代替天然素材

代替天然素材とは、木材や鉄などの素材ほど一般的に使用されていない、岩や日干しレンガなどの天然素材です。代替天然素材は、持続可能な建築やエンジニアリングなどの分野で多くの実用的な用途があります。このような素材を使用する主な目的は、建造環境が地球に与える悪影響を最小限に抑えながら、構造物の効率と適応性を高めることです。

代替天然素材は長い間存在してきましたが、多くの場合、非常に基本的な形であったり、特定の素材の材料としてのみ存在していました。たとえば、家の壁の建築材料として使用される土は、何千年も前から存在しています。もっと最近では、1920年代に、米国政府は農家を建てるための耐火建築方法として、土を練り固めることを推進しました。 ^[1]もう1つのより一般的な例は、アドビです。アドビの家は、米国南西部といくつかのスペイン語圏の国でよく見られます。^[2]

わら俵建築はより現代的な概念ですが、旧石器時代まで遡ってアフリカの草原でわらが家を建てるために使われていたという証拠があります。^[2] 代替天然素材、特にその用途は、ごく最近になってより一般的に使用されるようになりました。地球温暖化と気候変動という現代の問題により、都市景観や家を建てるために使用される材料と方法に焦点が移りました。環境に配慮した決定が一般的になるにつれて、典型的な天然素材や天然資源に大きく依存する人工素材の代わりに代替天然素材を使用することが目立つようになりました。^[要出典]

岩石には、優れた熱容量と断熱性という 2 つの特性があります。岩石で建てられた家の温度は比較的一定に保たれるため、エアコンやその他の冷却システムの必要性が少なくなります。使用できる岩石の種類は、不適格石 (別の用途に使用できない石片)、石灰岩、敷石です。^[要出典]

アジア諸国では、竹は橋や家などの構造物に使用されています。竹は驚くほど強くて柔軟で、成長が速いため、豊富な材料です。角を接合するのは難しいかもしれませんが、竹の材料強度は、竹を使って建築する際に遭遇する困難を補ってくれます。^{[引用が必要]}

練り土は、コンクリートやレンガの代わりに使用できる非常に豊富な材料です。土を壁の型枠にしっかりと詰め込み、押し固めて固めることで、土、石、棒だけでできた耐久性のある壁パッキングを形成します。^[3]練り土は熱質量も提供するため、エネルギーを節約できます。さらに、耐候性と耐久性に優れているため、万里の長城にも使用されました。^[要出典]

アース シェルターとは、草屋根、粘土壁、またはその両方など、少なくとも片側を何らかの形で土で完全に覆って建物を建設するユニークな建築技術です。このユニークなシステムでは、このような住宅では電気を使いすぎると問題が発生するため、通常、多くの窓が設けられています。^[要出典]これにより、照明コストが削減され、住宅の エネルギー効率が向上します。

わらの俵は、乾式壁の代わりに壁の基礎として使用できます。わらは、木製のフレームが家を支える伝統的な柱と梁の構造において、優れた断熱性と耐火性を提供します。^{[3]これらのわらの壁は、標準的な乾式壁よりも約75％エネルギー効率が高く、酸素が壁を通り抜けることができないため、火が広がることはなく、}燃焼する可能性もありません。^{[引用が必要]}

薪は、本来は廃棄される薪の残り物とその他の木材を組み合わせたものです。これらの小さな木のブロックは簡単に組み立てることができ、石のように断熱性と熱容量を備えた構造物を作ることができます。薪は、大量の木材を使わずに丸太小屋の素朴な外観を実現します。薪だけで建物全体を建てることも、壁を埋めるために石を使用することもできます。^{[引用が必要]}

コルクは軽量、弾力性、不浸透性、耐火性などの特徴があり、断熱材として適しています。建築分野では、床、壁、屋根、ロフトなどのさまざまな建築要素にコルクを適用して、暖房や冷房の必要性を減らし、エネルギー効率を高めることができます。

アドビは、安価で入手しやすく、暑い環境に最適な、昔からある技法です。砂、粘土、水の混合物を型に注ぎ、日光に当てて乾燥させます。乾燥すると、非常に強度と耐熱性が向上します。アドビは構造物の内部に熱をあまり通さないため、夏場は優れた断熱性を発揮し、エネルギー コストを削減します。この粘土混合物は優れた断熱性を発揮しますが、防水性はあまりなく、簡単に割れる傾向があるため、地震の多い地域では危険です。^{[引用が必要]}

おがくずは粘土やセメントの混合物と混ぜて壁に使用できます。このような壁は非常に頑丈で、この方法は建築エリアから掘削する必要のある木を効果的にリサイクルします。使用するおがくずの種類（硬材が最適）に応じて、壁の木片が湿気を吸収し、凍結と解凍のサイクル中にひび割れを防ぐのに役立ちます。^{[1]おがくずを水と混ぜて凍らせると、一般に}ピクライトと呼ばれる材料が生成されます。これは強度があり、通常の氷よりも溶けにくいです。

ペーパークリートは、コンクリートの代替品として役立つ新しい素材です。ペーパークリートは、細断された紙、砂、セメントを混ぜて、非常に耐久性のあるレンガのような素材を作ります。ペーパークリートを使用した建物は、断熱性が高く、シロアリや火災に耐性があります。ペーパークリートは通常、1平方フィートあたり約0.35ドルと非常に安価です。^{[引用が必要]}

ヘンプクリートはヘンプライムとも呼ばれ、建設や断熱材に使用される石灰、砂、またはポゾラン材料と混合された麻の繊維で構成された持続可能なバイオ複合材料です。この材料は、従来のコンクリートの脆さがなく、使いやすさ、断熱性、湿度調節などの利点があります。ただし、機械的性能が低く、耐荷重構造には適していません。断熱性と遮音性に優れているため、（非耐荷重）壁、仕上げ石膏、断熱材に適しています。また、炭素シンクとしても機能します。^[要出典]

ヘンプクリートは 1990 年代からフランスで人気を博し、カナダでは室内温度調節、プレハブパネル、異なる密度の混合物による多様な断熱ニーズなど、さまざまな建築目的で使用されています。^{[出典が必要]}

代替建築材料は比較的新しい概念ですが、持続可能性の向上を追求するために、すでにこれらの材料やその他の手法を採用している建物もあります。

• 一例として、シンガポールにある芸術・メディア・デザイン学校が挙げられます。この学校の屋根は完全に草でできています（アースシェルターの一例）。^[4]これにより、屋根に使用するコンクリートなどの材料を減らすことができ、建物には自然光を活用できる窓もたくさんあります。

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