最初の籾殻ハウス、ポール・A・オリヴィエ博士著

籾殻は自然界の中で唯一のものです。これらには、リグニンと呼ばれる大量のフェニルプロパノイド構造ポリマーと組み合わせて、約 20% のオパリンシリカが含まれています。この豊富な農業廃棄物には、最高の断熱材に期待できるすべての特性が備わっています。テネシー州クックビルの研究開発サービスが実施した最近の ASTM テストでは、もみ殻は燃えたりくすぶったりしにくいこと、湿気の浸透や菌類の分解に対する耐性が高いこと、熱の伝達があまり良くないこと、臭いやガスの発生がないことが明らかになりました。また、アルミニウム、銅、鋼に対して腐食性がありません。生の未加工の状態では、もみ殻はクラス A またはクラス I の断熱材を構成するため、超断熱もみがらハウスの壁、床、屋根の空洞を断熱するために非常に経済的に使用できます。この論文では、サトウキビの皮から得られるさまざまな人工木材製品からそのような家の構造がどのように作られるのかについても説明します。

自然が米粒をどのように包装するかを決定したとき、この小さな栄養素の束を「生物起源のオパール」と呼ばれるもので包みました。[1]水に結合した非晶質シリカを含むもみがらの化学構造はオパールの化学構造によく似ており、これがもみがらにかなり驚くべき特性を与えています。タンパク質と利用可能な炭水化物がこれほど少なく、同時に粗繊維、粗灰分、シリカがこれほど豊富に含まれる穀物副産物はどこにもありません。[2]すべての穀物副産物の中で、もみ殻は消化可能な栄養素全体に占める割合が最も低くなります (10% 未満)。[3]

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もみ殻には、リグニンと呼ばれる大量のフェニルプロパノイド構造ポリマーと組み合わせて、約 20% のオパリンシリカが含まれています。これほど高い割合のシリカは自然界では非常にまれであり[4]、このシリカとリグニンの緊密な混合により、もみ殻は水の浸透や菌による分解に耐性があるだけでなく、人間が最大限の努力をして処理してもみがらに耐性を持ちます。 。米は南極を除くすべての大陸で栽培されており、世界の面積と生産量の点で小麦に次ぐ第 2 位に位置しているため[5] 、また、籾殻は平均して米の粗刈り重量の約 20% を占めるため、[6]地球にはこの鱗状の残留物が大量に残ることになります。

世界中で毎年 1 億トンを超えるもみ殻が生成されます。[7] 1995年、米国はルイジアナ、テキサス、アーカンソー、ミズーリ、ミシシッピ、フロリダ、カリフォルニアにある約50の工場[9]で約126万トンのもみ殻[ 8]を生産した。ほとんどの精米所は粗米を保管し、毎日処理するため、新鮮な乾燥籾殻が一年中入手可能です。船体は生分解されたり燃えたりしにくいため、無料で入手できる場合もあります。

殻は通常 1 トンあたり約 6 ドルで販売されますが、ある工場では 1 トンあたり 2 ドルから 20 ドルの範囲の価格で殻を販売していると述べています。[10]

船体は非常に丈夫で摩耗性の高い包装材であり、かみ合う 2 つの半分で構成されています。粉砕された穀物によって空いた小さな空間をカプセル化し、他の無数の船体に近接して、優れた断熱材に匹敵する断熱層を形成します。[11]もみ殻全体の耐熱性テストでは、1 インチあたり 3.0 を超える R 値が示されています。[12]もみ殻の R 値がそれほど優れているのであれば、なぜ住宅や商業建築物の断熱に広く使用されなかったのでしょうか? [13]

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おそらく、私たちの科学者やエンジニアは、独自のものとしてラベルを付けて販売できる材料や製品を作成することだけに重点を置いています。おそらく、籾殻を断熱材として地味に使用するだけでは、科学的または商業的な想像力を十分に刺激することはできません。しかし、天然素材が豊富にあるのに、なぜ人工製品に注目するのでしょうか? 生の籾殻が断熱材として適さないのには、きっと何か深遠で明白な理由があるに違いない。

もみ殻は燃えますか?はい、そうですが、エルドン・ビーグルがかつてエレガントに説明したように、困難を伴います。

「独特のシリカとセルロースの『ストローの束』のような殻の構造配置により、有機物質と同様に燃焼したり、熱を放出したりしない物体が得られます。これらの微細なシリカの冠を持つ管状構造は、固有の抵抗力を提供します」多くの場合、それらは密閉されて、目的の最終製品を得るために不可欠な徹底的で均一な燃焼を妨げます。」[14]

緩んだ籾殻にマッチを火にかけようとした人なら誰でも、籾殻がいかに燃えにくいかを理解できるでしょう。急速な燃焼を維持するために必要な酸素を提供するために、もみ殻の山の中を空気が自由に流れることができないため、簡単かつきれいに燃焼することはできません。緩んだ籾殻のかさ密度は俵わらのかさ密度に似ており、わら俵を燃やそうとしたことのある人なら誰でも、酸素の利用可能性に関連する問題を理解します。しかし、酸素が利用できるという単純な理由だけですべてが説明されるわけではありません。

上で述べたように、もみがら内のオパリンシリカの割合が高いことは、他の植物材料と比較して最も異常であり、一部の科学者は、もみがらの燃焼中にシリカ灰が「繭」を形成し、繭からの酸素の供給を妨げる可能性があると述べています。内部のカーボンに到達します。他の科学者は、シリカと炭素が分子レベルで部分的に結合している可能性があるため、高温燃焼中に炭化ケイ素が形成され、この耐熱性セラミックの存在がもみ殻の容易な燃焼を妨げるのではないかと推測しています。[15]さらに他の科学者は、特定の温度では船体のシリカとカーボンの間の分子結合が実際に強化され、それによって船体の完全かつ均一な燃焼が妨げられると述べています。[16]いずれにしても、もみ殻の山に火をつけることができたとしても、炎が上がるというよりはくすぶる傾向があることがわかります。

籾殻は難燃性があり、常温では自己消火性があります。火のついたマッチを籾殻の山の上に投げ込むと、一般的に籾殻の中に自立した炎が発生せずに燃え尽きます。[17]

従来のセルロース断熱材では、大量の難燃剤およびくすぶり防止剤を添加する必要がありました。従来のセルロース断熱材中の難燃剤およびくすぶり防止剤(ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウム、三水和アルミニウム、リン酸一または二アンモニウムなど)の濃度は、重量で 40% にも達する場合があります。[18]これらの化学物質は購入して準備するのに高価であり、セルロース繊維はそれらを受け入れるために大規模な準備を行う必要があります。

驚くべきことに、もみ殻には難燃剤やくすぶり防止剤は必要ありません。自然はこの農業廃棄物に、臨界放射束試験 (ASTM C739/E970-89)、くすぶり燃焼試験 (ASTM C739、セクション 14)、および表面燃焼特性試験 ( ASTM E84)。R&D サービスによって行われた最近のテストでは、平均臨界放射束 (CRF) が 0.29 W/cm2、くすぶり燃焼重量損失が 0.03% ~ 0.07%、火炎拡散指数 (FSI) が 10、発煙発生指数 (SDI) が示されています。米国の建築基準では FSI が 25 以下、SDI が 450 以下であることが求められているため、もみ殻はこれらのテストに簡単に合格したことがわかります。生の未加工の状態では、もみ殻はクラス A またはクラス I の断熱材を構成します。

すべての有機材料は、周囲の空気の相対湿度と平衡に達するまで湿気を吸収または放出します。籾殻の外表面には高濃度の乳白色シリカがあり、大気中の水分が籾殻に移動するのを妨げます。また、もみ殻の 2.1% ~ 6.0% はクチンと呼ばれるバイオポリエステルで構成されており[19]、これは稲が生成するワックスと組み合わされて、高度に不浸透性のバリアを形成します。自然は、一般にこの植物の栽培と成長に伴う水と高湿度から米粒を保護するために、いくつかの非常に効果的な戦略を採用しています。

その結果、25℃における籾殻について行われた研究では、相対湿度 50% ではもみ殻の平衡含水率は 10% 以下である一方、相対湿度 90% ではもみ殻の平衡含水率は 10% 以下のままであることが示されています。 15%。[20] R&D サービスが実施した水分蒸気吸着試験 (ASTM C739、セクション 12) によると、重量増加はわずか 3.23% でした。これは、真菌やカビの増殖を維持するために必要な水分含有量を大幅に下回っています。

セルロース断熱材の ASTM 標準仕様では、カビの増殖に対する耐性について 28 日間の試験が必要です (ASTM C1497 のセクション 10、ASTM C1338、ASTM C1149 のセクション 6.6、または ASTM C739 のセクション 11 を参照)。これらの基準に従って、R&D サービスは 5 種類の異なる真菌種をもみ殻に接種し、もみ殻は殺菌剤やその他の化学物質を添加することなくこれらのテストに合格しました。

もみがらの外表面に高濃度のオパーリンシリカが存在することにより、もみがらの有効硬度がオパールについて報告されているのとほぼ同じ値 (モース スケールで 6) に設定されます。[21]しかし、もみ殻内のリグニンの存在により、この硬さは柔軟性と弾力性によって和らげられます。籾殻は硬くて弾力性があるため、細断した新聞紙よりもはるかに沈下や圧縮に強くなります。壁空洞内のセルロース断熱材が沈下すると、設置高さが 25% も減少する可能性があります。このため、多くの場合、ポリ酢酸ビニルまたはアクリル系接着剤を使用してセルロース絶縁体を安定化する必要があります。もみ殻がしっかりと振動したり壁の空洞に詰め込まれたりする場合、これらの安定化化合物はいずれも必要ありません。

通常、ゆるい籾殻の安息角は約 35 度です。[22]しかし、壁の空洞にしっかりと詰め込まれると、その小さな先端、端、毛が絡み合って負の安息角が得られます。穏やかな圧力下における籾殻のこの独特の結合により、籾殻は非常に均一な方法で安定し、それ以上沈降することは不可能です。また、籾殻に難燃剤、殺菌剤、その他の化学物質を添加する必要がないため、R&D サービスは、この良性で安定したバイオマスが悪臭を発しないと判断しました (ASTM C739)。同様に、R&D サービスは、もみ殻はアルミニウム、銅、鋼を腐食しないと判断しました (ASTM C739、セクション 9)。

もみ殻を使用すれば、大気汚染、水質汚染、浸食を引き起こす採掘や製造プロセスに従事する必要がありません。[23]もみ殻を使用すると、化石燃料の埋蔵量を枯渇させる製造プロセスに従事する必要がありません (ポリスチレン、[24]ポリイソシアヌレート、ポリウレタン断熱材の場合と同様)。もみ殻の場合、ホスゲン、プロピレンクロロヒドリン[25]、オゾン層を破壊するクロロフルオロカーボンなどの塩素系化学物質は使用しません。[26]もみがらの場合、尿素ホルムアルデヒドは使用せず、ほとんどのグラスファイバー断熱材に使用されるフェノールホルムアルデヒドも確実に使用しません。[27]もみ殻を使用すると、塵や繊維による刺激性や発がん性を心配する必要がありません。[28]さらに、急性化学物質過敏症の人は、バット断熱材のバインダー、再生新聞のインク、または発泡断熱材から放出される VOC に関連したガス発生を心配する必要はありません。[29]もみ殻は、細断、ハンマーミル粉砕、毛羽立ち、繊維化、結合、または安定化を必要としないため、確かにもみ殻が入手可能な州では、セルロース断熱材よりもはるかに少ないエネルギーしか保有しません。[30]もみ殻は燃えにくいため、難燃剤やくすぶり防止剤を必要とせず、非常に丈夫で耐久性があるため、何度も使用してリサイクルすることを妨げるものはありません。

おそらく、もみ殻の利用に関連する最も重要なコストは、その輸送です。かさ密度は約9ポンドです。フィート3あたり[31]個のバラの殻は、俵に詰めたわらとほぼ同じコストで輸送できます。ただし、輸送コストを削減するために、もみ殻を最大 25 ポンドまで圧縮することもできます。弾力性を損なうことなく、1フィート3あたり。[32]圧縮力が取り除かれると、すぐに元の密度に戻ります。しかし、もみ殻を経済的に輸送するには、もみ殻を 25 ポンド/平方フィート3の密度まで圧縮する必要はありません。標準的な 53 フィートのトレーラーは、わずか 14.50 ポンド/平方フィート3 の密度で、最大法定重量 24 トンで最適な輸送効率を達成します。この輸送密度で、1 マイルあたり 1.45 ドルの平均トラック輸送料金を支払った場合、1 トンの籾殻 250、500、750、1000、1250、およびそれぞれ 1500 マイル (下のグラフを参照)。

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9 lbs/ft 3の設置密度では、1 トンのもみ殻が12 インチの壁空洞の222 ft 2を断熱します。したがって、これらの同じ距離の輸送によって発生する1平方フィートあたりのコストは、それぞれ 0.07 ドル、0.14 ドル、0.20 ドル、0.27 ドル、0.34 ドル、0.41 ドルとなります (次のグラフを参照)。

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精米所から 200 マイル以内に住んでいる人は、他のタイプの断熱材の使用を正当化するのは難しいはずです。多くの工場がしぶしぶもみ殻をトン当たり 5.00 ドル未満で販売すると、もみ殻を支持する議論はさらに説得力のあるものになります。1 トンあたり 5.00 ドルとすると、深さ 12 インチの壁の1平方フィートあたりのもみ殻のコストはわずか 0.02 ドルです。

1 トンあたり 5.00 ドルではなく 25 ドル(現在の市場価格をはるかに上回る)を支払うと仮定すると、断熱壁 1 フィート2あたりの籾殻の購入価格はわずか 0.11 ドルであることがわかります。この 0.11 ドルを同じ距離の輸送コストに戻すと、現場に配送されるもみ殻 1 フィート2あたりの総コストは、それぞれ 0.18 ドル、0.25 ドル、0.32 ドル、0.38 ドル、0.45 ドル、0.52 ドルになります (下のグラフを参照)。 。

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これらの単純な計算により、もみ殻の輸送は断熱材としての広範な使用を制限したり制約したりすべきではないことがわかります。これらの計算により、俵わらと高密度パックのセルロース断熱材に関する 2 つの比較が可能になります。現在市場にある他のすべてのタイプの断熱材と比較して、これら 2 つのタイプの断熱材は、リサイクル含有量が最も高く、エネルギー含有量が最も低いものです。

平均すると、2 本のストローベイル (14x18x36 インチ) の重さは 45 ポンドで、2.50 ドルで販売され、さらに 1.00 ドルで現場に輸送されます。[33]壁内に平らに置かれた 2 本の紐の俵は、壁面の3.5 フィート2に相当します。これにより、壁1 平方フィートあたり 0.71 ドルの購入価格が得られ、これに輸送費としてさらに 0.29 ドルを追加する必要があります。したがって、俵壁1平方フィートあたりの俵わらの総コストは約 1.00 ドルになります。これは、250マイル輸送されたもみ殻の価格の5倍以上、1,500マイル輸送されたもみ殻の価格のほぼ2倍に相当します。さらに、1 インチあたり R-3.0 の 12 インチのもみ殻は、1 インチあたり R-1.45 の 18 インチの俵わらよりも 37% 高い断熱効果をもたらします[34]。これにより、コストが 5 分の 1 から 2 分の 1 になり、使用量が 33% 少なくなります。壁のスペース。

高密度パック用途におけるセルロース断熱材は、約 3.5 lbs/ft 3の密度で壁に挿入されます。したがって、1 トンのセルロース断熱材は、当社が提案する深さ 12 インチの壁の571平方フィートを断熱することになります。平均納入価格は 1 トンあたり 540 ドルで、セルロース断熱材のコストは断熱壁1平方フィートあたり約 0.95 ドルになります。これは俵わらよりわずかに安いですが、それでも 250 マイル輸送されたもみ殻の価格の約 5 倍、1,500 マイル輸送されたもみ殻の価格の 2 倍です。

もみがら断熱材がストローベール断熱材やセルロース断熱材に匹敵するのであれば、リサイクル含有量が低く、エネルギー含有量が高いこれらの形態の断熱材よりもどれほど望ましいのでしょうか? 米国の建築業界は、年間ベースで数百万トンの断熱材を必要としています。精米所は建築家や建設業者と提携して、環境に効率的で有益な方法で製造されていないあらゆる断熱材を置き換えるべきではないでしょうか?

これに反論して、耐荷重性のストローベイル壁は単なる断熱以上のものを提供すると、まったく正しく主張する人もいるかもしれません。また、もみ殻の理論上の断熱値を、リンゴとオレンジの典型的な例であるストロー俵の設置済み断熱値と比較したと主張する人もいるかもしれません。しかし、壁システムが正しく設計されている限り (構造部材を介した熱伝導率がない)、また籾殻が壁内に均一に分散して詰め込まれている限り (籾殻で占有されていないスペースがない)、理論値と設置値は同じになるはずです。

1994 年、セルロース断熱材業界は 420,000 トンのリサイクル新聞紙を消費しました。[35]これはあらゆる可能な方法で促進、強化されるべき活動です。仮に精米所が断熱産業に同等の貢献をしたとしても、これは米国におけるもみ殻の年間生産量の 3 分の 1 にすぎません。

平均販売価格が 1 トンあたり 25 ドル、平均輸送距離が 600 マイルの場合、精米所には毎年約 1,050 万ドル、輸送会社には 1,500 万ドル以上の収益が発生します。米国の籾殻生産量は世界全体の 1.3% 未満であるため、世界の他の国々は、このような豊富な農業副産物の単純かつ単純な利用から得るものがたくさんあります。もみがらには従来の断熱材に比べて多くの利点があると確信した場合、もみがらを使用した高断熱住宅をどのように建設すればよいでしょうか。さらに、この家の構造をほぼすべて農業廃棄物で作りたいとすると、どうすればよいでしょうか? わら俵とは異なり、緩んだもみ殻には構造的価値がないため、もみがらハウスの床、壁、屋根の空洞をどのように構築すればよいでしょうか? 低級セルロース材料から床、壁、屋根システムを作成できる技術はすでに存在します。ジョージア パシフィック、ルイジアナ パシフィック、ウェアハウザー、ボイシなどの企業は、I ジョイスト、単板積層材 (LVL)、平行ストランド材 (PSL)、積層ストランド材 (LSL)、方向性ストランドなどのさまざまな人工木材製品を専門としています。これらの人工木材製品は、従来の無垢製材に比べて幅広い利点を提供します。

結び目やその他の欠陥はありません。縮んだり、クラウンになったり、ねじれたり、曲がったり、裂けたり、ひっくり返ったり、反ったりしません。無垢材よりも強く、硬く、軽く、真っ直ぐで、はるかに正確です。比較的長距離に渡るように設計でき、単位重量あたりの耐荷重能力がはるかに高くなります。建築家は、より住みやすく有用なスペースを備えた構造物を設計でき、建設者は廃棄物や廃棄物に直面することがなくなり、大工は切断や設置が簡単になります。

現在、アスペンは、これらの加工木材製品の多くを製造するために使用される主原料です。アスペンは森林で生育しており、これまで人工木材を製造する場合、これらの森林の破壊は避けられない結果でした。ストローベイル建設がこれほど強力に私たちの注目を集めるのは、豊富な農業廃棄物を利用しているという単純な理由からです。耐荷重性のストローベイル壁を建設する際、木を一本も切り倒す必要はなく、木に依存する豊かで多様な生命に何らかの影響を与える必要もありません。さらに、その建設に必要な俵を生産するために、追加のエーカーの農地を拘束する必要もありません。わら俵は、小麦の栽培と小麦粉の製造の二次製品または副産物です。

農業が米の副産物として籾殻をもたらすのと同じように、農業はまた何か他のものの副産物として強力な木質繊維をもたらすのではないでしょうか?私たちは、あたかも自然の内なる論理によって、多くの点で竹に似ているはずの農業副産物を探しています。成長が早くて丈夫であるだけでなく、植物自体の構造、より具体的には茎や稈を特徴づける一連の節や節間という点で、竹との驚くべき類似点が見つかることさえ期待できるかもしれません。竹と同様に、それは厚い壁の外皮または皮質を持つ背の高い多年生草でなければなりませんが、竹とは異なり、それが他の何かの単なる副産物として収穫され利用されることを期待するかもしれません。栽培のために特別に土地を確保する必要はなく、収穫、輸送、前処理に必要なすべての設備がすでに整っているはずです。このような素晴らしい植物を見つけるにはどこに行けばよいでしょうか?

それはすでに存在します。1493 年にクリストファー コロンブスによって新世界に導入されたサトウキビは、米国内の農業にとって新しいものではありません。[36]しかし、アメリカ大陸に導入されて以来、主にその内核を満たす大量のスクロースを目的として栽培されてきました。すべての高価値のスクロースは主にその内部に存在しますが、茎全体が粉砕され、圧縮され、加工されるため、木質の外皮の完全性、強度、価値は完全に破壊されます。良くても低品位燃料として機能し、最悪の場合は野外に大量に廃棄され、最終的には好熱性細菌の作用により自然発火する可能性があります。サトウキビの外皮を焼却するとき、何を捨てているのかわかりにくいです。太平洋岸北西部の典型的な森林の成長速度と繊維の品質を、ルイジアナ州の典型的なサトウキビ農園の成長速度と繊維の品質と比較すると、驚いたことに、サトウキビ畑が明らかに森林を大幅に上回っていることがわかります。同等の期間内に、1 エーカーのサトウキビは森林 1 エーカーのほぼ 2 倍のボードフィートを生産できます。

茎全体またはビレット全体が従来の圧延機を通過すると、外皮の構造的完全性が破壊されるだけでなく、髄と外皮が密接に混合され、経済的に分離する可能性が失われます。サトウキビ植物の内核または髄は、構造的価値がほとんどない生分解性のヘミセルロース繊維を表しており、従来の林産物の代替品を探している場合、製造された木材製品に少量の髄が含まれていても、まったく望ましくないでしょう。したがって、すべての注意は、工場でサトウキビを切断および粉砕する前に、皮と芯を分離する手段を見つけることに移る。

現在、先進国ではほとんどのサトウキビがビレットハーベスターによって収穫されています。ビレットハーベスターは茎を倒し、畝の表面に食い込み、トランプ鉄、砂、粘土、粘土玉、石、レンガ、落ち葉、こまなどの大量のゴミを運びます。次に、収穫機は茎を長さ約 8 インチのビレットに切断します。最良の場合、乾燥条件下では、サトウキビ 1 トンに重量比 8% の無機ゴミが含まれ、湿潤条件下では、サトウキビ 1 トンに重量比で最大 30% の無機ゴミが含まれます。サトウキビの強靱なセルロース繊維は、工場での粉砕プロセスで完全に破壊されるだけでなく、時には同量の無機破片と密接に混合されます。

工場に入るこのゴミには砂糖が含まれておらず、フィルターケーキまたはバガスの形で工場から出るときに砂糖が運び去られます。ビレット中のゴミ 1 パーセントは、サトウキビ 1 トンあたり 3 ポンドの砂糖生産の損失に相当します。ゴミが増えると、メンテナンス、凝集剤、石灰、天然ガス、未燃バガス、フィルターケーキ、フロントエンドローダー、水処理、沈砂池、沈砂池を掃除するための引き綱の増加、運搬量が増えることを意味します。反転、糖蜜の増加、砂糖の減少、そしてコストの増加。確かに、外皮の完全性を完全に保ちながら、砂糖の回収を最大化し、製造コストを最小限に抑える方法が必要です。

この問題を解決するには、2 種類の分離が必要です。最初の分離機である高密度媒体分離機はビレットケーンからすべての無機破片を除去し、2 番目の分離機である機械式分離機は皮から髄を分離します。

ルイジアナ州ワシントンの Engineering, Separation and Recycling LLC は、ジャガイモ、ニンジン、サルシファイ、ビートなどの多種多様な根菜類の前処理に広く使用される 20 台を超える高密度中型分離機を設計しました。これと同じ植物性セパレーターを使用すると、ビレットを無機破片から分離するのに非常に効果的に使用できます (下の写真を参照)。サトウキビのビレットの密度は約 1.09 RD (ジャガイモの密度とほぼ同じ)、粘土ボール、石、レンガの密度は 2.00 RD をはるかに超えるため、この分離は簡単で簡単です。

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すべての無機材料がビレットから除去された後、ビレットは「ティルビー セパレーター」と呼ばれる非常に近代的で洗練された機械的分離装置に送られます。ティルビー セパレーターは、ビレットが縦方向に 2 つの半分に切断される最初のローラー セット (スプリッター ステーション) で構成されています。その後、プロセスは左右のローラー セット (脱髄ステーション) に分割され、各セットが皮から髄を削り取り、分離します。ビレットは毎秒 20 フィートという驚異的な速度でスプリッターと脱髄ステーションを通過します。果皮は乾燥機に送られ、髄だけが搾汁機に送られます。含水率が 2% 未満になるまで乾燥させた外皮は、想像できるほぼあらゆる種類の人工木材に加工できます。

ティルビープロセスでは元のビレットの繊維構造と長さが完全に保存されるため、人工木材の製造に必要な接着剤の量は通常よりもはるかに少なくなります。加工された木製スタッドに加工されれば、私たちが提案するもみ殻ハウスの壁の空洞を作成するために必要なものがすべて揃います。加工木材製品の I ジョイストを作成する場合、床と屋根の空洞を作成するために必要なものがすべて揃っています。敷居、床タイル、屋根の揺れ、さらにはファイバーセメントサイディングの製造に必要な繊維さえも、すべてサトウキビの皮の非常に丈夫な繊維から作ることができます。[37] [38]

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人工木材の使用により、構造全体を地面から持ち上げるオプション (橋脚と梁) が合理的なコストで提供され、低地や平坦でない地形に設置することが可能になります。同様に、屋根裏部屋もオープンで遮るもののない便利な居住空間に簡単に変換でき、構造物の平方フィートあたりの平均コストが大幅に削減されます。[39]全世界の生サトウキビの年間生産量は約 10 億トンであるため、約 7,500 万トンの乾燥外皮が加工製材産業に利用できる可能性があります。これは、世界中で毎年入手可能な1億トンのもみ殻にほぼ匹敵します。砂糖と米という 2 つの副産物によって、私たちは毎年何百万もの住宅を建設し、断熱することができます。

大規模な産業社会の一員として、私たちは本当に変化をもたらすことを行うのは難しいと感じています。農業廃棄物を大量に利用した構造物を構築することを選択することにより、私たちは環境に関して正しいことを行うだけでなく、従来利用可能なものよりもはるかに優れた構造物を自ら作り上げることになります。この超断熱籾殻/サトウキビハウスは、正しく設計されていれば[40] 、従来の構造よりも建設コストが大幅に安くなり、光熱費が 1 日あたり平均 1 米ドルを超えることはなく、所有者に継続的に利益をもたらすはずです。

したがって、他の方法よりもはるかに安価で、あらゆる点ではるかに賢明であるにもかかわらず、なぜ従来どおりに構築するのでしょうか? これまで、私たちは可能性を認識していない限り、それを実現することはできないという事実にいつでも逃げ込むことができました。しかし、これは義務や義務というよりも、私たちの宇宙の中にある素晴らしく圧倒的な美しさに創造的に反応する新しくてエキサイティングな方法を見つけることなのです。

付録

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最初のもみ殻ハウス

2004 年 2 月に完成した最初のもみ殻ハウスは、ポールとリー・オリヴィエの家です。ルイジアナ州ワシントンの歴史的な蒸気船の町に位置し、壮大なマグノリア リッジ プランテーションの真向かいにあり[41] 、 150 年以上前にこの地域に建てられた家と区別がつきません。この文書で説明されている建築技術の多くは、この家の建設に適用されています。

ポール・オリヴィエ

エンジニアリング、分離、リサイクル LLC

私書箱 250

ルイジアナ州ワシントン 70589

電話: 1-337-826-5540

電子メール: xpolivier@hotmail.com

ノート

  1. Velupillai、L.、Mahin、DB、Warshaw、JW、および Wailes、EJ 1996。籾殻からエネルギーへのシステムおよび機器の市場に関する研究、p.24、ルイジアナ州農業センター。「自然界では、シリカ (SiO2) は 7 つの異なる多形として存在します: 石英、クリストバライト、トリディマイト、コーサイト、スティショバイト、レシャテレライト (シリカ ガラス)、およびオパール。後の 2 つは非晶質です。」Drees、L.、Wilding、L.、Smeck、N.、および Senkayi、A.1989。土壌環境の鉱物 (第 2 版)、p.913、「オパールは水和シリカ多形体 (SiO2・nH2O) です。」同上、p.921
  2. 籾殻灰セメント: その開発と応用、国連工業開発機関、ウィーン、pp.12-13
  3. ジュリアーノ、1985 年生まれ。米:化学とテクノロジー、p. 695
  4. 「他の植物の内臓は、もみ殻に含まれるシリカの量に匹敵するものはありません。」ビーグル、EC 1978。FOA 農業サービス報 31、p.8
  5. ヴェルピライ (1996)、p.1
  6. 同上、p.15。Beagle (1978)、6 ページを参照。「水田に含まれる籾殻の割合はさまざまですが、20% が妥当な平均値と考えられます。」同上、p.25
  7. ヴェルピライ (1996)、p.15
  8. 同上、p.44
  9. 同上、p.37。米国の一部の精米所のリストについては、http://web.archive.org/web/20060312140454/http ://www.ricecafe.com:80/newlinks2.htm (削除されたサイト、2010 年 11 月)を参照してください。 ftp://www.usarice.com/publish/member1.htm (メンバーシップが必要です、2010 年 11 月)
  10. ヴェルピライ (1996)、p.45
  11. ヴェルピライ (1996)、p.16
  12. 「もみがらの熱伝導率は約 0.0359 W/(m.°C) です。この値は、優れた断熱材の熱伝導率によく匹敵します (ヒューストン、1972 年)。」ジュリアーノ (1985)、696 ページ。もみがら灰の熱伝導率は、0.062 Wm-1.K-1 であると報告されています。UNIDO、p.21 を参照してください。テネシー州クックビルの R&D サービスによって行われた最近のテストでは、1 インチあたり 3.024 の R が示されています。
  13. 焦げたもみ殻は「メハビット」という商標名でルースフィル用途の断熱材として販売されているが、新鮮なもみ殻がこの目的に使用されたという証拠を見つけるのは難しい。Beagle (1978)、p.132 を参照
  14. ビーグル号 (1978)、8 ページ。「もみ殻に含まれるシリカの割合が高く、独特のシリカとセルロースの構造により、燃焼プロセスにおけるもみ殻の均一かつ完全な燃焼が妨げられます。」ヴェルピライ (1996)、18 頁。「すべてのバイオマス燃焼の中でも、もみ殻(およびわら)の燃焼は、灰分が多いため特に困難です。」同上、p.23。「エルドン・ビーグル号は300フィート×500フィート×50フィートの山のもみ殻に火をつけ、6か月間燃え続けました。」同上、p.24。「しかし、過剰な空気では殻を簡単に、またはきれいに燃やすことができず、発生した熱を有益な方法で利用できないため、エネルギー回収率は非常に低くなります。」同上、p.25
  15. 同上、p.24
  16. ライスランド・フーズ社のカール・D・シンプソン氏との会話より
  17. Beagle (1978)、p.9、Burrows (109A) から引用
  18. 「市販のセルロース系断熱材に一般的に添加される化学物質の濃度は、通常 10 ~ 40 重量%の範囲です。一般的に使用される化学物質は、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸アルミニウム、アルミニウム三水和物、リン酸一アンモニウムまたはリン酸二アンモニウムです。」「セルロース系材料における難燃性のためのホウ酸塩」と題されたサービスブリテン、p.5、US Borax 作成
  19. Juliano (1985)、p.695。Cutin について[1] (そのようなページはありません、2010 年 11 月)
  20. ジュリアーノ (1985)、p.707
  21. ジュリアーノ (1985)、p.696
  22. ジュリアーノ (1985)、p.28
  23. この段落の比較表現の大部分は、環境建築ニュース – 断熱材: 環境比較[2]から引用しています。
  24. 「ポリスチレン断熱材に使用されるスチレンは、発がん性物質、突然変異誘発物質、慢性毒素、環境毒素の可能性があるとEPAによって特定されています。さらに、それは環境と健康の両方に懸念がある別の化学物質であるベンゼンから生成されます。」同上、p.5
  25. 「ポリイソシアヌレートとポリウレタン絶縁の前駆体であるイソシアネートを製造するには、ホスゲンとプロピレン クロロヒドリンという 2 つの塩素ベースの化学物質が使用されます。」同上、pp.4-5
  26. 「断熱材に含まれる最も重大な汚染物質は、地球を保護するオゾン層を破壊する塩素系化学物質です。」同上、p.5
  27. 「ほとんどのグラスファイバー断熱材は、繊維をまとめるためにフェノールホルムアルデヒド (PF) バインダーを使用して製造されています。」同上、p.5
  28. 「ガラス繊維に関する健康上の懸念の増大」については同書 p.10 で説明されている
  29. 同上、pp.10-11
  30. 身体化エネルギーとは、「物質の生産や輸送に必要なエネルギー」と定義されています。同上、p.8
  31. Juliano (1985)、p.696、Velupillai (1996)、p.16、Beagle (1978)、p.8
  32. ↑ 「船殻は約 0.4 g/cm 3まで容易に圧縮でき、粉砕すると嵩密度が 2 ~ 4 倍増加します。」ジュリアーノ (1985)、p.696
  33. これらの数字は、The Last Straw と呼ばれる人気のストローベイル出版物の編集者、キャサリン・ワネクによって提出されました。
  34. 「測定により、(わら俵) 壁が R-27.5 (RSI-4.8) まで断熱することが示されました。厚さベースでは、これはインチあたり R-1.45 (0.099 W/m°C) で、ちょうど半分を超えています」最も一般的に報告されている値です。」[3] p.2
  35. www.buldinggreen.com p.2 (要購読、2010 年 11 月)
  36. http://web.archive.org/web/20020316053751/http://www.lib.lsu.edu:80/special/exhibits/sugar/case1.html (リンクが機能しません、2010 年 11 月)
  37. この籾殻工法について詳しくは[4]
  38. サトウキビビレットからの異物の除去[5]
  39. たとえば、80 ドル/ft 2の費用で 2 階が総居住空間の 60% を占め、さらに 10 ドル/ft 2の追加費用で 2 階が総居住空間の 40% に変換できる場合、この場合、 1平方フィートあたりの平均コストはわずか 52 ドルです
  40. 「十分な厚さの断熱材と十分な窓があれば、炉の必要性をなくすことができます。これは、効率化対策のコストよりも多くの資本を投資することになります。より優れた家電製品は、冷却システムを不要にすることにも役立ち、より多くの資本コストを節約します。唯一中程度に効率が高いものは、家と車の建設にはより多くの費用がかかりますが、システム全体として設計すると、非常に効率的な家と車のコストは、改良されていないオリジナルのバージョンよりも安くなることがよくあります。」Hawkens, P.、Lovins, A.、および Lovins, H. 1999。自然資本主義、p. 114、ボストン: リトル、ブラウン、カンパニー
  41. http://web.archive.org/web/20050624085458/http://www.cajuntravel.com:80/washington.html
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