Agro-fibres biocomposites' applications and design potentials in contemporary architecture : case study: rice straw biocomposites

Abstract

Out of awareness of the global environmental factors, sustainability principles, eco-efficiency and architectural needs, an investigation of the straw potentials in building industry is thoroughly carried out in this research. Rice straw (RS) is selected as an example of agricultural plant residues fibres, agro-fibres, which are worldwide available, but still though burnt in huge amounts in open fields causing high potentials loss, described in energy, and fiber-resource destruction in addition to the local air pollution and climate change. Classic straw-bale applications in the building industry do not absorb the available straw amounts and still have many technical and aesthetic drawbacks. Accordingly, it was suggested hereby to apply straw as a main biocomposite ingredient, whether as a fibre-source or as an eco-filler. Three main biocomposite forms of rice straw and organic polymers’ compositions were developed throughout this research. Then they were tested and analyzed for their architectural applications’ possibilities according to their technical properties. The three developed rice straw-based biocomposites provide another aspect of the possibility of applying agro-fibres in sustainable building industry. Fibre-based industries, including fibreboards’ manufacturing and molded natural fibre reinforced composites can depend on straw agro-fibres as a main available and cheap fibre-resource. Hence, cheaper and more environmentally friendly biocomposite products could spread in the architectural applications, reducing the total carbon dioxide footprint and replacing expensive fossil-based and slow renewable wood products that are still widely spread in the markets.

Aus dem Bewusstsein für globale Umweltbedingungen, Nachhaltigkeitsprinzipien, ökologische Effizienz und architektonische Bedürfnisse heraus wurde in diesem Forschungsvorhaben das Potenzial von Reisstroh in der Bauindustrie sorgfältig untersucht. Reisstroh (RS) wurde als Beispiel für faserigen Pflanzenabfall gewählt, da diese Naturfasern weltweit zur Verfügung stehen, aber immer noch in großen Mengen auf den Feldern verbrannt werden. Die Zerstörung des Nutzbaren Pflanzen Materials führt zu Verlust von Energie, gleichzeitiger Luftverschmutzung und negativer Klimaveränderung. Bisher finden bereits Strohballen in der Bauindustrie Verwendung. Diese können jedoch die verfügbaren Strohmengen nicht aufnehmen und haben technische und ästhetische Nachteile. Demzufolge wurde hier vorgeschlagen, Stroh als Hauptbestandteil eines Bioverbundwerkstoffes anzuwenden, sowohl als Faserrohstoffquelle, als auch als ökologischen Füllstoff. In diesem Vorhaben wurden drei Bioverbundkunststoff-Gruppen aus Reisstroh und organischen Polymeren entwickelt. Die technischen Eigenschaften dieser Proben wurden auf ihre Verwendungsmöglichkeit in der Architektur hin getestet und analysiert. Die drei entwickelten Reisstroh Biokomposit-Gruppen zeigen weitere Anwendungs-möglichkeiten von Fasern aus landwirtschaftlichen Reststoffen in der nachhaltigen Bauindustrie. Faser verarbeitende Industrien, wie Faserplattenherstellung und Produktion geformter naturfaserverstärkter Komposite, können Strohfasern aus der Agrarproduktion als sehr ergiebige und preiswerte Rohstoffquellen nutzen. Folglich kann durch die Verbreitung von billigeren und umweltfreundlicheren Biokomposit-Produkten in architektonischen Anwendungen die Gesamt- CO2-Bilanz verbessert und teure fossile Rohstoffe und langsam nachwachsende Holzprodukte, die noch immer den Markt bestimmen, ersetzt werden.