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建筑防水材料行业研究美国防水行业研究及对

发布时间:2023/1/23 11:25:26   

(报告出品方/作者:广发证券,邹戈、谢璐)

一、美国防水市场需求特点

(一)美国防水市场以屋面防水为主

建筑防水材料是一种使建筑物具有防渗透、渗漏和侵蚀的材料,是建筑功能材料的组成部分。建筑漏水和受潮不仅会给人们生活带来不便,还会缩短建筑物的寿命,造成大量的财产损失甚至危及生命,强功能属性使得防水材料广泛应用于各类建筑、公共设施与基建工程。我国目前防水材料最主要的应用场景是屋面和地下。

美国明确区分屋面防水和地下防水,两者不管在材料还是施工工艺上都有很大差异。屋面暴露在大气中,使用的防水材料应具备优异的耐候性;而地下结构长期处于掩埋状态,使用的防水材料应具备低吸水性和水蒸气渗透性。由于地下翻修困难,若防水系统在建筑物寿命期内损坏,业主需要付出相当高昂的代价,因此美国法规要求地下防水设计时与建筑物同寿命,并且对材料的要求更加严格;而当前美国防水需求主要来自翻修需求(后文会分析),与建筑物同设计寿命的地下防水翻新需求相对很小,美国目前防水市场以屋面防水为主。

(二)美国屋面防水分为商业屋面防水和住宅屋面防水,以商业屋面为主

根据《中国建筑防水》和美国屋面承包商协会(NRCA)的《屋面防水手册》,美国屋面系统依照坡度分为低坡屋面系统(坡度小于14度)和陡坡屋面系统(坡度大于等于14度)。低坡屋面系统包含保护层、防水层、保温层和隔汽层等结构,陡坡屋面系统包含防水层(同时充当保护层)、屋面衬垫和保温层等结构,但两者主要功能都是通过防水或泄水来保护建筑物。

美国人习惯把屋面防水按建筑类型(住宅与商业)分类,因此会将低坡屋面近似等同于商业屋面、陡坡屋面近似等同于住宅屋面,我们会依此在后文统一表述。美国住宅屋面(以独栋别墅为主)一般采用陡坡屋面系统,需要考虑美学功能,因此在材料上会选择更美观的沥青瓦、石板或雪松木瓦等;而医院、学校、办公楼等工商业建筑屋面和高层住宅楼、酒店、宿舍、公寓等主要使用低坡屋面系统,其建筑面积通常更大,不适合用陡坡屋面,材料上会选择功能性更强的沥青类卷材或高分子卷材等。由于低坡屋面系统使用的防水材料价格更高,安装使用的设备更专业,施工过程更复杂,同时需要定期进行维护和检修,因此其整体造价相对陡坡屋面会更昂贵,低坡屋面(商业屋面)市场是美国屋面防水主要市场(后文会有测算)。

值得注意的是,美国高层住宅楼、酒店、宿舍、公寓等建筑屋面均算在商业屋面口径,因此国内的住宅屋面防水市场如果根据美国的分类,大部分是属于商业屋面防水市场。

美国商业屋面系统主要分为单层屋面和叠层屋面两种结构。叠层屋面主要由沥青防水层、多层板(包括胶合板、保温层、隔汽层等)和砾石组成,根据需要会使用数层交替的沥青和多层板,顶部使用砾石铺面材料减少阳光伤害。单层屋面采用单层柔性防水卷材,主要包括TPO、EPDM、PVC等高分子卷材,大部分环境下防水材料可以直接外露、不需要额外的保护层。改性沥青卷材是以沥青为基础,通过添加聚合物改善性能,多数情况下会使用2-3层,但有时也会单层应用。

单层屋面为当前主流选择,叠层屋面正逐步淘汰。单层屋面和叠层屋面防水性能都很优秀,但单层屋面在耐候性和环保性上优势明显,更能经受复杂多变的气候考验。安装价格两者接近,但是考虑到叠层屋面多层结构在翻修拆除时工程量大、人工成本高,而美国防水需求又以翻修为主,因此价格上处于劣势。目前单层屋面是美国商业屋面系统的主流选择,叠层屋面正逐步淘汰。

(三)美国屋面防水材料的演变

美国屋面防水材料的发展主要以下经历三个时期:

1.早期沥青叠层屋面(s-s):美国s开始应用煤沥青叠层屋面(BUR),当时煤沥青是钢铁生产过程中的副产品,煤沥青一直应用到s,直到原油炼制汽油过程中的副产品石油沥青问世;由于汽油消费剧增以及美国人口的增长促进了建筑业的繁荣,年起石油沥青比煤沥青得到了更普遍的应用;s以Carlisle为代表的橡胶轮胎制造商研制出EPDM卷材,迅速在商业屋面中推广。

2.从沥青到单层屋面卷材(s-s):s的石油危机致使沥青产品质量降低,此时往沥青里加入聚合物改性,改性沥青作为BUR的改进产品开始登上历史舞台;s美国从欧洲引进的PVC卷材早期防水性能并不理想,但为TPO作为单层屋面材料打开了大门;随着美国国家环境保护局(EPA)规范和挥发性有机物(VOC)规范的出台,叠层屋面在环保限制下应用大大减少。

3.单层卷材开始占主导地位(s至今):优秀的耐候性和性价比使EPDM迅速成为最流行的单层屋面系统,s-s是美国屋面市场的整顿和巩固时期,逐步形成橡胶屋面以EPDM为主、热塑性屋面以PVC为主的局面。郊区化推动商场、学校等商业建筑的新建需求,融合了EPDM和PVC优点的TPO在20世纪末加速对BUR和改性沥青卷材的替代;住宅屋面在21世纪以前绝大部分采用沥青瓦,但21世纪初金属屋面异军突起,短时间内抢占了25%-35%的份额,沥青瓦下降至45%-55%,但此后稳定保持这个比例,仍是住宅屋面主要的防水材料。

根据美国屋面承包商协会(NRCA)的调查结果,年美国商业屋面防水材料中单层屋面卷材已经占到70%-80%,在美国商业屋面防水材料中占主导地位,其中Carlisle两种主要产品TPO和EPDM,分别占了40%和22%的市场份额。年住宅屋面防水材料主要为沥青瓦和金属屋面,翻修屋面中沥青瓦应用比例更高。

(四)美国屋面防水需求以翻修需求为主

1.美国商业建筑面积存量远大于增量,10-15年的屋面更换周期推动翻修需求

当前美国商业建筑面积的存量远大于增量。EIA发布的《商业建筑能耗调查》显示,截至年,美国商业建筑面积为亿平方英尺(约合90亿平方米),其中,之前建造的商业建筑面积占比89.4%,所有商业建筑的中位年份是年。根据EIA的预测,-年美国商业建筑面积净新增约9.4亿平方米(占存量10%),我们推算到年商业建筑面积存量(年之前)或升至90%以上。

各类商业屋面系统如果合理安装材料并正确使用,都能使用超过20年,但施工专业程度、系统与环境的匹配程度以及后期维护等因素都会影响耐久性。值得注意的是,TPO的耐久性排在后两位,但其易于维修更换,大量减少业主后续翻修的成本,因此即使预期寿命并不具备优势,TPO仍是目前最受欢迎的商业屋面防水材料。

2.美国住宅屋面防水同样以翻修需求为主

美国住宅建筑包括独栋别墅和公寓,由于5单元(unit)及以上的公寓(类似于我国普通住宅)屋面多为低坡屋面,在分类上属于商业屋面,因此我们在考虑美国住宅建筑数量和面积时剔除5单元及以上的公寓(占比不到20%)。美国住宅建筑同样以存量主导。

根据美国人口普查局的统计,年5单元以下的独栋住宅建筑存量为1.13亿栋,同比增长0.4%,近五年独栋住宅平均每年新开工95万栋,仅占当年住宅存量的0.6%-0.8%;此外,EIA发布的《住宅建筑能耗调查》对年之前的美国主要居住单元进行了统计(与人口普查局的口径在总量上略有差异,但是结构大致相同),结合EIA对-年美国住宅数量增速的预测,我们测算得到,截至年,年之前的住宅成屋占比约94%。

住宅销售端数据也印证了上文结论。根据美国人口普查局的统计,1年(美国城镇化末期)以来,成屋(ExistingHome)销售占比保持在74%以上,近十年成屋平均销售占比接近90%,在住宅销售中占主导地位。成屋销售对应住宅屋面翻修需求,因此美国住宅屋面防水同样以翻修需求为主。

不同于商业建筑业主长期持有产权,美国人平均7-10年换一次住宅。美国人购买住宅往往没有长久居住的规划,根据美国房地产经纪人协会(NAR)的历年统计,美国人大约7年就会更换住宅,且年轻人频率更高。年以来平均更换周期略有延长,主要系经济危机后民众收入放缓、老龄化程度进一步加剧。NAR调查结果显示,年美国人平均10年换一次住宅,平均更换住宅的面积为平方英尺。

住宅更换周期远小于屋面翻修周期,住宅屋面需求主要来自更换住宅。住宅屋面一般20-30年进行一次翻修,远大于7-10年的更换住宅周期,因此美国人很少对既有住宅进行翻修(未满屋面使用寿命就搬家了)。但他们更换住宅后,一般会对新家屋面(NewHome)做防水处理,或者没有更换住宅但是对剩余寿命小于更换住宅周期的成屋屋面(ExistingHome)进行翻修,由于美国住宅销售以二手房为主,所以美国住宅屋面防水以翻修需求。

(五)美国屋面防水市场规模测算

1.美国屋面防水材料市场规模约-亿美元,其中商业屋面占比超70%

我们测算自年开始的美国屋面防水面积需求和市场规模,以10年为一个周期,观察美国屋面防水材料的整体趋势和结构变化。测算方法及关键假设如下:

(1)商业屋面:①假设商业屋面平均翻修周期为10年,即在-年之间,-年建造的商业建筑屋面将迎来首次翻修,-年建造的商业建筑屋面开始进行二次翻修,年之前建造的商业建筑屋面则已经历多轮翻修;②根据EIA的数据,美国单层及两层商业建筑面积占比接近70%,平均楼层为2.4层,结合各年份区间新建商业建筑面积(不含地下室),测算商业屋面新建和翻修面积;③参考HomeGuide和Homewyse两家美国建筑装饰维修成本估算公司的数据,商业屋面(以TPO为例)新建造价为7.5美元/平方英尺,其中防水材料造价占比约30-31%,其余为劳务费用及工具费用等。由于翻修价格=清除老旧屋面的劳务及工具费用+新建造价,多出的清理费用不影响屋面防水材料市场规模,因此对于新建屋面和翻修屋面均选择新建造价测算规模。

(2)住宅屋面:①假设住宅屋面平均翻修周期为25年,美国人更换住宅周期为7-10年,即每年成屋销售中约有28%-40%面临屋面翻修,新屋销售%做防水处理;②根据NAR和美国人口普查局的数据,美国成屋平均面积为平方英尺(不含地下室),年新屋平均面积为平方英尺,结合美国住宅销量,测算需要新建或翻修屋面的住宅销售面积;③根据EIA的统计,单层住宅和双层住宅的比例分别为59%和36%,平均楼层为1.4层,进一步测算住宅屋面新建和翻修面积;④参考HomeGuide和Homewyse,住宅屋面(以沥青瓦为例)新建造价为3.9美元/平方英尺,结合防水材料造价占比计算住宅屋面防水规模。

从面积来看,当前美国每年屋面防水面积约7亿平方米,其中商业、住宅屋面分别约4亿平方米、3亿平方米。商业屋面防水面积维持稳定增长,住宅屋面整体趋势向上,但由于其更换周期更长,不同年份区间的波动较大。对测算结果进行验证,根据《中国建筑防水》,、年美国商业屋面防水面积分别为3.4亿平方米、4亿平方米,与我们测算的3.3亿平方米(s)、3.8亿平方米(s)基本一致。

从规模来看,美国屋面防水材料规模自s的58.1亿增长至s的.7亿,CAGR+1.9%(商业/住宅屋面分别为+2.3%/+1.1%),其中商业屋面翻修带来的防水材料需求CAGR+3.0%,是美国屋面市场持续增长最主要的动力。对测算结果进行验证,根据GAF

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