植物繊維だけで建物を作る研究ではありません。2024年の Scientific Reports 研究は、fly-ash-based geopolymer matrixへnatural-fiber mat/feltを層状に配置し、structural-insulation compositeのthermal propertyを評価しました。
9種類のplant-based fiber/materialをscreening
cellulose、hay、wood shavings、coconut、flax/hempなどのfiber、およびmat/felt/woolを測定。単独materialのthermal conductivityはおおむね0.031–0.052 W/m·Kでした。
その中からcoconut matとflax–hemp feltをlayered geopolymer panelへ組み込みました。
4 coconut mats＋8 mm barsでthermal conductivity 41%低下
15×15×5 cm prototype panelで、4 coconut mats＋8 mm composite barsを入れたvariantはreference geopolymerよりdensityが22%低下し、thermal conductivity coefficientは最大41%低下しました。
flax–hemp feltなど他構成では36%程度の低下例もありました。改善の大部分はlow-conductivity layerがgeopolymer volumeを置換することで説明されます。
CO₂排出削減を実測した研究ではない
geopolymerやrenewable natural fibersはconventional cement/mineral insulationよりlow-carbon化の可能性がありますが、本研究はpanelのdensity・thermal conductivityを中心にしたbasic prototype studyです。
full LCA、building energy consumption、fire resistance、frost durability、sound insulation、long-term mechanical performanceは今後の研究項目として挙げられています。
したがって「建物のCO₂を何%削減」「従来建材より寿命が長い」といった数値はまだ置けません。
関連するテーマとして、リグニンとセルロースだけで木材を3D印刷――200 µm DIWとhot-pressでbalsa超えの曲げ性能もあわせて読むと背景がつながります。
関連するテーマとして、木材由来nanocelluloseを綿のような繊維へ――濡れても強度を保つall-cellulose filamentもあわせて読むと背景がつながります。
関連するテーマとして、「木を植えれば冷える」はどこで崩れる？――172件のカーボンクレジットをalbedoまで計算した結果もあわせて読むと背景がつながります。
参考文献
- Bąk A et al. Basic research on layered geopolymer composites with insulating materials of natural origin. Scientific Reports. 2024;14:12576. https://doi.org/10.1038/s41598-024-63442-9
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