建筑可持续要的不仅是耐久还有韧性，涂料能做些什么？

超越耐久：涂层在韧性建筑系统中的关键作用  

 

通过易于实施的涂层解决方案，可以有效提升建筑抗冰雹、抗风、抗洪、防火等多方面的性能，在减少废弃物、实现可持续目标的同时，增强应对未来气候风险的能力，实现“耐久建筑”的要求。

 

 

建筑行业正经历一场理念转变——从单纯关注可持续性，转向全面拥抱韧性设计。这一转变的背后，是日益频发的极端天气事件和不断上升的经济风险。如果说可持续设计侧重于减少环境影响、节约资源，那么韧性则强调建筑在遭受干扰后能够快速适应并维持基本功能。它要求我们以系统化的思维，应对大风、冰雹、火灾、洪水等未来可能加剧的灾害。真正的耐久性，不再依赖单一材料，而是需要包括先进涂层在内的多种建筑材料，作为一个整体系统协同作用，共同抵抗超出最低建筑规范要求的极端荷载。

 

抗冰雹应用

 

 

过去四十年，冰雹灾害的频率和强度持续攀升。2022年，美国因冰雹造成的保险损失超过200亿美元，占强对流风暴年均财产损失的七成。根据FM Global 2025年更新的防损数据，“非常严重冰雹”风险区已扩展至落基山脉以东的大部分地区，这些区域在15年平均重现期内，冰雹尺寸可能超过2英寸。

 

面对这种挑战，涂层必须与其他材料紧密配合，形成一个完整的防护系统。以典型的屋面结构为例，它通常包括屋面板、防潮层、聚异氰脲酸酯保温层和单层防水卷材。直径2英寸的冰雹砸下时足以击穿保温层的面层；如果直接命中紧固件，其冲击力甚至会撕裂上方的卷材。目前满足“非常严重冰雹”要求的解决方案，都体现了系统协作的思路：在卷材下方增加高密度板或石膏盖板作为缓冲；使用粘合剂将卷材与盖板牢固粘合，将紧固件深埋于结构内部；或在单层屋面系统中，采用带纤维背衬的卷材替代光滑背衬的卷材，以增强抗冲击能力。

 

雨水管理与防洪

 

 

气候变化导致短时强降雨增多，给城市排水系统带来巨大压力。尤其在一些老旧城区，合流制管道在暴雨时极易过载，引发内涝。为此，部分城市已在建筑规范中明确要求，新建或改建项目必须通过现场蓄存或延迟排放，消纳一定比例的屋面雨水。

 

屋面雨水滞蓄系统正是这一背景下的产物。“滞留”系统将雨水暂时存留于屋面，待暴雨峰值过后再缓慢排入市政管网，起到削峰填谷的作用；而“蓄水”系统则将雨水长期保存，用于景观灌溉或冲厕，实现资源化利用。目前，部分热塑性聚烯烃防水卷材和涂层系统已通过NSF P151标准认证，可用于收集生活用水的屋面集水系统。这意味着，建筑本身正从被动的问题制造者，转变为主动参与城市雨水管理的一环。

 

城市热岛缓解

 

 

城市热岛效应导致城区夜间降温能力减弱，对居民健康和生活质量产生影响，且对弱势群体的冲击更为明显。美国环保署的研究指出，气温升高2°C会使低收入家庭的劳动时间损失增加25%，西语裔家庭的损失则高达43%。

 

提高材料的太阳反射率和热发射率，是缓解热岛效应的有效手段，两者结合构成了太阳反射指数。目前，许多建筑规范已对屋面材料和涂层的SRI值提出明确要求。

 

在加州帕科伊马市的一个实践案例中，街道和社区游乐场涂装了低发射率涂层后，表面温度显著下降。红外热像图显示，涂覆灰色涂层的篮球场区域，温度已接近周边的草坪。这类功能性涂层的价值不仅在于降低地表温度，还能带动近地面空气降温，既缓解了城市热岛，也在一定程度上抵消了气候变暖带来的升温压力，同时还能满足LEED等绿色建筑评价体系的得分要求。

 

除了路面和屋面，围护结构的保温与气密性同样关键。因空气渗透造成的热量损失，在寒冷地区可达25%至40%，在炎热地区也高达15%。虽然隔汽层通常采用卷材、涂料或泡沫材料，但一个成功的气密系统，离不开密封胶、泛水等配套产品对门窗洞口、管道穿墙等众多节点进行精细处理——这些界面恰恰是能量流失的主要通道。

 

防火应用

 

 

在全球碳排放维持高位的预期下，极端干旱天气的发生频率可能翻倍。美国西部的研究表明，年均气温每升高1°C，部分林区的中位过火面积可能激增600%。

 

近年来加州的野火为建筑防火提供了深刻教训。“荒地-城市交界处”的防护指南明确提出了一系列韧性设计策略：除了选用合适的材料，还包括加强建筑气密性、缩小屋檐悬挑尺寸、清除建筑周边的可燃物等。加州政府还推出税收优惠政策，鼓励安装防余烬通风口，部分用于外墙或屋面的翻新涂层也在激励范围之内。

 

电力中断应对

 

过去十年间，美国年均发生80至140起因天气原因导致的大规模停电，其中半数以上由极端天气引发。野火季的公共安全断电也日益频繁。电力一旦中断，采暖、照明、通讯等基本功能都将瘫痪。

 

要让建筑在断电后仍能维持基本居住条件，需要系统性地考虑气密性、保温性、自然采光以及被动式能源利用。例如，通过优化门窗和天窗布局，并结合涂层与遮阳构件来平衡室内热负荷。加州已要求所有三层以下的新建住宅必须安装太阳能光伏系统。但值得关注的是，常规光伏在电网断电时会自动关闭以防止向故障线路送电，因此，从单纯的可持续发电转向具备韧性特征，关键在于配套本地化的电池储能。

 

未来材料需求

 

面对日益复杂的环境挑战，材料创新将成为塑造未来建筑的关键。材料和产品开发商需要为设计师和承包商提供能够适应气候变化的解决方案。

 

这意味着材料自身必须具备更强的耐受性。有研究提出，应在实验室中对材料进行“加速气候冲击”测试。例如，将预计在一年内经历50°C温差循环的深色屋面卷材，压缩至15天内完成测试。对于外饰涂层，不同颜色因吸热特性差异，可能需要针对其预期经历的温度变化分别进行测试和评估。

 

高温工况下的性能验证标准也亟需完善。目前，屋顶金属收边等部位的实测温度可达121°C，相关材料标准如ASTM D5147也是基于这一温度设定。然而，用于墙体与屋面交接处的许多泛水材料，其参照的AAMA 711标准仅要求测试至80°C。随着气候变暖，这些温度极值还将持续攀升。在产品层面，制造商有责任为其材料设定更严苛的性能验证标准；在行业层面，相关标准体系也需要同步调整。

 

结论

 

韧性，正在重新定义“耐久建筑”的内涵。这不仅是新建项目面临的课题，更为体量庞大的既有建筑提供了广阔的改造空间。通过易于实施的涂层解决方案，可以有效提升建筑抗冰雹、抗风、抗洪、防火等多方面的性能，在减少废弃物、实现可持续目标的同时，增强应对未来气候风险的能力。

 

最终，韧性不会取代可持续性，但它将重塑我们对“耐久”的理解——真正的耐久，要求我们从系统层面出发，重新思考涂层材料如何与其他建材协同工作，共同迎接未来的环境挑战。