VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT SINH HỌC CHO VÙNG NHIỆT ĐỚI: ỨNG DỤNG SỢI DỪA, SỢI TRE VÀ RƠM RẠ

Lưu Thanh Tài

doi:10.59294/HIUJS.KHTT.2026.054

Từ khóa:

vật liệu cách nhiệt sinh học, phụ phẩm nông nghiệp, vật liệu composite lai tre - đất sét, nhà ở nông thôn bền vững, thích ứng biến đổi khí hậu

Tóm tắt

Nghiên cứu thực hiện tổng hợp và phân tích hệ thống dữ liệu (Systematic Review) nhằm tối ưu hóa vật liệu cách nhiệt từ phụ phẩm nông nghiệp (sợi dừa, tre, rơm rạ) ứng dụng cho nhà ở nhiệt đới tại Việt Nam. Dù sở hữu hệ số dẫn nhiệt thấp, phù hợp cho mục đích cách nhiệt (λ = 0.045 - 0.07 W/m·K), nhóm vật liệu này vẫn gặp rào cản về khả năng chống cháy và độ bền ẩm dưới tác động của khí hậu đặc thù. Thông qua việc đối chiếu các mô hình thực nghiệm thực tế, nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý kỹ thuật cho ĐBSCL và miền Trung. Giải pháp không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng làm mát, giảm lượng phát thải khí nhà kính (CO₂) hoặc hệ số phát thải carbon mà còn thúc đẩy kinh tế cộng đồng địa phương, hướng tới mô hình cư trú bền vững và chủ động thích ứng trước biến đổi khí hậu.

Abstract

This research conducts a systematic review to optimize thermal insulation materials derived from agricultural by-products (coconut fiber, bamboo, rice straw) for tropical housing in Vietnam. Despite possessing low thermal conductivity coefficients suitable for insulation purposes (λ = 0.045 - 0.07 W/m·K), these natural materials still face significant barriers regarding fire resistance and moisture durability under specific climatic impacts. By cross-referencing practical experimental models, the study proposes technical treatment solutions tailored for the Mekong Delta and Central Vietnam. These solutions not only reduce cooling energy consumption and minimize greenhouse gas (CO₂) emissions or carbon footprints but also bolster the local community economy, aiming toward sustainable housing models and proactive adaptation to climate change.

Tài liệu tham khảo

[1] IPCC, "Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report," Intergovernmental Panel on Climate Change, 2023.

[2] M. Santamouris, "Cooling the buildings - past, present and future," Energy and Buildings, vol. 128, pp. 617-627, Oct. 2016, doi: 10.1016/j.enbuild.2016.07.034.

[3] N. Jannat, A. Hussien, B. Abdullah, and A. Cotgrave, “A comparative simulation study of the thermal performances of the building envelope wall materials in the tropics,” Sustainability, vol. 12, no. 12, p. 4892, 2020, doi: 10.3390/su12124892.

[4] Bộ Xây dựng, "QCVN 06:2022/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về An toàn cháy cho nhà và công trình," NXB Xây dựng, 2022.

[5] L. Ba, A. Trabelsi, T. T. Ngo, P. Pliya, I. El Abbassi, and C. S. E. Kane, “Thermal performance of bio-based materials for sustainable building insulation: A numerical study,” Fibers, vol. 13, no. 5, p. 52, 2025, doi: 10.3390/fib13050052.

[6] Y. A. Çengel and A. J. Ghajar, Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications, 5th ed., New York, NY: McGraw-Hill Education, 2015.

[7] S. R. Mousavi, M. H. Zamani, S. Estaji, M. I. Tayouri, M. Arjmand, S. H. Jafari, S. Nouranian, and H. A. Khonakdar, "Mechanical properties of bamboo fiber-reinforced polymer composites: a review of recent case studies," J. Mater. Sci., vol. 57, no. 5, pp. 3143-3167, Jan. 2022, doi: 10.1007/s10853-021-06721-6

[8] H. Bui, N. Sebaibi, M. Boutouil, and D. Levacher, “Determination and review of physical and mechanical properties of raw and treated coconut fibers for their recycling in construction materials,” Fibers, vol. 8, no. 6, p. 37, 2020, doi: 10.3390/fib8060037.

DOI: https://doi.org/10.3390/fib8060037

[9] Olivia Myntti, H. Emre Ilgin, Markku Karjalainen, “Integrating prefabricated straw bale panels into timber framed housing in cold climate urban contexts,” Discover Sustainability, vol. 6, art. no. 948, 2025, doi: 10.1007/s43621-025-01881-8.

DOI: https://doi.org/10.1007/s43621-025-01881-8

[10] N. Llantoy, M. Chàfer, and L. F. Cabeza, "A comparative life cycle assessment (LCA) of different insulation materials for buildings in the continental Mediterranean climate," Energy and Buildings, vol. 225, Art. no. 110323, Oct. 2020, doi: 10.1016/j.enbuild.2020.110323

DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.110323

[11] L. T. K. Oanh, "Đánh giá vòng đời (LCA) vật liệu sinh học trong điều kiện biến đổi khí hậu tại Việt Nam," Tạp chí Môi trường, số 8, tr. 20-23, 2023

[12] Viet Nam News, "Rice straw emerges as key resource in Viet Nam's net-zero push, experts say," Jan. 21, 2026. [Online]. Available: https://vietnamnews.vn/economy/1764214/rice-straw-emergesas-key-resource-in-viet-nam-s-net-zero-push-experts-say.html. [Accessed: Mar. 29, 2026].

[13] F. Jahan and M. Soni, "Effects of chemical treatment on mechanical properties of various natural fiber reinforced composite: A review," Materials Today: Proceedings, vol. 46, part 15, pp. 6708- 6711, 2021, doi: 10.1016/j.matpr.2021.04.175

[14] H. P. S. Abdul Khalil, I. U. H. Bhat, M. Jawaid, A. Zaidon, D. Hermawan, and Y. S. Hadi, "Bamboo fibre reinforced biocomposites: A review," Materials & Design, vol. 42, pp. 353-368, Dec. 2012, doi: 10.1016/j.matdes.2012.06.015.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.06.015