摘要：随着我国人口的增加和人均需求的增长，能源问题已经成为我国急需重视的问题。为了相应国家绿色发展的理念，各种新型节能环保材料开始大量应用在建筑工程领域中。该文基于新时代节能环保大趋势下的建筑工程行业，简单介绍了建筑墙体下的节能材料的优势和必要性，并分析了几种不同的节能墙体材料的应用和优势。
关键词：墙体材料；保温；环保；建筑
我国的传统建筑风格和现代建筑风格有着较为显著的差异。建筑工程的进步随着改革开放以来飞速发展，建筑工程在承担基础的功能性之外，还需要有着更为便民的作用[1]。同时，为了我国和全世界越发严重的环境问题，将节能的理念和建筑领域相融，是建筑工程研究人员的新目标和追求。建筑节能的目标不仅是建筑领域对环境问题的答卷，同样也是对居住者的软性关怀。在缓解能源短缺问题的基础上，降低建材的消耗，减少施工的成本，给居住者更为安全环保的居住空间、更为绿色的生活方式。简而言之，建筑节能是建筑领域在新时代的发展方向，是建筑工程在全球范围的大趋势下的必然选择。国内外对建筑节能的研究已有很多成熟的技术，如建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）技术[2]、新能源技术和节能建筑材料等。其中，BIM技术是建筑工程和计算机工程的交叉技术，将建筑物的设计理念以模型的方式展示出来，运用合理的模拟程序对采光、保温等建筑信息进行模拟，力求达到最佳的居住体验和绿色生活；新能源应用是为了减少电能的消耗，由于当今世界发电的主要方式仍是火力发电，发电效率低且造成污染[3]，故而新能源如太阳能和风能等是很重要的清洁能源；绿色建筑材料的开发是当今建筑工程的热点问题，在传统建材越发消耗工人劳动力和一些不可再生的传统资源的情况下，节能环保、可循环的建筑材料无疑给节能建筑提供了广阔的视野和思路。然而，我国对节能建材的研究并不够深入，国外的新型节能环保型建筑材料的应用程度要优于我国，并在节能率上有着更深入的研究。随着我国对节能减排和可持续发展的重视程度越来越高，有关部门正大力发展新的节能技术和材料，并为这个新的模块制定了相当完备的法律法规，这也侧面说明了发展新型节能建材的必要性。在节能建筑中，保温系统无疑是其中重要组成部分。而墙体结构对整个建筑工程的保温有着十分重要的作用，墙体材料的选择直接关乎建筑物的走向。但墙体材料的选择需要考虑许多因素，不仅要考虑墙体在建筑物中承担什么样的角色，确保安全的同时承担特定的功能，还需要严格遵守国家相关法规，同时尽量做到对环境的“零排放”[4]。
1新型建筑墙体材料
1.1墙体材料的概念
墙体材料指的是制作墙面的原材料，墙体材料不同于墙面材料，墙面材料是装修房屋时能够使得上面更加美观的材料，常见的产品有墙纸或者墙面漆等，而墙体材料则是堆砌墙体时使用的材料，代表性产品就是砌砖或者隔墙板等。传统的墙体材料有传统石材、砖、瓦及砌块等，这些建材的生产过程都伴随着能耗过大、污染严重的问题。以钢筋混凝土为例，无论是混凝土的生产亦或是钢材的运用，都涉及到高温冶炼过程，消耗大量的能源，且利用率较低，伴随着大量的废水废气等污染物的排放。还有烧结工艺制备的砖瓦等，都不符合我国节能环保的发展理念，需要淘汰落后的工艺，控制成本和污染物的排放[5]。为了区别于传统的墙体材料，新型的墙体材料一般指不需要消耗土地资源（如砖瓦等），对环境友好（生产、施工和回收步骤都尽量避免对环境的污染）和不破坏生态坏境（不散发对生态有害的污染物如甲醛等）的墙体材料。根据墙体承担的角色，可将墙体材料分为承重和非承重墙体材料，而非承重墙体一般承担建筑设计中多功能化的模块，如保温功能等[6]。
1.2应用现状
新型墙体材料在我国的应用时间较短，相比某些发达国家的节能建材市场，我国在环保节能建筑材料上的发展处于初级阶段。与国外的大企业相比，我国新型节能环保建材企业的生产设备都比较粗糙，良品率低，建筑工人的整体素质也无法满足对新型材料的施工。故而，我国市场上的新型墙体材料的成本要比传统墙体材料要高出许多，建筑工人的施工技术也有所欠缺，在这样的背景下，新型墙体材料在我国建筑工程上的应用也比较困难。但随着我国在节能环保型建筑材料上的投入和发展比重增大，以及相关方面的法律法规的健全，新型墙体材料在我国市场上所占比重也会越来越大，以更为低廉的价格和更好的功能性走入寻常百姓家。
2新型墙体材料在建筑工程中的设计
应用承重墙体材料需要满足一定的强度和韧性以成为整个建筑工程的“龙骨”，而非承重墙体材料则扮演了建筑工程功能化的角色，一般而言，墙体材料在建筑物中所具有的功能性有以下两方面。
2.1保温系统
我国是人口大国，为了满足人民的日常所需，需要大量的能源消耗，而我国属于人均能源占比较小的国家，节约能源和减少能源浪费是我国绿色发展理念中不可缺少的组成部分。在建筑工程领域而言，推广建筑物保温体系是必然趋势，其中，建筑保温分为内保温和外保温。
2.1.1内保温
内保温顾名思义，是在外墙结构的内部进行保温系统的覆盖处理。由于在外墙结构完成后施工，所以内保温的施工效率高、操作简便，普通的建筑工人就可胜任内保温的施工。但内保温系统的搭建不可避免地需要牺牲一定的居住面积，常见的内保温材料有高分子保温板如复合聚苯保温板、酚醛泡沫板和聚乙烯保温板等，和高分子材料与砂浆、水泥等复合板材，是绝大多数建筑物选择的保温方式[7]。
2.1.2外保温
相对内保温而言，外保温的操作难度较高，工期较长，但外保温作为近年来兴起的保温系统，具有保温效果稳定、技术搭配合理和减缓建筑老化等显著的优势。同时，外保温技术的应用领域较宽，不仅可以配合新建工程的功能化设计，也可以运用在对老旧建筑物的改造工程中。外保温系统的技术搭配合理，在承担保温功能的同时也对建筑物的主体部分有缓冲和保护的作用，也减少了由于建筑物中金属材料产生的热桥效应。常见的外保温体系中的墙体材料有苯乙烯泡沫板、岩棉板等[8]。
2.2隔音系统
随着社会的发展，噪音污染已经成为打搅城镇居民生活舒适度的问题之一，所以现代的建筑设计理念中，隔音需求的地位也随之升高。而选用孔隙率大、结构蓬松的墙体材料可以有效地降低声音的隔墙传播，带来更舒适安静的居住体验，常见的隔音材料有发泡塑料隔声板、聚酯纤维吸音棉等[9]。
3常见新型建筑墙体保温材料
3.1酚醛泡沫板
材料酚醛材料是热固性塑料，遇到明火也不会产生浓烟，具有高效阻燃的特性，燃烧性能达到了国家制定的A级性能[10]。酚醛泡沫板材料是将硬质的酚醛保温板进行处理后得到保温材料，由于酚醛泡沫板的结构较为蓬松，所以酚醛泡沫板常常也作为优秀的隔音材料运用在建筑设计中。酚醛泡沫板的导热系数很小（<0.025W/m•K）,具有典型的有机高分子材料的耐酸、抗腐蚀性能，相较传统建材而言，酚醛泡沫板的密度小，可以减轻承重材料的负荷，同时，酚醛泡沫板的生产过程已经开发出了无氟发泡技术，绿色环保。然而酚醛泡沫板也有一定的缺陷，它本身的强度不高，为了满足建筑工程中的使用，需要在内部或表面粘贴一层无机材料，增加了应用成本，且粘结性是酚醛材料的一大痛点，使用酚醛材料后再贴瓷砖等有一定重量的建材就不太牢靠。且酚醛材料本身很脆，容易粉化，加上原料中有苯酚和甲醛等有毒物质，并不适合在内墙中使用。
3.2复合发泡水泥板
复合发泡水泥板的原材料就是市面常见的硅酸盐水泥，通过对水泥的发泡处理后得到的具有多孔蓬松结构的水泥板材。在沿袭了水泥本身的高强度、耐火耐腐蚀和高稳定性的优点后，发泡水泥板的密度较小，重量较轻，且工艺简单，易于施工。但多孔的结构也使得复合发泡水泥板的抗弯折性能变低，易碎、粘结度变差，同时加重了水泥差的抗渗性能，吸水率过大，不宜使用在潮湿的环境中[11]。
3.3聚苯乙烯保温板
按照聚苯乙烯保温板的发泡成型工艺，一般将其分为模塑型和挤塑型，聚苯乙烯保温板的稳定性很好，可连续服役40年以上，拥有优异的防腐性能，耐老化。挤塑型聚苯乙烯保温板是近年来开发的保温材料，相比于前代的模塑型聚苯乙烯保温板，挤塑型保温板改进模塑型保温板繁杂的成型工艺，挤塑成型的工艺使得材料的多孔结构中，孔隙是紧密的闭孔，因此挤塑型聚苯乙烯保温板展现出低导热系数的同时，也具有较好的防潮抗渗能力[12]。
3.4真空绝热板
在保温材料的设计理念中，除了采用低导热系数的材料之外，研究人员另辟蹊径，开发出直接降低空气热对流的真空绝热板，真空绝热板由表层材料和内部填充物组成，导热系数在0.002W/m•K和0.007W/m•K之间，是十分优异的隔热材料[13]。其中填充物也叫做芯材，一般分为粉体和玻纤两种，粉体芯材常常选自SiO2材料，导热系数较高，主要应用在墙体保温；而玻纤芯材导热系数较低，主要应用在冷藏领域。但真空隔热板只可定制，不能随意切割，使得应用成本偏高。
4总结与展望
随着我国对建筑工程的大力发展和节能理念的持续推行，我国的新型建筑材料也在蓬勃发展，但我国的新型墙体材料的发展仍然处于初始阶段，与发达国家成熟的节能建材工业相比还有较大的差距，如企业科研人员较少、生产设备粗糙、专业人员配套设施不全等，导致我国新型墙体材料的价格偏高，影响新型墙体材料的广泛使用。但在市场中依然处于火热的状态，这代表着人民对绿色生活理念和对绿色建筑工程的认同，可以说，随着我国科技的发展和建筑人的努力，新型墙体材料的生产成本会更低，施工过程更科学便捷，服役时间更长，功能性更大，回收率更高，服役闭环实验“零污染”，逐步实现建筑工程中的“人与自然和谐相处”的目标，创造和谐美丽的绿色生活。
作者：徐慧 周子惠 刘毫 单位：西北综合勘察设计研究院
