藁束建築

藁束建築は、藁束（通常は小麦^{[ 2 ]}の藁）を構造部材、建物の断熱材、またはその両方として使用する建築方法です。この建築方法は、自然建築や「ブラウン」建築プロジェクトでよく使用されます。研究によると、藁束建築は、材料と暖房および冷房に必要なエネルギーの両方の観点から、持続可能な建築方法であることが示されています。^{[ 3 ]}

従来の建築システムと比較した藁束建築の利点としては、藁の再生可能性、コスト、入手しやすさ、天然の難燃性、高い断熱性などが挙げられます。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}欠点としては、腐敗しやすいこと、保険適用を受けるのが難しいこと、藁自体の保管に広いスペースが必要なことなどが挙げられます。^{[ 7 ]}藁壁内に水分プローブを設置して調査を行ったところ、8箇所中7箇所で水分含有量が20%未満でした。これは、藁の分解を助けない水分レベルです。^{[ 8 ]}ただし、あらゆる種類の建物の建設と同様に、水分レベルを低く保つためには、藁束壁の適切な建設が重要です。

藁の家は旧石器時代からアフリカの平原に建てられてきました。藁は400年前からドイツで建築に使われており、藁葺き屋根は北ヨーロッパやアジアで古くから使われてきました。ヨーロッパの入植者が北アメリカにやって来たとき、ティピーは冬の間、内側の裏地と外側のカバーの間に緩い藁を詰めて断熱していました。^{[ 9 ]}

藁束建築は、1850年代に発明され、1890年代までに広く普及した機械式干し草梱包機によって大いに促進された。^{[ 9 ]}これは特にネブラスカ州サンドヒルズで役立った。1862年のホームステッド法と1904年のキンケイド法に基づいて土地を求めた開拓者たちは、ネブラスカの大部分で樹木が不足していることに気づいた。州の多くの地域では、土壌は掘っ立て小屋や土壁の家には適していた。^{[ 10 ]} しかし、サンドヒルズでは、土壌は一般的に建築用の土としては不向きであった。^{[ 11 ]} 適切な土が見つかる数少ない場所では、建築材料としてよりも農業用としての価値が高かった。^{[ 12 ]}

ネブラスカ州で建築に干し草の俵が初めて使用されたことが記録されているのは、1896年か1897年に建てられた学校である。柵もなく、漆喰やプラスターで保護されていなかったため、1902年に牛に食べられたと報告された。これに対処するため、建築業者は俵構造に漆喰を塗り始めた。セメントや石灰の漆喰が入手できない場合は、地元で入手できる「ガンボ泥」が使用された。^{[ 12 ]} 1896年から1945年の間に、サンドヒルズでは家屋、農場、教会、学校、事務所、食料品店など、推定70のわら俵建築物が建てられた。^{[ 9 ]} 1990年には、アーサー郡とローガン郡で9つの現存する俵建築物が報告されており、^{[ 13 ]}その中には、国家歴史登録財に登録されているアーサー村の 1928年のピルグリム・ホーリーネス教会も含まれている。^{[ 11 ]}

1990年代以降、特に北米、ヨーロッパ、オーストラリアで、藁束建築が大幅に復活しました。^{[ 14 ]}藁は、グリーンビルディングで使用された最初の材料の1つでした。^{[ 2 ]}この復活は、環境意識の高まりと、材料の自然で無毒な性質、低い製造エネルギー、比較的安価であることに起因すると考えられます。藁束建築は、建物の場所に応じて建築基準に関する問題に直面しています。^{[ 15 ] [ 16 ]}しかし、米国では、2015年の国際住宅基準に付録SとRが導入されたことで、藁束建築の正当性と理解の向上に役立っています。フランスでは、2012年に藁建築の専門家規則が承認され、藁建築は「一般的な技術」として認められ、標準的な保険プログラムの対象となっています。^{[ 17 ]}

藁束建築は、通常、高床または基礎の上に藁束を列状に（多くの場合、ランニングボンドで）積み重ね、藁束と支持台の間に防湿層または毛細管遮断層を設けることで構成されます。^{[ 18 ]}一般的に使用される藁束には、2本の紐で結ばれたものと3本の紐で結ばれたものの2種類があります。3本の紐で結ばれた藁束は、3次元すべてにおいて大きくなります。 ^{[ 19 ]}藁束の壁は、竹や木のピン（藁束の内部または表面に）または表面の金網で結び付け、石灰ベースの配合物または土/粘土のモルタルでスタッコまたはプラスターで仕上げます。19世紀後半の初期の例ではそうであったように、藁束が実際に建物の構造的支持を提供する場合があります^{[ 20 ]}（「耐荷重」または「ネブラスカ式」技術）。漆喰を塗った藁束構造は、風荷重や地震荷重に対する横方向およびせん断方向の支持を提供するように設計することもできる。

あるいは、藁束建築では、通常は木材や木造軸組工法などの他の材料で構造フレームを作り、藁束は断熱材や漆喰の下地としてのみ使用する（「充填工法」または「非耐力工法」）ことも可能で、これは北部地域や湿潤気候で最もよく必要とされる工法です。北部地域では、積雪荷重が藁束壁の強度を超える可能性があります。湿潤気候では、透湿性のある仕上げ材を塗布する必要があるため、セメント系スタッコの使用はできません。さらに、木材や金属の骨組みを設けることで、藁束を積み上げる前に屋根を設置でき、最も乾燥した気候以外では水害を受けやすい藁束壁を建設中に保護することができます。また、骨組み工法と耐力工法を組み合わせた工法も採用でき、これは「ハイブリッド」藁束建築と呼ばれます。^{[ 21 ]}

わら束は、スパ・アンド・メンブレン構造（SMS）壁システムの一部としても使用できます。このシステムでは、軽く補強された5～8cm（2.0～3.1インチ）の吹き付けコンクリートスキンが、わら束の頭部接合部にある延長されたX字型の軽量鉄筋で相互接続されています。^{[ 22 ]}この壁システムでは、コンクリートスキンが構造、耐震補強、耐火性を提供し、わら束はそのまま残しておく型枠および断熱材として使用されます。  

バース大学は、木製の構造フレームに藁の束を詰め、通気性のある石灰系システムで仕上げたプレハブパネルである「ModCell」パネルを使用して、大学キャンパス内に藁束建築物「BaleHaus」を建設する研究プログラムを完了しました。大学の建築研究者によって実施された構造物のモニタリング作業により、環境負荷の低減に加えて、この建築物は、高い断熱性と湿度レベルの調整による健康的な生活など、他の利点も提供していることがわかりました。このグループは、その調査結果に関する多数の研究論文を発表しています。^{[ 23 ]}

高密度に圧縮されたベール（わらブロック）は、従来の畑ベール（農場でベール成形機を使って作られるベール）よりも高い荷重に耐えることができます。畑ベールは壁の長さ1メートルあたり約900キログラム（600ポンド/フィート）の荷重を支えることができますが、高密度ベールは少なくとも6,000キログラム/メートル（4,000ポンド/フィート）の荷重に耐えることができます。   

ベール建築は、タイヤ、段ボール、紙、プラスチック、カーペットなどのリサイクル素材で作られたものなど、藁以外のベールで建設することもでき、木材チップや籾殻の「ベール」が入った袋でも建設できます。^{[ 5 ] [ 6 ]}

藁束は、オーストリアのパッシブハウスのエネルギー基準を満たすSハウス^{[ 24 ]}のような非常にエネルギー効率の高い高性能建築物にも使用されています。南アフリカでは、1万個の藁束で作られた5つ星ロッジに、ネルソン・マンデラとトニー・ブレアという世界の指導者が宿泊しました^{[ 25 ]} 。スイスアルプスの小さな村、ナックス・モンノーブルでは、ヨーロッパで初めて藁束だけで建てられたホテルの建設が2011年10月に始まりました[26]。^{カリフォルニア州ジョシュア}ツリーのハリソン・ヴォールト^{[ 27 ]}は、藁束、ラス、漆喰のみで構成された構造物を使用して、その地域の高地震荷重に耐えられるように設計されています^{[ 28 ]}。この技術は、中国の農村部での藁束住宅に成功裏に使用されました。^{[ 29 ]}キブツ・ロタンのシリア・アフリカ地溝帯沿いにある藁束ドームは、内部に鋼管の測地線フレームを備えている。^{[ 30 ]} 藁の利点を活用するもう1つの方法は、既存の構造物に藁束の壁を組み込むことである。^{[ 31 ]}

藁の束は壁の断熱材として広く使われているが、屋根や床下の断熱材としても使われることがある。^{[ 32 ]}

圧縮された藁のベールには、記録されているR値の範囲が広い。R値は材料の断熱性能の測定値であり、数値が高いほど断熱性が高い。報告されているR値は、研究によって17～55（米国単位）または3～9.6（SI）の範囲であり、壁の設計の違いがR値の範囲の広さの原因となっている可能性がある。^{[ 33 ] [ 34 ]}ベールの厚さが1フィート以上であることを考えると、1インチあたりのR値は、バット（3～4）やフォームボード（約5）を含む他のほとんどの市販の断熱材よりも低い。ベールの壁は通常、厚い石膏層で覆われており、短期（日中）サイクルで活動する均一に分布した熱容量を提供する。断熱と質量の組み合わせは、冬と夏のパッシブソーラー建築設計のための優れた基盤を提供する。

ほとんどの建築材料と同様に、温度、水分含有量、密度の影響により、熱伝導率にはある程度の不確実性があります。しかし、さまざまな文献や実験データの評価から、0.064 W/m·K という値は、建築工事で一般的に使用される密度のわらベールの代表的な設計値とみなされています。^{[ 35 ]}

圧縮して漆喰を塗った藁の壁も耐火性がある。^{[ 36 ]}

わらベールの温湿度特性は、いくつかの技術論文で測定され、検討されています。^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 32 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}研究によると、熱伝導率はわらの種類によって大きく異なることはありません。^{[ 44 ]}密度が63～350  kg/m ³のサンプルが分析されました。^{[ 39 ] [ 32 ]}最も優れた性能を示したものは、0.038 W m ⁻¹ K ⁻¹の熱伝導率で特徴付けられました。^{[ 39 ]} Marquesら^{[ 41 ]} 、 Reifら^{[ 43 ]}、Casconeら^{[ 32 ]}は、わらの熱伝導率はベール密度に対して比較的鈍感であることを示しています。わらベールの熱伝導率は、ベール内のわらの向きの方向によって異なり、繊維が熱流に対して垂直またはランダムに配向しているわらは、平行に配置されているわらよりも熱伝導率が低いことが示されている。^{[ 42 ] [ 45 ] Vjelien [ 45 ]}は、異なる温度と密度で、同じ種類のわらの4つのバリエーションを研究した。2つのバリエーションは、熱流に対する繊維の方向（垂直と平行）に関するもので、他の2つは、マクロ構造の細断わらとデフィブレイドわらに関するものであった。デフィブレイドわらの熱伝導率は、細断わらの熱伝導率よりも低かった。

藁束建築に関連する2つの大きな問題は、湿気とカビです。建設段階では、建物は雨や壁本体への水の浸入から保護される必要があります。^{[ 48 ]}水にさらされると、圧縮された藁は水分を吸収して膨張する可能性があります。その結果、より多くのひび割れが発生し、そこからさらに多くの水分が浸入する可能性があります。カビが壁の空洞^{[ 49 ]}や空気中^{[ 50 ]}に潜在的に有毒な胞子を放出することで、壁にさらなる損傷を与える可能性があります。暑い気候では、壁が内部で湿っている場合、影響を受けた藁の分解により内部温度が上昇する可能性があります。建設中にネズミが藁束住宅に侵入する可能性があるため、そのような動物が材料に入らないように注意する必要があります。その他の問題は、藁や干し草にアレルギーのある人が呼吸困難を引き起こす可能性のある藁の粉塵に関連しています。^{[ 51 ] [ 52 ]}

いくつかの企業が、プレハブ式の藁束壁を開発している。これらのパネルを使えば、パッシブエコハウスを簡単に組み立てることができる。

• 真実の窓
• ウィンターグリーン・スタジオ

 この記事には、CC BY 4.0ライセンスの下で利用可能な S. Bourbia1 · H. Kazeoui · R. Belarbi によるテキストが含まれています。

• コーラム、ナサニエル（2005）。『藁束住宅の建築：レッドフェザー建築ハンドブック』ニューヨーク：プリンストン・アーキテクチュラル・プレス。ISBN 978-1-56898-514-5。
• キング、ブルース（2006）。藁束建築の設計：現状。カリフォルニア州サンラファエル：グリーンビルディングプレス。ISBN 978-0-9764911-1-8。
• マグウッド、クリス；マック、ピーター；テリエン、ティナ（2005）。『もっと藁建築を：藁を使った設計と建築の完全ガイド』。ブリティッシュコロンビア州ガブリオラ島：ニュー・ソサエティ・パブリッシャーズ。ISBN 978-0-86571-518-9。
• ミンケ、ゲルノット；クリック、ベンジャミン（2021）。『藁束建築マニュアル：持続可能な建築の設計と技術』バーゼル／ベルリン／ボストン：ビルクホイザー出版。ISBN 978-3-0356-1854-9。
• スティーン、アテナ・スウェンツェル他 （1994）。『藁の家』。バーモント州ホワイトリバージャンクション：チェルシーグリーン出版。ISBN 978-0-930031-71-8。

• Community Rebuilds (2016年9月20日アーカイブ) - わら束建築のインターンシップを提供し、手頃な価格の住宅にわら束を活用する非営利団体。
• 「The Last Straw」に掲載された、藁束建築の復活の歴史― 藁束建築やその他の代替建築形態に関する雑誌。
• ローリンソン、リニー。「アーティスト、ゴードン・スメットの藁の家」。 2011年3月16日にWayback Machineにアーカイブ済み。CNN.comの特集記事、2007年8月13日。画像ギャラリー付き。
• ロングブランチ環境教育センター：カビと湿度に関する懸念事項、技術論文、2002年。
• 「藁でできた教会」『ポピュラーメカニクス』 1960年4月号、130～131ページ 。
• 中国農村部の藁束住宅
• 藁束建築の歴史とオーストラリアにおける藁束建築