进入上个世纪90年代以后,随着韩国经济发展而建设的许多建筑构造物还未发挥其真正价值,就由于裂缝和漏水等问题造成巨大的修补、投入大量的加固费用,而且建筑构造物的安全问题又正在成为社会问题。
                
	            因此,政府通过制定关于建筑构造物安全和维护管理的法规并设立相关机构,从预防结构物坍塌事故的角度出发,对现有设施实施了广泛的安全检测和修补、加固工程。
                
	            但是,这种对设施实施的修补、加固却体现出问题。因为其目的不是使相关设施的耐久寿命更加长远和确保使用安全,而是在建设期间或者竣工后1~2年之间,即应有的耐久时间结束之前所进行的修缮保修行为。
                
	            这些修补、加固大多数是对漏水裂缝采取的措施。漏水现象不但是最早显示建筑构造物发生异常的信号,还是引起结构物钢筋腐蚀、混凝土性能降低并造成生活和使用不便的主犯。而且,漏水造成的修补费用不但是最初施工费用的2~3倍,还很难全部修补完好,经过一段时间后会再次发生漏水,又要再次修补,如此反复发生的过程对使用成本造成巨大的损失。
                
	            另外,最近以来由于城市的扩张、建筑构造物的增加和城市生态环境的破坏造成绿地空间减少,所以对屋顶、地下停车场上部等人工地面进行绿化的需求正在增加,并且这种需求也正在全世界范围内不断扩大。这样一来,屋顶绿化后如果由于防水层破损而造成漏水时,那么需要去掉绿化层进行修补,必然会造成巨大的费用投入。因此,使用的防水工艺需要充分的耐久性和抵抗根部的防根性,特别是需要研发不受造成大量防水问题的防水层底部和混凝土垫层移动的影响的工艺。
2. 原有防水工艺的问题
2.1 防水发生问题的原因
混凝土结构物的屋顶直接暴露在外部环境中,面对最恶劣的环境条件,尽管有许多种防水材料,但是实际上得到应用的只是其中的一部分。
                
	            防水层也是最外的表皮层,所以在耐久性和延续防水质量方面存在着困难。防水材料的性能不但由其特性决定,而且受到底层状态和外部环境条件的影响。在这里,如果底层表面的含水率高,会影响到贴附在底层上的材料的性能,施工后在水蒸汽蒸发的压力下,会产生气泡,在人步行时也会造成防水层撕破和断裂等许多问题。
                
	            另外,在隐蔽工艺施工的屋顶防水中,虽然覆盖层(保护层)会保护防水材料不受到外界环境的气温、紫外线、酸雨、冲击等影响,但是随着时间推移,覆盖层的移动会造成防水层破损断裂,修补时必须拆除覆盖层,困难不小。而且地面坡度如果不保持一致,会经常发生防水层被水浸泡的情况,反而会造成防水性能减弱。
                
	            在这里,由于施工人员没有认识到防水工程的重要性,所以发生施工质量问题的可能性也很大。随着时间的推移,发生冻结和收缩、膨胀等现象也会造成防水层不适应底层表面的移动,从而引发防水问题。
2.2 湿式工艺的问题
湿式防水是指使用溶剂、溶媒、水等液体物质的工艺。但是即使是硬化后能够具备完美的物理化学性质的防水材料,也会存在如下问题。
(1)气象条件的影响
                防水工程施工时或者硬化过程中,下雪或者下雨会对防水层造成致命的影响。
	            (2)硬化时间的误差
                进行涂膜防水时,如果硬化时间不充分就进行后续工序,会发生鼓起等问题。
	            (3)底层处理不当
                如果不经清扫、不对结合部进行修补就开始施工时,会发生防水层浮起的问题。
	            (4)配合比的误差
                
	            湿式防水材料在现场进行配比,在发生反应或者相互结合中进行硬化,因此要求有准确的配合比。但是在材料进行混合时,由于沉降会造成上部和下部的物理化学性质不均衡。实际上不仅在国内,在发达国家的作业现场中同样无法利用天平秤确认准确的配合比。由于这种对配合比的忽视,会发生未能参加反应或者结合的多余材料,它们所在位置的防水层就会发生耐久性能差、养生不良等问题。
	            (5)不均匀的涂膜厚度
                非常熟练的防水工也很难完成相同厚度的涂膜工作,局部不平造成的涂膜不够或者突出的部位发生质量较差的现象是不争的事实。
	            (6)底层面含水
                在底层面含有水分的状态下形成防水层时,水分在蒸汽压力下会产生气泡,引起防水层鼓起的问题。
	            (7)结构体发生裂缝
混凝土、底板平台、聚氨酯板和金属板等结构体发生收缩膨胀会造成裂缝,使涂膜层破损断裂。
(8)透气性不足
                涂膜层虽然具有耐透水性,但是由于没有透气性,会发生鼓起。
	            (9)冬季无法施工
                
	            湿式防水材料几乎都含有水或者溶剂、溶媒,所以在低于5℃的气温下很难进行养生,会影响到正常的硬化反应。按照该标准,首尔地区在11月~3月的大约5个月和雨季的1个月共计约6个月期间无法实施防水施工,如果施工会造成质量隐患。 
	                 2.3 绝缘型板材工艺的问题
与底层绝缘的板材工艺使用绝缘材料,因此会存在如下问题。
(1)结合部(joint)破坏
                
	            板材工艺最薄弱的部分就在结合部。温度变化造成的收缩膨胀以及结构体的移动都会使荷载集中在结合部上,由于材料不同,其相互之间的热膨胀系数也不一样,所以会发生结合部的破坏和损伤。
	            (2)抗风压性能不足
                
	            对于大部分板材工艺,因为是板材本身的移动与底层的移动互不相关的绝缘型,所以与湿式工艺的紧密结合相比,承受风荷载的能力较弱。所以,设计时必须考虑到合适的抗风压性能。
	            (3)防水层的损伤
硬质板材经过夏季和冬季,会由于温度变化引起的反复膨胀收缩和热、紫外线、酸等因素发生材质质量下降的问题。
另外,因为材质质量下降而失去弹性的板材在膨胀后,由于不能收缩,就会造成延展和起皱等现象。
(4)维修、加固的困难
                
	            板材工艺在结合部和其他部位发生瑕疵时,很难进行局部的修补。因此这种工艺首先应该保证使用者维修管理(maintenance)容易,修补作业简单。
	            (5)在屋顶绿化中使用时,可能会受到根的损害,因此需要另外的防根层进行防护。
3. 使用高分子胶膜压层金属板进行屋顶绿化的防水工艺
如上所述,为了解决至今为止的防水工艺问题,对耐久性能优秀、适合屋顶防水的防水工艺进行了开发。
3.1 SP-Green工艺的特点
(1)是组合式的干式工艺,不需要养生、硬化时间。
(2)不会发生因为底层的状态、天气影响等造成化学物理性质产生变化的现象。
(3)是与混凝土的移动无关的绝缘工艺,结合部设计成为可以吸收收缩、膨胀造成的荷载。
(4)不需要专业人员(防水工)。
(5)产品在工厂生产,材料几乎没有质量差异。
(6)使用的材料可以循环利用,是环保型工艺。
(7)施工中不产生噪音、粉尘、气味等,而且几乎不产生废弃物。
(8)使用金属板材,在进行屋面绿化时不会受到根的损伤,不需要另行设置防根层。
3.2 材料的特性
为了体现工艺本身的特点,选用了耐久性优秀、可以现场组装的干式材料。
(1)底层处理用板材
                
	            原有防水层拆除、底层整理等设置防水层之前的作业工序被全部省掉(没有修补裂缝和拆除原有防水层等作业工序),只要处理好地面斜度,然后将单面粘结橡胶化沥青板材贴在特殊金属板的下面,作为底层处理用板材使用。
	            (2)高分子胶膜压层的硬质技术板材
                
	            作为建筑构造物最外表面材料使用的防水材料,不但要求具备适应环境的耐气候性等耐久性能,而且在发达国家还严格要求具备耐火性能和防火性能。因此,在外装饰材料中选择了能够满足内外装饰材料的全部物理化学性质要求的聚酯类胶片,并且尝试在工厂生产防水层和保护层。根据本研究室和外部公认试验机构对聚酯类胶片物理化学性质进行试验的结果,其具备抵抗酸雨、紫外线等外部环境影响的耐气候性、耐腐蚀性、耐化学药品性,而且耐火性能优秀。
	            利用高分子胶膜压层的特殊金属板,并设计使其具备完美的防水性能和防腐蚀性能。为了防止特殊金属板的腐蚀,在金属板表面进行了镀锌、环氧树脂涂膜和高分子胶膜压层处理,解决了腐蚀问题。由于只有硬质板材的结合部在现场组装,所以完全排除了至今未能避免的无机涂膜和有机涂膜所造成的湿式材料施工质量问题。
(3)结合部
                
	            在特殊金属板的结合上,重点研究了如何制造能够应对结构体和防水层的热膨胀性的结合部。特别是为了吸收金属板热膨胀引起的移动,在特殊金属板之间嵌进能够应对漏水和外部冲击的水膨胀性止水橡胶,用压克力(丙烯醛基)、聚乙烯等材料制成的有足够厚度的结构用泡状胶带粘结,使其能够吸收金属板收缩膨胀时的移动。
                
	            水膨胀性止水橡胶在外部冲击下,不但可以保护结合部的形态安全和不受冲击、缓解金属板膨胀的冲击,而且在外部冲击造成胶膜破损时,利用与水相遇膨胀的特性,吸收漏出的水,起到阻断漏水的作用。
                
	            柔软的结构用泡状胶带采用压克力(丙烯醛基)材料,不但可以通过特殊金属板控制收缩膨胀和起到保护作用,而且可以在外部冲击下利用自身的特殊复原力量填充空洞,起到阻断漏水的作用。
                
	            这些材料通过温度反复试验器进行了性能检测,结合部经过结构用泡状胶带、硬质板材的压层材料——聚酯胶膜双面胶带、聚酯胶膜(单面)胶带的三重处理,这种结合部的多重处理方法延长了水侵入的路途,提高了阻断漏水的效果。