Rice hulls in construction/th

แกลบข้าวเป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษในธรรมชาติ แกลบข้าวประกอบด้วยซิลิกาโอพาลีนประมาณ 20% ร่วมกับโพลีเมอร์โครงสร้างฟีนิลโพรพานอยด์จำนวนมากที่เรียกว่าลิกนิน ขยะจากการเกษตรจำนวนมากนี้มีคุณสมบัติครบถ้วนตามที่คาดหวังจากวัสดุฉนวนที่ดีที่สุดบางชนิด การทดสอบ ASTM ล่าสุดที่ดำเนินการโดย R&D Services ในเมืองคุกวิลล์ รัฐเทนเนสซี เผยให้เห็นว่าแกลบข้าวไม่ลุกไหม้หรือมอดได้ง่าย มีความทนทานต่อความชื้นและการย่อยสลายของเชื้อราสูง ถ่ายเทความร้อนได้ไม่ดี ไม่มีกลิ่นหรือปล่อยก๊าซ และไม่กัดกร่อนอลูมิเนียม ทองแดง หรือเหล็ก เมื่ออยู่ในสถานะดิบและยังไม่ได้แปรรูป แกลบข้าวจะจัดเป็นวัสดุฉนวนประเภท A หรือประเภท I ดังนั้นจึงสามารถนำไปใช้เป็นฉนวนในผนัง พื้น และช่องหลังคาของโรงเรือนแกลบข้าวที่มีฉนวนสูงได้อย่างประหยัด นอกจากนี้ เอกสารนี้ยังอธิบายด้วยว่าโครงสร้างของบ้านดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นจากผลิตภัณฑ์ไม้แปรรูปหลายประเภทที่ทำมาจากเปลือกอ้อยได้อย่างไร
เอกสาร
เมื่อธรรมชาติตัดสินใจว่าจะบรรจุเมล็ดข้าวอย่างไร เธอจึงห่อมัดข้าวสารที่มีสารอาหารน้อยๆ นี้ด้วยสิ่งที่มักเรียกกันว่า "โอปอลชีวภาพ" [ 1 ]โครงสร้างทางเคมีของแกลบข้าวซึ่งประกอบด้วยซิลิกาอสัณฐานที่ผูกติดกับน้ำนั้นคล้ายคลึงกับโอปอลมาก และสิ่งนี้ทำให้แกลบข้าวมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งมาก เราไม่เคยพบผลิตภัณฑ์จากธัญพืชที่มีโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตที่พร้อมใช้งานต่ำเช่นนี้ที่ใดเลย แต่ในขณะเดียวกันกลับมีไฟเบอร์ เถ้าดิบ และซิลิกาสูงเช่นนี้[ 2 ]จากผลิตภัณฑ์จากธัญพืชทั้งหมด แกลบข้าวมีเปอร์เซ็นต์ของสารอาหารที่ย่อยได้ทั้งหมดต่ำที่สุด (น้อยกว่า 10%) [ 3 ]

เปลือกข้าวประกอบด้วยซิลิกาโอพาลีนประมาณ 20% ร่วมกับโพลีเมอร์โครงสร้างฟีนิลโพรพานอยด์จำนวนมากที่เรียกว่าลิกนิน ซิลิกาในปริมาณสูงเช่นนี้ถือว่าไม่ธรรมดาในธรรมชาติ[ 4 ]และการผสมผสานอย่างใกล้ชิดระหว่างซิลิกาและลิกนินทำให้เปลือกข้าวไม่เพียงแต่ทนทานต่อการแทรกซึมของน้ำและการสลายตัวของเชื้อราเท่านั้น แต่ยังทนทานต่อความพยายามอย่างดีที่สุดของมนุษย์ในการกำจัดมันด้วย เนื่องจากข้าวปลูกในทุกทวีปยกเว้นแอนตาร์กติกา เนื่องจากเป็นรองเพียงข้าวสาลีในแง่ของพื้นที่และผลผลิตทั่วโลก[ 5 ]และเนื่องจากเปลือกข้าวคิดเป็นประมาณ 20% ของน้ำหนักข้าวที่เก็บเกี่ยวหยาบโดยเฉลี่ย[ 6 ]โลกของเราจึงเต็มไปด้วยเศษซากที่เป็นเกล็ดนี้มากมาย
ทั่วโลกผลิตแกลบข้าวได้มากกว่า 100,000,000 เมตริกตันต่อปี[ 7 ]ในปี 1995 สหรัฐอเมริกาผลิตแกลบข้าวได้ประมาณ 1,260,000 เมตริกตัน[ 8 ]ที่โรงสีประมาณ 50 แห่ง[ 9 ]ซึ่งตั้งอยู่ในลุยเซียนา เท็กซัส อาร์คันซอ มิสซูรี มิสซิสซิปปี้ ฟลอริดา และแคลิฟอร์เนีย เนื่องจากโรงสีส่วนใหญ่จัดเก็บข้าวเปลือกและแปรรูปทุกวัน จึงมีแกลบสดแห้งจำหน่ายตลอดทั้งปี เนื่องจากแกลบไม่ย่อยสลายทางชีวภาพหรือเผาไหม้ได้ง่าย จึงบางครั้งมีแกลบให้ฟรี
- โดยทั่วไปแล้วแกลบจะขายในราคาประมาณ 6 เหรียญสหรัฐฯ ต่อตัน ถึงแม้ว่าโรงงานแห่งหนึ่งจะระบุว่าได้ขายแกลบในราคาตั้งแต่ 2 ถึง 20 เหรียญสหรัฐฯ ต่อตันก็ตาม[ 10 ]
เปลือกข้าวเปลือกเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ทนทานและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกันสองชิ้น เปลือกข้าวเปลือกห่อหุ้มพื้นที่ว่างเล็กๆ ที่ถูกเมล็ดข้าวสีออก และเมื่ออยู่ใกล้เปลือกข้าวเปลือกอื่นๆ มากมาย เปลือกข้าวเปลือกจะทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนซึ่งเทียบได้กับวัสดุฉนวนคุณภาพเยี่ยม[ 11 ]การทดสอบความต้านทานความร้อนของเปลือกข้าวเปลือกทั้งเมล็ดระบุว่ามีค่า R มากกว่า 3.0 ต่อนิ้ว[ 12 ]หากค่า R ของเปลือกข้าวเปลือกดีขนาดนั้น เหตุใดจึงไม่ได้ใช้กันอย่างกว้างขวางในการเป็นฉนวนกันความร้อนให้กับโครงสร้างที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์[ 13 ]

บางทีนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรของเราอาจมุ่งเน้นเฉพาะการสร้างวัสดุและผลิตภัณฑ์ที่สามารถติดฉลากและทำการตลาดได้ในฐานะกรรมสิทธิ์ บางทีการใช้แกลบข้าวเป็นวัสดุฉนวนอาจไม่ได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับจินตนาการทางวิทยาศาสตร์หรือเชิงพาณิชย์ได้มากเพียงพอ แต่ทำไมจึงเน้นที่ผลิตภัณฑ์ที่มนุษย์สร้างขึ้นในเมื่อวัสดุจากธรรมชาติมีอยู่มากมาย แน่นอนว่าต้องมีเหตุผลอันลึกซึ้งและชัดเจนบางประการที่ทำให้แกลบข้าวดิบไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นวัสดุฉนวน
แกลบไหม้ไหม? ใช่แล้ว มันไหม้ แต่ทำได้ยาก ดังที่เอลดอน บีเกิลเคยอธิบายไว้อย่างงดงามว่า:
- "โครงสร้างที่มีลักษณะพิเศษของเปลือกที่มีลักษณะคล้าย 'หลอดดูดน้ำ' ที่ทำจากซิลิกาและเซลลูโลส ทำให้ได้วัตถุที่ไม่เผาไหม้หรือปลดปล่อยความร้อนในลักษณะที่คล้ายกับสารอินทรีย์ใดๆ โครงสร้างท่อที่มีสันซิลิกาขนาดเล็กเหล่านี้มีความทนทานต่อการเผาไหม้โดยธรรมชาติ โดยมักจะปิดกั้นและป้องกันไม่ให้เกิดการเผาไหม้อย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอ ซึ่งจำเป็นต่อการได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายตามที่ต้องการ" [ 14 ]
ใครก็ตามที่เคยลองจุดไม้ขีดไฟเพื่อเผาแกลบข้าวเปลือกที่หลุดลอยจะเข้าใจดีว่าการจุดไฟเผาแกลบข้าวเปลือกนั้นยากเพียงใด เนื่องจากอากาศไม่สามารถไหลผ่านแกลบข้าวเปลือกเพื่อให้มีออกซิเจนที่จำเป็นต่อการเผาไหม้อย่างรวดเร็วได้ จึงทำให้แกลบข้าวเปลือกติดไฟได้ยากและสะอาด ความหนาแน่นของแกลบข้าวเปลือกที่หลุดลอยนั้นใกล้เคียงกับฟางมัด และใครก็ตามที่เคยลองจุดไฟเผาฟางมัดหนึ่งจะเข้าใจถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนที่มีอยู่ แต่ออกซิเจนที่มีอยู่เพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายได้ทั้งหมด
ดังที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น เปอร์เซ็นต์ซิลิกาโอพาลีนที่สูงในแกลบข้าวนั้นผิดปกติมากเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุจากพืชชนิดอื่น และนักวิทยาศาสตร์บางคนกล่าวว่าในระหว่างการเผาไหม้แกลบข้าว เถ้าซิลิกาอาจก่อตัวเป็น "รังไหม" ที่ป้องกันไม่ให้ออกซิเจนเข้าถึงคาร์บอนภายในได้ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นคาดเดาว่าเนื่องจากซิลิกาและคาร์บอนอาจเกิดพันธะบางส่วนในระดับโมเลกุล จึงเกิดซิลิกอนคาร์ไบด์ขึ้นระหว่างการเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง และการมีเซรามิกที่ทนความร้อนนี้ขัดขวางการเผาไหม้ที่ง่ายดายของแกลบข้าว[ 15 ]นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ บอกว่าที่อุณหภูมิบางระดับ พันธะโมเลกุลระหว่างซิลิกาและคาร์บอนในแกลบจะแข็งแกร่งขึ้นจริง ๆ จึงป้องกันไม่ให้แกลบไหม้ทั่วถึงและสม่ำเสมอ[ 16 ]ไม่ว่าในกรณีใด แม้ว่าเราจะสามารถจุดไฟเผากองแกลบข้าวได้ เราก็พบว่ามันมีแนวโน้มที่จะมอดมากกว่าจะลุกเป็นไฟ
- แกลบมีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟและดับได้เองที่อุณหภูมิปกติ ไม้ขีดไฟที่จุดแล้วโยนลงบนกองแกลบมักจะไหม้หมดโดยไม่เกิดเปลวไฟในแกลบ[ 17 ]
ฉนวนเซลลูโลสแบบธรรมดาต้องเติมสารหน่วงการติดไฟและควันในปริมาณมาก ความเข้มข้นของสารเคมีหน่วงการติดไฟและควัน (เช่น กรดบอริก โซเดียมโบเรต แอมโมเนียมซัลเฟต อะลูมิเนียมซัลเฟต อะลูมิเนียมไตรไฮเดรต โมโนหรือไดแอมโมเนียมฟอสเฟต) ในฉนวนเซลลูโลสแบบธรรมดาอาจสูงถึง 40% โดยน้ำหนัก[ 18 ]สารเคมีเหล่านี้มีราคาแพงในการซื้อและเตรียม และเส้นใยเซลลูโลสต้องผ่านการเตรียมอย่างเข้มข้นเพื่อรับสารเคมีเหล่านี้
น่าแปลกใจที่แกลบไม่ต้องการสารหน่วงการติดไฟหรือควันเลย ธรรมชาติได้มอบคุณสมบัติการเผาไหม้ทั้งหมดที่จำเป็นให้กับผลิตภัณฑ์ขยะทางการเกษตรนี้โดยเสรี เพื่อผ่านการทดสอบ Critical Radiant Flux (ASTM C739/E970-89) การทดสอบ Smoldering Combustion Test (ASTM C739, Section 14) และ Surface Burning Characteristics Test (ASTM E84) การทดสอบล่าสุดที่ดำเนินการโดย R&D Services ระบุว่า Critical Radiant Flux (CRF) เฉลี่ยอยู่ที่ 0.29 W/cm2 การสูญเสียน้ำหนักการเผาไหม้ขณะควันอยู่ระหว่าง 0.03% ถึง 0.07% ดัชนีการลามไฟ (FSI) อยู่ที่ 10 และดัชนีการเกิดควัน (SDI) อยู่ที่ 50 เนื่องจากกฎหมายอาคารของสหรัฐอเมริกากำหนดให้ FSI อยู่ที่ 25 หรือต่ำกว่า และ SDI อยู่ที่ 450 หรือต่ำกว่า เราจึงเห็นว่าแกลบผ่านการทดสอบเหล่านี้ได้อย่างง่ายดาย เปลือกข้าวที่ยังดิบและไม่ได้ผ่านการแปรรูป ถือเป็นวัสดุฉนวนชั้น A หรือชั้น I
วัสดุอินทรีย์ทั้งหมดจะดูดซับหรือปล่อยความชื้นจนกว่าจะเข้าสู่ภาวะสมดุลกับความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศโดยรอบ ความเข้มข้นสูงของซิลิกาโอพาลีนบนพื้นผิวด้านนอกของเปลือกข้าวขัดขวางการถ่ายเทความชื้นในบรรยากาศเข้าสู่เปลือกข้าว นอกจากนี้ เปลือกข้าว 2.1% ถึง 6.0% ประกอบด้วยไบโอโพลีเอสเตอร์ที่เรียกว่าคิวติน[ 19 ]ซึ่งเมื่อรวมกับขี้ผึ้งที่ผลิตโดยต้นข้าว จะก่อให้เกิดชั้นกั้นที่ซึมผ่านได้สูง ธรรมชาติใช้กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพหลายประการเพื่อปกป้องเมล็ดข้าวจากน้ำและความชื้นสูงที่มักเกิดขึ้นกับการเพาะปลูกและการเติบโตของต้นข้าวชนิดนี้
ดังนั้น การศึกษาที่ทำกับแกลบข้าวที่อุณหภูมิ 25°C แสดงให้เห็นว่าความชื้นสมดุลของแกลบข้าวที่ความชื้นสัมพัทธ์ 50% อยู่ที่หรือต่ำกว่า 10% ในขณะที่ความชื้นสัมพัทธ์ 90% ความชื้นสมดุลของแกลบข้าวจะอยู่ที่หรือต่ำกว่า 15% [ 20 ]การทดสอบการดูดซับไอความชื้น (ASTM C739, ส่วนที่ 12) ที่ดำเนินการโดย R&D Services ระบุว่าน้ำหนักเพิ่มขึ้นเพียง 3.23% ซึ่งต่ำกว่าปริมาณความชื้นที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของเชื้อราและรา
ข้อกำหนดมาตรฐาน ASTM สำหรับฉนวนเซลลูโลสกำหนดให้ทดสอบความต้านทานต่อการเจริญเติบโตของเชื้อราเป็นเวลา 28 วัน (ดูส่วนที่ 10 ของ ASTM C1497, ASTM C1338, ส่วนที่ 6.6 ของ ASTM C1149 หรือส่วนที่ 11 ของ ASTM C739) ตามมาตรฐานเหล่านี้ R&D Services ได้ฉีดเชื้อรา 5 ชนิดที่แตกต่างกันลงในแกลบข้าว และแกลบข้าวก็ผ่านการทดสอบเหล่านี้โดยไม่ต้องเติมสารป้องกันเชื้อราหรือสารเคมีอื่นใด
ความเข้มข้นสูงของซิลิกาโอปอลีนบนพื้นผิวด้านนอกของแกลบข้าวยังช่วยกำหนดความแข็งที่มีประสิทธิภาพของแกลบข้าวที่ค่าประมาณเดียวกันกับที่รายงานสำหรับโอปอล (6 ตามมาตราโมห์ส) [ 21 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีลิกนินอยู่ในแกลบข้าว ความแข็งนี้จึงลดลงด้วยความยืดหยุ่นและความยืดหยุ่น เนื่องจากแกลบข้าวแข็งแต่ยังยืดหยุ่นได้ จึงทนต่อการทรุดตัวและการบีบอัดได้ดีกว่ากระดาษหนังสือพิมพ์ฉีกเป็นชิ้นเล็ก ๆ การทรุดตัวของฉนวนเซลลูโลสในช่องว่างผนังสามารถลดความสูงที่ติดตั้งได้มากถึง 25% ด้วยเหตุนี้ จึงมักจำเป็นต้องทำให้ฉนวนเซลลูโลสคงตัวโดยใช้โพลีไวนิลอะซิเตทหรือกาวอะคริลิก ไม่จำเป็นต้องใช้สารคงตัวเหล่านี้กับแกลบข้าว หากสั่นสะเทือนอย่างแน่นหนาหรืออัดแน่นในช่องว่างผนัง
โดยทั่วไปแกลบที่หลุดออกจะมีมุมพักประมาณ 35 องศา[ 22 ]แต่เมื่ออัดแน่นในช่องว่างของผนังแล้ว ปลายเล็กๆ ขอบ และขนจะประสานกันเพื่อให้ได้มุมพักในเชิงลบ เนื่องมาจากการยึดติดที่แปลกประหลาดของแกลบภายใต้แรงกดเล็กน้อย ทำให้แกลบคงตัวในลักษณะที่สม่ำเสมอมาก และไม่มีการทรุดตัวเพิ่มเติม นอกจากนี้ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเติมสารหน่วงไฟ สารฆ่าเชื้อรา หรือสารเคมีอื่นๆ ลงในแกลบ ฝ่ายบริการวิจัยและพัฒนาจึงได้กำหนดว่าชีวมวลที่ไม่เป็นอันตรายและเสถียรนี้จะไม่ปล่อยกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ (ASTM C739) ในทำนองเดียวกัน ฝ่ายบริการวิจัยและพัฒนาได้กำหนดว่าแกลบไม่กัดกร่อนอลูมิเนียม ทองแดง หรือเหล็ก (ASTM C739 ส่วนที่ 9)
ด้วยแกลบข้าว เราไม่จำเป็นต้องมีส่วนร่วมในกระบวนการขุดหรือการผลิตที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ มลพิษทางน้ำ หรือการกัดเซาะ[ 23 ]ด้วยแกลบข้าว เราไม่จำเป็นต้องมีส่วนร่วมในกระบวนการการผลิตที่ทำให้เชื้อเพลิงฟอสซิลสำรองของเราหมดลง (เช่น โพลิสไตรีน[ 24 ]โพลิไอโซไซยานูเรต และฉนวนโพลียูรีเทน) ด้วยแกลบข้าว เราไม่ได้ใช้สารเคมีที่มีคลอรีนเป็นส่วนประกอบ เช่น ฟอสจีน โพรพิลีนคลอโรไฮดริน[ 25 ]หรือคลอโรฟลูออโรคาร์บอนที่ทำลายโอโซน[ 26 ]ด้วยแกลบข้าว เราไม่ได้ใช้ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ และแน่นอนว่าไม่มีฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ที่ใช้ในฉนวนไฟเบอร์กลาสส่วนใหญ่[ 27 ]ด้วยแกลบข้าว เราไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความระคายเคืองหรือความก่อมะเร็งของฝุ่นและเส้นใย[ 28 ]นอกจากนี้ ผู้ที่มีความไวต่อสารเคมีเฉียบพลันไม่ควรต้องกังวลเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้องกับสารยึดเกาะในฉนวนแผ่น หมึกในกระดาษหนังสือพิมพ์รีไซเคิล หรือสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่ปล่อยออกมาจากฉนวนโฟม[ 29 ]เนื่องจากแกลบไม่จำเป็นต้องฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย บดด้วยค้อน ฟูเป็นเส้น ผูกมัด หรือทำให้คงตัว แน่นอนว่าแกลบมีพลังงานสะสมน้อยกว่าฉนวนเซลลูโลสในรัฐที่มีแกลบ[ 30 ]เนื่องจากแกลบไม่ไหม้ง่าย จึงไม่ต้องใช้สารหน่วงการติดไฟหรือควัน และเนื่องจากแกลบมีความแข็งแรงและทนทาน จึงไม่มีอะไรป้องกันไม่ให้แกลบถูกนำไปใช้และรีไซเคิลซ้ำแล้วซ้ำเล่า
ต้นทุนที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการใช้แกลบก็คือค่าขนส่ง เมื่อมีความหนาแน่นประมาณ 9 ปอนด์ต่อฟุต3 [ 31 ] แกลบที่ แยกได้สามารถขนส่งได้ในราคาเท่ากับฟางมัด อย่างไรก็ตาม เพื่อลดต้นทุนการขนส่ง แกลบสามารถอัดให้มีน้ำหนักได้ถึง 25 ปอนด์ต่อฟุต3โดยไม่ทำลายความยืดหยุ่นของแกลบ[ 32 ]แกลบจะเด้งกลับไปสู่ความหนาแน่นเดิมได้อย่างง่ายดายเมื่อแรงอัดถูกขจัดออกไป แต่เพื่อขนส่งแกลบอย่างประหยัด ไม่จำเป็นต้องอัดแกลบให้มีน้ำหนัก 25 ปอนด์ต่อฟุต3ด้วยความหนาแน่นเพียง 14.50 ปอนด์ต่อฟุต3รถพ่วงมาตรฐานขนาด 53 ฟุตจะมีประสิทธิภาพในการขนส่งสูงสุดที่น้ำหนักสูงสุดตามกฎหมายคือ 24 ตัน หากเราจ่ายค่าขนส่งเฉลี่ยที่ความหนาแน่นของการขนส่งนี้ที่ไมล์ละ 1.45 เหรียญสหรัฐฯ ก็จะมีค่าใช้จ่ายประมาณ 15, 30, 45, 60, 75 และ 90 เหรียญสหรัฐฯ ในการขนส่งแกลบ 1 ตันระยะทาง 250, 500, 750, 1,000, 1,250 และ 1,500 ไมล์ ตามลำดับ (ดูแผนภูมิด้านล่าง)

เมื่อความหนาแน่นที่ติดตั้งอยู่ที่ 9 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุตแกลบ 1 ตันจะทำหน้าที่เป็นฉนวนได้ 222 ลูกบาศก์ฟุตจากช่องว่างผนัง 12 นิ้ว ดังนั้น ต้นทุนต่อลูกบาศก์ฟุตที่เกิดขึ้นจากการขนส่งในระยะทางเดียวกันนี้คือ 0.07 ดอลลาร์ 0.14 ดอลลาร์ 0.20 ดอลลาร์ 0.27 ดอลลาร์ 0.34 ดอลลาร์ และ 0.41 ดอลลาร์ ตามลำดับ (ดูแผนภูมิถัดไป)

ผู้ที่อาศัยอยู่ห่างจากโรงสีข้าวไม่ถึง 200 ไมล์น่าจะหาเหตุผลมาสนับสนุนการใช้ฉนวนประเภทอื่นได้ยาก เมื่อโรงสีหลายแห่งขายแกลบในราคาต่ำกว่า 5.00 ดอลลาร์ต่อตันอย่างไม่เต็มใจ เหตุผลที่สนับสนุนแกลบจึงยิ่งมีน้ำหนักมากขึ้น เมื่อราคา 5.00 ดอลลาร์ต่อตัน ต้นทุนแกลบต่อผนังลึก 12 นิ้วต่อตารางฟุตจะอยู่ที่ 0.02 ดอลลาร์เท่านั้น
หากสมมติว่าเราจ่ายไม่ใช่ 5.00 ดอลลาร์แต่เป็น 25 ดอลลาร์ต่อตัน (สูงกว่าราคาตลาดปัจจุบันมาก) เราจะพบว่าราคาซื้อแกลบต่อ ผนัง 2 ฟุต ที่หุ้มฉนวนนั้นอยู่ที่เพียง 0.11 ดอลลาร์เท่านั้น เมื่อรวม 0.11 ดอลลาร์นี้กลับเข้าไปในต้นทุนการขนส่งในระยะทางเดียวกันนี้ เราจะได้ต้นทุนรวมต่อ2 ฟุต ของแกลบที่ส่งไปยังไซต์งานคือ 0.18 ดอลลาร์, 0.25 ดอลลาร์, 0.32 ดอลลาร์, 0.38 ดอลลาร์, 0.45 ดอลลาร์ และ 0.52 ดอลลาร์ ตามลำดับ (ดูแผนภูมิด้านล่าง)

จากการคำนวณง่ายๆ เหล่านี้ เราพบว่าการขนส่งแกลบไม่ควรจำกัดหรือจำกัดการใช้งานแกลบอย่างแพร่หลายเพื่อเป็นฉนวนกันความร้อน การคำนวณเหล่านี้ทำให้เราสามารถเปรียบเทียบได้สองแบบ คือ การเปรียบเทียบฟางมัด และการเปรียบเทียบฉนวนเซลลูโลสอัดแน่น เมื่อเปรียบเทียบกับฉนวนประเภทอื่นๆ ทั้งหมดในตลาดปัจจุบัน ฉนวนทั้งสองประเภทนี้มีค่าการนำกลับมาใช้ใหม่สูงสุดและมีค่าพลังงานที่สะสมต่ำที่สุด
โดยเฉลี่ยแล้ว ฟางมัดสองสาย (14x18x36 นิ้ว) มีน้ำหนัก 45 ปอนด์ ขายได้ในราคา 2.50 ดอลลาร์ และขนส่งไปยังไซต์งานโดยมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม 1 ดอลลาร์[ 33 ]เมื่อวางราบไปกับผนัง ฟางมัดสองสายจะมีพื้นที่ผนัง 3.5 ฟุต2ซึ่งจะทำให้มีราคาซื้อ 0.71 ดอลลาร์ต่อผนัง 1 ฟุต2ซึ่งเราต้องเพิ่มค่าขนส่งอีก 0.29 ดอลลาร์ ดังนั้น ต้นทุนรวมของฟางมัดต่อผนังมัด 1 ฟุต2จึงอยู่ที่ประมาณ 1 ดอลลาร์ ซึ่งมากกว่าราคาข้าวเปลือกที่ขนส่ง 250 ไมล์ถึงห้าเท่า และเกือบสองเท่าของราคาข้าวเปลือกที่ขนส่ง 1,500 ไมล์ นอกจากนี้ แกลบข้าวขนาด 12 นิ้วที่ราคา R-3.0 ต่อนิ้วยังให้ฉนวนกันความร้อนได้มากกว่าฟางมัดขนาด 18 นิ้วที่ราคา R-1.45 ต่อนิ้วถึง 37% [ 34 ]และด้วยต้นทุนเพียง 1 ใน 5 ถึงครึ่งหนึ่ง จึงใช้พื้นที่ผนังน้อยลงถึง 33%
ฉนวนเซลลูโลสแบบอัดแน่นจะถูกใส่เข้าไปในผนังด้วยความหนาแน่นประมาณ 3.5 ปอนด์ต่อลูกบาศก์ฟุตดังนั้นฉนวนเซลลูโลส 1 ตันจะหุ้มฉนวนได้ 571 ลูกบาศก์ฟุตของผนังลึก 12 นิ้วที่เราเสนอ ด้วยราคาเฉลี่ยที่ส่งมอบที่ 540 ดอลลาร์ต่อตัน ฉนวนเซลลูโลสจะมีราคาประมาณ 0.95 ดอลลาร์ต่อ ผนัง 1 ลูกบาศก์ฟุต ซึ่งถูกกว่าฟางมัดเล็กน้อย แต่ก็ยังถูกกว่าราคาฟางข้าวที่ขนส่ง 250 ไมล์และ 2 เท่าของราคาฟางข้าวที่ขนส่ง 1,500 ไมล์ประมาณห้าเท่า
หากฉนวนแกลบสามารถเทียบเคียงได้กับฉนวนฟางและเซลลูโลส แล้วฉนวนแกลบจะน่าใช้กว่าฉนวนประเภทอื่นที่มีปริมาณการรีไซเคิลต่ำและมีปริมาณพลังงานสะสมสูงเพียงใด อุตสาหกรรมก่อสร้างในสหรัฐอเมริกาต้องการฉนวนหลายล้านตันต่อปี โรงสีข้าวไม่ควรจับมือเป็นพันธมิตรกับสถาปนิกและผู้สร้างเพื่อแทนที่ฉนวนทุกประเภทที่ไม่ได้ผลิตขึ้นในลักษณะที่มีประสิทธิภาพและเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่
- ในการโต้แย้ง บางคนอาจโต้แย้งได้อย่างถูกต้องว่าผนังฟางอัดก้อนที่รับน้ำหนักได้นั้นไม่เพียงแต่ให้ฉนวนกันความร้อนเท่านั้น บางคนอาจโต้แย้งว่า เราได้เปรียบเทียบค่าฉนวนกันความร้อนตามทฤษฎีของแกลบกับค่าฉนวนกันความร้อนที่ติดตั้งแล้วของฟางอัดก้อน ซึ่งเป็นกรณีคลาสสิกของแอปเปิลกับส้ม แต่ตราบใดที่ระบบผนังได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง (ไม่มีการนำความร้อนผ่านส่วนประกอบโครงสร้าง) และตราบใดที่แกลบกระจายและบรรจุภายในผนังอย่างสม่ำเสมอ (ไม่มีช่องว่างที่เปลือกถูกครอบครอง) ค่าทางทฤษฎีและค่าที่ติดตั้งแล้วควรจะเท่ากัน
ในปี 1994 อุตสาหกรรมฉนวนเซลลูโลสใช้กระดาษหนังสือพิมพ์รีไซเคิล 420,000 ตัน[ 35 ]นี่คือกิจกรรมที่ควรส่งเสริมและปรับปรุงในทุกวิถีทางที่เป็นไปได้ หากโรงสีข้าวมีส่วนสนับสนุนอุตสาหกรรมฉนวนในปริมาณที่เท่ากัน การผลิตเปลือกข้าวในสหรัฐอเมริกาต่อปีจะเป็นเพียงหนึ่งในสามเท่านั้น
ด้วยราคาขายเฉลี่ยที่ 25 เหรียญสหรัฐต่อตันและระยะทางขนส่งเฉลี่ย 600 ไมล์ วิธีนี้จะทำให้โรงสีข้าวมีรายได้ประมาณ 10.5 ล้านเหรียญสหรัฐต่อปี และบริษัทขนส่งมีรายได้มากกว่า 15 ล้านเหรียญสหรัฐ เนื่องจากสหรัฐอเมริกาผลิตแกลบได้น้อยกว่า 1.3% ของผลผลิตแกลบทั่วโลก ส่วนอื่นๆ ของโลกจึงได้รับประโยชน์มากกว่าจากการใช้แกลบในปริมาณมากอย่างเรียบง่ายและไม่ต้องใช้เทคนิคซับซ้อน สมมติว่าเราเชื่อมั่นว่าแกลบมีข้อดีหลายประการเหนือวัสดุฉนวนทั่วไป เราควรสร้างบ้านที่มีฉนวนกันความร้อนสูงโดยใช้แกลบอย่างไร สมมติว่าเราต้องการสร้างโครงสร้างบ้านหลังนี้เกือบทั้งหมดจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เราควรดำเนินการอย่างไร เนื่องจากแกลบที่หลุดล่อนไม่เหมือนกับฟางมัดใหญ่ เราจึงควรสร้างช่องว่างของพื้น ผนัง และหลังคาของบ้านแกลบอย่างไร เทคโนโลยีที่ช่วยให้เราสร้างระบบพื้น ผนัง และหลังคาจากวัสดุเซลลูโลสคุณภาพต่ำได้นั้นมีอยู่แล้ว บริษัทต่างๆ เช่น Georgia-Pacific, Louisiana Pacific, Weyerhaeuser และ Boise มีความเชี่ยวชาญด้านผลิตภัณฑ์ไม้แปรรูปหลากหลายประเภท เช่น I-joists, lammerized lam (LVL), lammered strand lumber (PSL), lamered strand lumber (LSL), lamered strand lumber (OSL), lamered lamed glued lumber (GLULAM) เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ไม้แปรรูปเหล่านี้มีข้อดีมากมายเมื่อเทียบกับไม้แปรรูปแบบท่อนเดียวแบบดั้งเดิม
ไม้เหล่านี้ไม่มีปมและข้อบกพร่องอื่นๆ ไม่หด ไม่โค้ง ไม่บิด ไม่โก่ง ไม่แตก ไม่หัก ไม่โก่งงอ แข็งแรงกว่า ทนทานกว่า เบากว่า ตรงกว่า และแม่นยำกว่าไม้แปรรูปแปรรูปมาก ไม้เหล่านี้สามารถออกแบบให้วางได้ในระยะทางที่ค่อนข้างไกล โดยรับน้ำหนักได้มากกว่าต่อหน่วยน้ำหนัก สถาปนิกสามารถออกแบบโครงสร้างให้มีพื้นที่ใช้สอยและใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น ผู้สร้างไม่ต้องเจอกับปัญหาการทิ้งและของเสีย และช่างไม้ยังพบว่าไม้เหล่านี้ตัดและติดตั้งได้ง่ายอีกด้วย
ปัจจุบัน แอสเพนเป็นวัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตไม้แปรรูปหลายชนิด แอสเพนเติบโตในป่า และจนถึงปัจจุบัน การทำลายป่าเหล่านี้ถือเป็นผลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้จากการผลิตไม้แปรรูป การสร้างฟางมัดดึงดูดความสนใจของเราอย่างมากด้วยเหตุผลง่ายๆ ว่าใช้เศษวัสดุจากการเกษตรจำนวนมาก ในการสร้างกำแพงฟางมัดรับน้ำหนัก เราไม่จำเป็นต้องโค่นต้นไม้เพียงต้นเดียวหรือส่งผลกระทบต่อชีวิตที่อุดมสมบูรณ์และหลากหลายซึ่งขึ้นอยู่กับต้นไม้ ยิ่งกว่านั้น เราไม่จำเป็นต้องผูกมัดพื้นที่เกษตรกรรมเพิ่มเติมอีกหนึ่งเอเคอร์เพื่อผลิตฟางมัดที่จำเป็นสำหรับการสร้าง ฟางมัดเป็นผลิตภัณฑ์รองหรือผลพลอยได้จากการปลูกข้าวสาลีและผลิตแป้ง
การเกษตรทำให้เราได้แกลบเป็นผลพลอยได้จากข้าว แล้วการเกษตรก็ไม่สามารถให้เยื่อไม้ที่แข็งแรงเป็นผลพลอยได้จากสิ่งอื่นได้เช่นกัน เรากำลังมองหาผลพลอยได้จากการเกษตร ซึ่งโดยตรรกะภายในของธรรมชาติแล้ว ควรจะคล้ายกับไม้ไผ่ในหลายๆ ด้าน ไม่เพียงแต่ไม้ไผ่ควรจะเติบโตเร็วและแข็งแรงเท่านั้น แต่เรายังคาดหวังที่จะพบความคล้ายคลึงที่น่าทึ่งกับไม้ไผ่ในแง่ของโครงสร้างของต้นไม้เอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลุ่มข้อและปล้องที่บ่งบอกถึงลำต้นหรือลำ เช่นเดียวกับไม้ไผ่ หญ้ายืนต้นควรเป็นหญ้าสูงที่มีเปลือกหรือเปลือกชั้นนอกที่มีผนังหนา แต่ต่างจากไม้ไผ่ เราอาจหวังว่ามันจะสามารถเก็บเกี่ยวและใช้ประโยชน์ได้เป็นเพียงผลพลอยได้จากสิ่งอื่น ไม่จำเป็นต้องจัดสรรพื้นที่โดยเฉพาะสำหรับการเพาะปลูก และอุปกรณ์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการเก็บเกี่ยว การขนส่ง และการแปรรูปเบื้องต้นควรมีพร้อมอยู่แล้ว เราควรไปที่ไหนเพื่อค้นหาพืชที่น่าทึ่งเช่นนี้
มีอยู่แล้ว อ้อยซึ่งคริสโตเฟอร์ โคลัมบัสได้นำเข้าสู่โลกใหม่เมื่อนานมาแล้วในปี ค.ศ. 1493 ถือได้ว่าไม่ใช่พืชชนิดใหม่แต่อย่างใดสำหรับภาคเกษตรกรรมในสหรัฐอเมริกา[ 36 ]แต่ตั้งแต่ที่นำอ้อยเข้าสู่ทวีปอเมริกา อ้อยก็ถูกปลูกเพื่อเอาซูโครสจำนวนมากที่อยู่ภายในแกนกลางของต้นอ้อย แม้ว่าซูโครสที่มีมูลค่าสูงทั้งหมดจะอยู่ในส่วนภายในของต้นอ้อยเป็นหลัก แต่ลำต้นทั้งหมดจะถูกบด อัด และแปรรูป ซึ่งเมื่อทำเช่นนั้น ความสมบูรณ์ ความแข็งแรง และคุณค่าของเปลือกนอกที่เป็นเนื้อไม้ก็จะถูกทำลายไปทั้งหมด ในกรณีที่ดีที่สุด อ้อยก็ทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงคุณภาพต่ำ และในกรณีที่แย่ที่สุด อ้อยก็จะถูกทิ้งกลางแจ้งเป็นกองใหญ่ ซึ่งในที่สุดอาจติดไฟได้เองจากการกระทำของแบคทีเรียที่ชอบความร้อน เป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจว่าเรากำลังทิ้งอะไรไปเมื่อเราเผาเปลือกนอกของต้นอ้อย หากเราเปรียบเทียบอัตราการเจริญเติบโตและคุณภาพของเส้นใยของป่าทั่วไปในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือกับไร่อ้อยทั่วไปในลุยเซียนา เราจะพบว่าทุ่งอ้อยมีประสิทธิภาพเหนือกว่าป่าอย่างเห็นได้ชัด ภายในระยะเวลาเท่ากัน อ้อย 1 เอเคอร์สามารถผลิตไม้ได้เกือบสองเท่าของป่า 1 เอเคอร์
เมื่อลำต้นหรือท่อนอ้อยทั้งหมดผ่านเครื่องบดแบบธรรมดาแล้ว ไม่เพียงแต่ความสมบูรณ์ของโครงสร้างเปลือกอ้อยจะถูกทำลายเท่านั้น แต่แกนและเปลือกอ้อยยังผสมกันอย่างใกล้ชิด และความเป็นไปได้ใดๆ ที่จะแยกออกจากกันเพื่อประหยัดต้นทุนก็ถูกทำลายไปด้วย แกนหรือแกนในของต้นอ้อยเป็นเส้นใยเฮมิเซลลูโลสที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพซึ่งมีคุณค่าทางโครงสร้างน้อยมาก และหากเรากำลังมองหาทางเลือกอื่นสำหรับผลิตภัณฑ์จากป่าแบบธรรมดา แกนในของไม้แปรรูปแม้เพียงเล็กน้อยก็เป็นสิ่งที่ไม่น่าต้องการ ดังนั้น ความสนใจทั้งหมดจึงหันไปที่การค้นหาวิธีแยกเปลือกอ้อยออกจากแกนก่อนการตัดและบดอ้อยที่โรงสี
ปัจจุบันอ้อยส่วนใหญ่ในประเทศที่พัฒนาแล้วเก็บเกี่ยวโดยใช้เครื่องเก็บท่อนอ้อย เครื่องเก็บท่อนอ้อยจะกระแทกลำต้นลงและกัดผิวของแถว ดึงเศษไม้ เช่น เศษเหล็ก ทราย ดินเหนียว ก้อนดินเหนียว หิน อิฐ ใบไม้ และยอดอ้อยติดไปด้วย จากนั้นเครื่องเก็บจะตัดลำต้นให้เป็นท่อนยาวประมาณ 8 นิ้ว ในกรณีที่ดีที่สุด ในสภาวะแห้ง อ้อย 1 ตันจะมีเศษอนินทรีย์ 8% ตามน้ำหนัก และในสภาวะเปียก อ้อย 1 ตันจะมีเศษอนินทรีย์มากถึง 30% ตามน้ำหนัก ไม่เพียงแต่เส้นใยเซลลูโลสที่เหนียวของอ้อยจะถูกทำลายจนหมดในกระบวนการบดที่โรงสีเท่านั้น แต่เส้นใยนี้ยังปะปนกับเศษอนินทรีย์ในปริมาณที่เท่ากันอีกด้วย
ขยะเหล่านี้ที่เข้าสู่โรงสีไม่มีน้ำตาล และเมื่อออกจากโรงสีในรูปของกากตะกอนหรือกากอ้อย กากตะกอนจะพาเอาน้ำตาลออกไป ขยะ 1 เปอร์เซ็นต์ในแท่งอ้อยหมายถึงการสูญเสียผลผลิตน้ำตาล 3 ปอนด์ต่ออ้อย 1 ตัน ขยะที่มากขึ้นหมายถึงการบำรุงรักษาที่มากขึ้น การจับตัวเป็นก้อนมากขึ้น ปูนขาวมากขึ้น ก๊าซธรรมชาติมากขึ้น กากอ้อยที่ไม่ถูกเผามากขึ้น กากตะกอนมากขึ้น โหลดเดอร์ด้านหน้ามากขึ้น การบำบัดน้ำมากขึ้น อ่างตกตะกอนมากขึ้น รางลากเพื่อทำความสะอาดอ่างตกตะกอนมากขึ้น การขนส่งมากขึ้น การกลับด้านมากขึ้น กากน้ำตาลมากขึ้น น้ำตาลน้อยลง และต้นทุนเพิ่มขึ้น แน่นอนว่าต้องมีวิธีที่จะเพิ่มการฟื้นตัวของน้ำตาลและลดต้นทุนการผลิตให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะเดียวกันก็รักษาความสมบูรณ์ของเปลือกไว้ได้อย่างเต็มที่
เพื่อแก้ปัญหานี้ จำเป็นต้องแยกอ้อยออกเป็น 2 ประเภท ประเภทแรกเป็นเครื่องแยกที่มีความหนาแน่นปานกลาง ซึ่งจะแยกเศษอนินทรีย์ทั้งหมดออกจากอ้อยที่แยกเป็นท่อน และเครื่องแยกประเภทที่สองเป็นเครื่องแยกเชิงกล ซึ่งจะแยกแกนออกจากเปลือกอ้อย
Engineering, Separation and Recycling LLC แห่งรัฐวอชิงตัน รัฐลุยเซียนา ได้ออกแบบเครื่องแยกผักที่มีความหนาแน่นสูงมากกว่า 20 เครื่อง ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปผักรากหลายชนิด เช่น มันฝรั่ง แครอท ผักโขม และหัวบีต เครื่องแยกผักชนิดเดียวกันนี้สามารถใช้แยกชิ้นผักจากเศษอนินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก (ดูภาพด้านล่าง) เนื่องจากชิ้นผักอ้อยมีความหนาแน่นประมาณ 1.09 RD (ใกล้เคียงกับมันฝรั่ง) และเนื่องจากดินเหนียว ก้อนหิน และอิฐมีความหนาแน่นสูงกว่า 2.00 RD การแยกนี้จึงทำได้ง่ายและตรงไปตรงมา

หลังจากนำวัสดุอนินทรีย์ทั้งหมดออกจากแท่งไม้แล้ว วัสดุเหล่านั้นจะถูกส่งต่อไปยังเครื่องแยกทางกลที่ทันสมัยและซับซ้อนมากซึ่งเรียกว่า "เครื่องแยกทิลบี" เครื่องแยกทิลบีประกอบด้วยชุดลูกกลิ้งเริ่มต้น (สถานีแยก) ซึ่งแท่งไม้จะถูกตัดออกเป็นสองส่วนตามยาว หลังจากนั้น กระบวนการจะแบ่งออกเป็นชุดลูกกลิ้งด้านขวาและด้านซ้าย (สถานีแยกเปลือก) โดยแต่ละชุดจะขูดและแยกแกนออกจากเปลือก ไม้ชิ้นไม้จะผ่านสถานีแยกและแยกเปลือกด้วยความเร็วที่น่าทึ่งถึง 20 ฟุตต่อวินาที มีเพียงแกนเท่านั้นที่ถูกส่งต่อไปยังเครื่องคั้นน้ำผลไม้ ในขณะที่เปลือกไม้จะถูกส่งต่อไปยังเครื่องอบแห้ง เมื่อแห้งจนมีความชื้นน้อยกว่า 2% เปลือกไม้ก็สามารถนำไปแปรรูปเป็นไม้แปรรูปประเภทใดก็ได้ตามต้องการ
เนื่องจากโครงสร้างเส้นใยและความยาวของแท่งไม้เดิมได้รับการรักษาไว้อย่างสมบูรณ์ในกระบวนการ Tilby จึงจำเป็นต้องใช้กาวน้อยลงมากในการผลิตไม้แปรรูปมากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน หากขึ้นรูปเป็นโครงไม้แปรรูป เราก็จะมีทุกสิ่งที่จำเป็นในการสร้างโพรงผนังของโรงเรือนเปลือกข้าวที่เราเสนอไว้ หากขึ้นรูปเป็นคานไม้แปรรูปแบบ I-joist เราก็จะมีทุกสิ่งที่จำเป็นในการสร้างโพรงพื้นและหลังคา ขอบหน้าต่าง กระเบื้องปูพื้น หลังคาสั่น แม้แต่เส้นใยที่จำเป็นในการผลิตแผ่นผนังไฟเบอร์ซีเมนต์ ก็สามารถทำจากเส้นใยที่แข็งแรงมากของเปลือกอ้อยได้[ 37 ] [ 38 ]

การใช้ไม้แปรรูปช่วยให้สามารถยกโครงสร้างทั้งหมดขึ้นจากพื้น (เสาและคาน) ได้ในราคาที่สมเหตุสมผล และสามารถตั้งในพื้นที่ต่ำหรือพื้นที่ขรุขระได้ ในทำนองเดียวกัน ห้องใต้หลังคาสามารถเปลี่ยนเป็นพื้นที่อยู่อาศัยแบบเปิดโล่ง ไม่มีสิ่งกีดขวาง และใช้งานได้จริงได้อย่างง่ายดาย ช่วยลดต้นทุนเฉลี่ยต่อตารางฟุตของโครงสร้างได้อย่างมาก[ 39 ]เนื่องจากการผลิตอ้อยดิบทั่วโลกต่อปีอยู่ที่ประมาณหนึ่งพันล้านตัน เปลือกอ้อยแห้งประมาณ 75 ล้านตันจึงอาจนำไปใช้ในอุตสาหกรรมไม้แปรรูปได้ ซึ่งเกือบจะเท่ากับเปลือกข้าว 100 ล้านตันที่มีอยู่ทั่วโลกในแต่ละปี ด้วยผลิตภัณฑ์รองทั้งสองอย่างจากน้ำตาลและข้าว เราสามารถสร้างและฉนวนกันความร้อนให้กับบ้านได้หลายล้านหลังในแต่ละปี
ในฐานะพลเมืองในสังคมอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เราพบว่ามันยากที่จะทำสิ่งที่สร้างความแตกต่างอย่างแท้จริง เมื่อเลือกสร้างโครงสร้างที่ส่วนใหญ่มาจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เราไม่เพียงแต่ทำในสิ่งที่ถูกต้องเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่เรายังสร้างโครงสร้างที่เหนือกว่าสิ่งใดๆ ที่มีอยู่ทั่วไปอีกด้วย หากออกแบบบ้านเปลือกข้าว/อ้อยที่มีฉนวนกันความร้อนสูงนี้อย่างถูกต้อง[ 40 ]ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างจะถูกกว่าโครงสร้างทั่วไปอย่างมาก ในขณะที่เจ้าของบ้านได้รับประโยชน์อย่างต่อเนื่องโดยค่าสาธารณูปโภคจะไม่เกินหนึ่งดอลลาร์สหรัฐต่อวันโดยเฉลี่ย
ดังนั้น เหตุใดจึงต้องสร้างตามแบบแผนเดิมในขณะที่การสร้างแบบอื่นนั้นถูกกว่าและสมเหตุสมผลกว่ามาก จนถึงตอนนี้ เรามักจะหาทางหลีกหนีจากความจริงที่ว่า ตราบใดที่เรายังไม่รู้ถึงความเป็นไปได้ เราก็ไม่สามารถทำให้มันเกิดขึ้นได้ แต่เรื่องนี้ไม่ได้เกี่ยวกับหน้าที่และภาระผูกพันมากนัก แต่เป็นเรื่องของการค้นหาวิธีใหม่ๆ ที่น่าตื่นเต้นในการตอบสนองต่อความงามอันน่าเกรงขามและล้นหลามภายในจักรวาลของเราอย่างสร้างสรรค์
ภาคผนวก


บ้านเปลือกข้าวหลังแรกสร้างเสร็จเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2547 เป็นบ้านของพอลและลี โอลิเวียร์ ตั้งอยู่ในเมืองเรือกลไฟประวัติศาสตร์วอชิงตัน รัฐลุยเซียนา ตรงข้ามกับแมกโนเลีย ริดจ์ เพลนเทชั่นอันงดงาม[ 41 ]บ้านหลังนี้แทบไม่ต่างจากบ้านที่สร้างขึ้นในบริเวณนี้เมื่อกว่า 150 ปีที่แล้ว เทคนิคการก่อสร้างหลายอย่างที่อธิบายไว้ในบทความนี้ได้รับการนำมาใช้ในการสร้างบ้านหลังนี้
พอล โอลิเวียร์
วิศวกรรม แยก และรีไซเคิล LLC
ตู้ ปณ. 250
วอชิงตัน, หลุยเซียน่า 70589
โทรศัพท์ : 1-337-826-5540
อีเมล์: xpolivier@hotmail.com
หมายเหตุ
- ↑ Velupillai, L., Mahin, DB, Warshaw, JW, and Wailes, EJ 1996. A Study of the Market for Rice Husk-to-Energy Systems and Equipment, p.24, Louisiana State Agricultural Center. "ในธรรมชาติ ซิลิกา (SiO2) เกิดขึ้นเป็นโพลีมอร์ฟที่แตกต่างกัน 7 แบบ ได้แก่ ควอตซ์ คริสโตบาไลต์ ไตรไดไมต์ โคเอไซต์ สติโชไวต์ เลชาเทเลอไรต์ (แก้วซิลิกา) และโอปอล สองแบบหลังเป็นอะมอร์ฟัส" Drees, L., Wilding, L., Smeck, N., and Senkayi, A.1989. Minerals in Soil Environments (2nd Edition), p.913, "โอปอลเป็นโพลีมอร์ฟซิลิกาไฮเดรต (SiO2.nH2O)" Ibid, p.921
- ↑ ซีเมนต์ขี้เถ้าแกลบ: การพัฒนาและการใช้งาน องค์การพัฒนาอุตสาหกรรมแห่งสหประชาชาติ เวียนนา หน้า 12-13
- ↑ Juliano, B.1985. ข้าว: เคมีและเทคโนโลยี, หน้า 695
- ↑ "ไม่มีเศษพืชชนิดอื่นใดที่มีปริมาณซิลิกาใกล้เคียงกับแกลบข้าวเลย" Beagle, EC 1978. FOA Agricultural Services Bulletin 31, p.8
- ↑ เวลุปิลไล (1996), หน้า 1
- ↑ ibid., p.15 ดู Beagle (1978), pp.6. "เปอร์เซ็นต์ของเปลือกในข้าวเปลือกแตกต่างกันมาก แต่ 20% ถือเป็นค่าเฉลี่ยที่เหมาะสม" ibid, p.25
- ↑ เวลุปิลไล (1996), หน้า 15
- ↑ ibid., หน้า 44
- ↑ ibid., p.37. สำหรับรายชื่อโรงสีข้าวบางแห่งในสหรัฐอเมริกา โปรดดูที่http://web.archive.org/web/20060312140454/http://www.ricecafe.com:80/newlinks2.htm (เว็บไซต์ที่ถูกลบ; พ.ย. 2010) หรือftp://www.usarice.com/publish/member1.htm (ต้องเป็นสมาชิก; พ.ย. 2010)
- ↑ เวลุปิลไล (1996), หน้า 45
- ↑ เวลุปิลไล (1996), หน้า 16
- ↑ "แกลบมีค่าการนำความร้อนประมาณ 0.0359 W/(m.°C) ค่าดังกล่าวเทียบได้ดีกับค่าการนำความร้อนของวัสดุฉนวนคุณภาพเยี่ยม (ฮูสตัน 1972)" Juliano (1985), หน้า 696 รายงานว่าค่าการนำความร้อนของเถ้าแกลบมีค่าอยู่ที่ 0.062 Wm-1.K-1 ดู UNIDO หน้า 21 การทดสอบล่าสุดที่ดำเนินการโดยฝ่ายวิจัยและพัฒนาของเมืองคุกวิลล์ รัฐเทนเนสซี ระบุว่ามีค่าการนำความร้อน 3.024 R ต่อนิ้ว
- ↑ แม้ว่าเปลือกข้าวที่ไหม้เกรียมจะถูกขายเป็นวัสดุฉนวนในการใช้งานแบบบรรจุหลวมๆ ภายใต้ชื่อเครื่องหมายการค้า "Mehabit" แต่ก็ยากที่จะหาหลักฐานที่แสดงว่ามีการใช้เปลือกข้าวสดเพื่อจุดประสงค์นี้ ดู Beagle (1978), หน้า 132
- ↑ Beagle (1978), p.8. “เปอร์เซ็นต์ซิลิกาที่สูงในแกลบข้าวและโครงสร้างซิลิกา-เซลลูโลสที่มีลักษณะเฉพาะทำให้แกลบไม่สามารถเผาไหม้ได้อย่างสม่ำเสมอและทั่วถึงในกระบวนการเผาไหม้” Velupillai (1996), p.18. “จากการเผาไหม้ชีวมวลทั้งหมด การเผาไหม้แกลบข้าว (และฟางข้าว) เป็นเรื่องยากเป็นพิเศษเนื่องจากมีปริมาณเถ้าสูง” Ibid., p.23. “Eldon Beagle จุดไฟเผาแกลบข้าวกองขนาด 300'x500'x50' และแกลบก็ถูกเผาไหม้เป็นเวลาหกเดือน” Ibid., p.24. “อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเผาแกลบได้ง่ายหรือสะอาดด้วยอากาศส่วนเกิน และการกู้คืนพลังงานก็ต่ำมาก เนื่องจากความร้อนที่เกิดขึ้นไม่สามารถนำไปใช้ให้เกิดประโยชน์ได้” Ibid., p.25
- ↑ ibid., หน้า 24
- ↑ จากการสนทนากับ Carl D. Simpson แห่ง Riceland Foods, Inc
- ↑ Beagle (1978), หน้า 9, อ้างจาก Burrows (109A)
- ↑ "ความเข้มข้นของสารเคมีที่มักเติมลงในฉนวนเซลลูโลสเชิงพาณิชย์โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 10 ถึง 40% โดยน้ำหนัก สารเคมีที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ กรดบอริก โซเดียมโบเรต แอมโมเนียมซัลเฟต อะลูมิเนียมซัลเฟต อะลูมิเนียมไตรไฮเดรต โมโน-หรือได-แอมโมเนียมฟอสเฟต" เอกสารเผยแพร่เรื่อง "โบเรตเพื่อการหน่วงไฟในวัสดุเซลลูโลส" หน้า 5 จัดทำโดย US Borax
- ↑ Juliano (1985), หน้า 695. เกี่ยวกับ cutin [1] (ไม่มีหน้าดังกล่าว พฤศจิกายน 2010)
- ↑ จูเลียโน (1985), หน้า 707
- ↑ จูเลียโน (1985), หน้า 696
- ↑ จูเลียโน (1985), หน้า 28
- ↑ ภาษาเปรียบเทียบส่วนใหญ่ของย่อหน้านี้มาจาก Environmental Building News – Insulation Materials: Environmental Comparisons [2]
- ↑ "สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อม (EPA) ระบุว่าสไตรีนที่ใช้ในฉนวนโพลีสไตรีนอาจเป็นสารก่อมะเร็ง สารก่อกลายพันธุ์ สารพิษเรื้อรัง และสารพิษต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ยังผลิตจากเบนซิน ซึ่งเป็นสารเคมีอีกชนิดหนึ่งที่ก่อให้เกิดความกังวลทั้งต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ" Ibid, p.5
- ↑ "ในการผลิตไอโซไซยาเนต ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของโพลีไอโซไซยานูเรตและฉนวนโพลียูรีเทน จะใช้สารเคมีที่มีคลอรีนเป็นส่วนประกอบสองชนิด ได้แก่ ฟอสจีนและโพรพิลีนคลอโรไฮดริน" Ibid., pp.4-5
- ↑ "สารมลพิษที่สำคัญที่สุดที่พบในวัสดุฉนวนคือสารเคมีที่มีคลอรีนเป็นส่วนประกอบ ซึ่งทำลายชั้นโอโซนที่ปกป้องโลก" Ibid., p.5
- ↑ "ฉนวนไฟเบอร์กลาสส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้สารยึดฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ (PF) เพื่อยึดใยเข้าด้วยกัน" Ibid., p.5
- ↑ “ความกังวลด้านสุขภาพที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับเส้นใยแก้ว” มีการหารือกันในหน้าที่ 10 ของ ibid
- ↑ ibid., หน้า 10-11
- ↑ พลังงานที่รวมอยู่หมายถึง "พลังงานที่จำเป็นในการผลิตและขนส่งวัสดุ" Ibid., p.8
- ↑ จูเลียโน (1985), หน้า 696, เวลูปิลไล (1996), หน้า 16, บีเกิล (1978), หน้า 8
- ↑ "เปลือกสามารถถูกอัดให้แบนราบได้ประมาณ 0.4 g/cm 3และการบดจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นได้สองถึงสี่เท่า" Juliano (1985), หน้า 696
- ↑ ตัวเลขเหล่านี้ส่งมาโดย Catherine Wanek บรรณาธิการของสิ่งพิมพ์ฟางมัดยอดนิยมที่ชื่อว่า The Last Straw
- ↑ "จากนั้นการวัดแสดงให้เห็นว่าผนัง (ฟางมัด) สามารถเก็บความร้อนได้ R-27.5 (RSI-4.8) เมื่อพิจารณาตามความหนาแล้ว จะพบว่ามีค่า R-1.45 ต่อนิ้ว (0.099 W/m°C) ซึ่งมากกว่าค่าที่รายงานกันโดยทั่วไปถึงครึ่งหนึ่ง" [3]หน้า 2
- ↑ www.buldinggreen.comหน้า 2 (ต้องสมัครสมาชิกก่อน พฤศจิกายน 2553)
- ↑ http://web.archive.org/web/20020316053751/http://www.lib.lsu.edu:80/special/exhibits/sugar/case1.html (ลิงก์ไม่ทำงาน พฤศจิกายน 2010)
- ↑ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการสร้างเปลือกข้าว[4]
- ↑ การกำจัดวัสดุที่ไม่เกี่ยวข้องออกจากท่อนอ้อย[5]
- ↑ ตัวอย่างเช่น หากชั้นล่างคิดเป็น 60% ของพื้นที่ใช้สอยทั้งหมด โดยมีต้นทุน 80 ดอลลาร์ต่อตารางฟุตและหากชั้นบนสามารถแปลงเป็น 40% ของพื้นที่ใช้สอยทั้งหมด โดยมีต้นทุนเพิ่มเติม 10 ดอลลาร์ต่อตารางฟุตก็จะได้ต้นทุนเฉลี่ยต่อตารางฟุตเพียง 52 ดอลลาร์เท่านั้น
- ↑ "ฉนวนกันความร้อนที่หนาพอและหน้าต่างที่ดีพอสามารถลดความจำเป็นในการใช้เตาเผา ซึ่งถือเป็นการลงทุนที่มากกว่าต้นทุนของมาตรการประสิทธิภาพ อุปกรณ์ที่ดีขึ้นยังช่วยขจัดระบบทำความเย็นอีกด้วย ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนการลงทุนได้มากขึ้น บ้านและรถยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าปานกลางเพียงอย่างเดียวมีต้นทุนการก่อสร้างที่สูงกว่า แต่เมื่อออกแบบเป็นระบบทั้งหมด บ้านและรถยนต์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดมักจะมีต้นทุนต่ำกว่ารุ่นเดิมที่ไม่ได้รับการปรับปรุง" Hawkens, P., Lovins, A. และ Lovins, H. 1999. Natural Capitalism, หน้า 114, บอสตัน: Little, Brown and Company
- ↑ http://web.archive.org/web/20050624085458/http://www.cajuntravel.com:80/washington.html