲漏率達57.51%,其中住戶調查結果顯示,37.48%的住戶受不同程度滲漏問題的困擾。據統計,我國隧道工程存在嚴重滲漏情況,鐵路隧道滲漏率達28.4%,公路隧道和城市地鐵隧道滲漏率均達30%[3]。據相關報道,發達國家住宅滲漏率較低(<10%),可知我國防水工程發展水平與發達國家差距較大。
2)防水層耐久性差,設計方法存在缺陷
根據有關法律法規的規定,建筑施工企業須在竣工時和保修期內對滲漏負責,保修期為5年。因此,為滿足5年的保修期,設計單位對防水系統的認識停留在保證建筑物使用功能上,未重視防水系統耐久性?,F行防水工程設計規范或標準中鮮有對設計使用年限的要求,僅GB 50693—2011《坡屋面工程技術規范》做了有關規定。5年保修期對防水工程承包單位的實際約束很小,無法達到高質量要求。另外,目前防水工程設計使用的圖集繁多,多因廠家需推廣材料而編制,圖集缺乏系統性,推薦的材料選擇不全面。同時,細部設計引用圖集,設計方法千篇一律,未考慮我國疆域廣闊、氣候多變的特點,難免存在設計缺陷。
3)防水材料以次充好,優質防水材料無法推廣應用
2018年統計數據顯示,我國擁有生產許可證的防水企業約1 500家,無證企業卻有500多家,無證企業銷售收入占整個行業收入的30%以上,說明市場存在大量假冒偽劣防水產品。施工現場使用的防水材料往往與送檢材料不一致,以次充好現象大量存在。假冒偽劣產品價格低,“劣幣驅逐良幣”現象導致優質、先進的防水材料無法推廣應用。
4)防水工程施工質量監管力度不足,施工效率低
防水工程施工工序多,施工現場環境復雜,交叉作業、隱蔽工程多,施工質量監管力度不足,加之工期緊張,往往缺少施工過程質量把控,造成滲漏隱患,部分工程施工過程中便出現了滲漏。目前,受防水材料粘貼或噴涂方式的影響,施工效率較低,為加快施工進度,往往限制防水工程施工時間。對已竣工的防水工程進行滲漏檢測時,檢測手段仍為蓄水、淋水試驗,當大范圍防水工程驗收采用該檢測手段時,嚴重影響工期,造成現場滲漏檢測不徹底,這說明我國滲漏檢測技術相對落后,防水施工效率較低。
5)施工總承包單位對防水工程的重視程度不夠,專業施工隊伍素質有待提高
防水工程一般難以得到總承包單位的重視,同時,防水行業門檻較低,多由家族或小型企業承包,經營管理理念落后,往往追求短期利潤最大化,忽視長遠發展。目前,防水專業施工隊伍存在大量掛靠情況[4],部分施工隊伍未掌握防水施工技術,加之總承包單位的忽視,施工質量往往無法滿足設計要求。
1)招投標制度不合理,防水工程造價低,現行標準要求低
選擇防水工程分包單位的標準為“最低價中標”,這種招投標制度在一定程度上使工程存在質量隱患[5]。目前,防水工程造價占工程總造價的3%左右[6],部分工程甚至<1%,造成了建設單位、承包單位對防水工程重視程度不足。同時,我國現行規范要求防水工程保修期為5年,保修期內出現滲漏的維修代價較低?,F行規范要求低,導致對優質、先進防水材料的研發動力不足,市場上充斥著低端劣質材料。綜上所述,防水工程造價低、現行規范要求低是導致滲漏頻發的重要原因。日本政府明確規定,總承包單位招標時,以工程總造價的10%左右估算防水工程造價,包括建筑物屋面、地下室、衛生間防水等,日本是率先實行防水工程10年保質期的國家,目前該國防水工程滲漏問題較少[7]。
2)不同專業工序銜接混亂,責任不清晰
在我國建筑工程管理體系中,對各專業進行拆分管理,如屋面系統被拆分為防水系統、保溫系統及各種設施,由于各專業缺乏必要的銜接,造成各構造層次的功能難以得到充分體現,交接過程中成品保護責任不清晰。這種碎片化的質量管理模式,導致防水工程質量無人負責,品質無法提升。
目前,我國防水工程設計師、防水材料供應商、施工單位為防水工程主要參與方,設計師一般參考標準、圖集指定防水材料,防水細化設計一般交由分包單位負責。設計師很少關注防水材料是否正確使用,一般交由材料供應商細化產品。設計人員工作內容與責任不匹配,距終身負責制的要求差距較大。
歐美發達國家將防水與其他系統進行一體化承包,如屋面承包單位負責結構層以上的防水層、保溫層、天窗、排水系統等各層次施工,對屋面工程質量負全部責任,有效避免了出現責任體系不清晰的情況。
3)防水工程基礎研究薄弱,防水材料和做法缺少指導
現行國家規范和標準對防水材料和做法的規定缺少必要的基礎研究,如對防水層與基面的相互作用機理研究不足,對于接觸面黏結強度、防水層耐久性等問題尚不清楚。由于未規定防水材料使用年限,因此難以規定防水工程設計使用年限。
另外,在防水工程設計中,外界氣候條件對防水材料和做法的選擇影響較大,工程所在地區氣溫、濕度、降雨量、風壓、紫外線強度、地下水位等均應在防水工程施工前予以充分考慮,然而對上述因素量化影響的研究較少,導致不同氣候區的防水設計缺少針對性。
4)施工現場對防水材料的抽檢流于形式,無法快速有效地辨別材料真偽
目前,我國施工現場防水材料真假不易辨別,施工現場缺少快速有效的辨別手段,導致質量監管體系存在漏洞。相關規范和標準要求防水材料進場須送第三方抽檢,并由第三方出具相關證明。實際施工時往往不使用送檢材料,加之監管不嚴,難以發現以次充好的問題。
5)專業工人數量少,缺少專用施工機具
我國沒有針對防水專業的職業教育學校[8],具有防水執業資格的工人數量少,無法滿足工程建設需求。
我國雖引進國外先進材料,但缺少與之匹配的先進施工方式,尤其缺少高效率、高質量的施工機具,施工機械化程度低。
6)工程竣工交付使用后缺乏管理維護
對于屋面防水工程,由于未開展定期檢查,未及時處理局部破損缺陷,從而導致滲漏;屋面無人定期清掃,導致天溝、排水口、檐溝等發生堵塞,長期積水后防水層劣化失效;安裝太陽能熱水器、廣告牌、水箱等設施時,造成防水層局部破壞,但未及時進行修復,從而導致滲漏。綜上所述,在建筑物使用過程中缺乏管理維護,將增加滲漏發生概率。
基于新時代防水工程低滲漏率、高耐久性的建設目標,防水工程將向綠色、高質量和長壽命方向發展,對此,提出以下對策建議。
1)加強政府和行業協會監管力度,推動建立防水工程質量保障機制
政府和行業協會需通過法律手段加強防水產品監管力度,推動行業結構優化、轉型升級,提升行業技術水平,淘汰落后產能。可效仿日本采取的“政府主導,民間參與”管理體制,基于國家、專業團體和企業層面構建完整的標準體系,充分結合市場需求和國家調控,積極參與國際標準編制。
同時,深入探索防水工程質量保障機制,參考美國等發達國家的模式,以企業質量承諾(擔保)為主,靈活配合使用商業保險。通過推進建立防水工程質量保障機制,真正做到有效監管。
2)高度重視防水工程標準體系科學性與系統性建設
加強防水規范和標準的頂層設計,將防水等級、工程重要程度、使用環境、設計使用年限等進行科學規定,并據此對不同防水部位進行細化,優化標準圖集,提高設計院防水專業設計能力和施工單位深化設計能力。
3)加強防水施工監管力度和處罰力度,建立信用評級制度
防水施工質量控制至關重要,工程總承包單位須重視對防水工程施工過程的監督,制定切實可行的措施,做好成品保護[9]。業主單位需開展定期和不定期檢查,可建立飛行檢查制度,加強防水施工過程驗收與抽檢,加強施工質量不符合要求、成品保護不到位的處罰力度。建立信用評級制度,禁止信用評級較低的專業分包隊伍入場。
4)建立完善的管理維護制度,提高防水層使用壽命
相關部門應出臺法律法規,要求物業單位根據防水工程使用和維護要求,建立完善的管理維護制度,并定期組織巡檢。管理維護制度應包括巡檢程序、識別關鍵防水部位和范圍、確定責任人、制定維護措施等。
5)構建產學研用相結合的防水產業發展體系,加強基礎研究和專項技術研究工作
重視資金、人員、試驗設備等科研資源投入,立足于產業短、中、長期發展,建立行業和企業管理、技術創新體制機制,助推防水工程行業高質量發展。須加強基礎研究工作,特別是防水材料耐久、節能等性能的研究,可借鑒美國等發達國家的經驗。美國EPDM防水卷材使用壽命基本超過20年,部分已接近30年[10],新型白色表面改性瀝青自粘屋面防水卷材具有高反射功能[11]。
另外,應針對不同防水材料組合(如卷材-卷材、涂料-卷材、結構自防水-附加防水層)和不同工程部位(如屋面、地上外墻、室內地面、地下室外墻和底板)防水特點,進行專項技術研究。同時需特別重視防水工程無損檢測技術的研究,加快推進防水工程技術進步。
我國經濟已從高速增長階段轉變為高質量發展階段,在“以人為本”“綠色”等發展理念要求下,工程建設者應不忘初心,牢記使命,著力解決建筑物質量通病,以滿足人民群眾對美好生活的向往和追求,提升人民群眾幸福感和獲得感。防水工程質量被長期忽視,基礎理論研究薄弱且缺乏系統性,導致我國防水工程仍處于較落后狀態,建筑物滲漏率居高不下。進入“十四五”發展時期,隨著“大智云物移”和區塊鏈等新興技術的迅速發展,綠色化、智能化、精益化、國際化成為建筑業發展重要趨勢。防水工程應抓住新一輪發展機遇,在管理體制機制方面,推進工程總承包模式,加強監督與管理,規范行業發展;在技術方面,提高理論研究水平,注重規范、標準的系統性與科學性,大力研發高性能、綠色、耐久防水產品和安全、環保、可靠的施工設備等,探索基于新興技術的質量保障技術,以期降低建筑物滲漏率,實現建筑物品質提升。