Integrated Energy Assessment of an Earthbag Building Construction: Analysis of the Thermal behaviour and Life Cycle Assessment

Abstract

Aquesta tesi doctoral aborda una qüestió fonamental en l'àmbit de la construcció sostenible: l'ús de la terra crua com a material de construcció, amb un enfocament específic en les tècniques d'Earthbag. Des de temps antics, la terra crua ha estat un recurs àmpliament utilitzat a nivell mundial, i encara avui, prop del 30% de la població mundial resideix en habitatges construïts amb aquest material.

El valor intrínsec de la terra crua es destaca pels seus atributs ambientals excepcionals, que inclouen la reciclabilitat i una baixa empremta energètica al llarg de tot el procés de producció. La capacitat de les parets de terra per regular la temperatura interior dels edificis, proporcionant un ambient confortable amb una empremta mediambiental mínima, ha estat àmpliament reconeguda. Aquesta constatació ha impulsat la revitalització de les tècniques de construcció amb terra, que han trobat una aplicació renovada dins de l’arquitectura contemporània.

El propòsit fonamental d'aquesta tesi és demostrar els avantatges de la construcció amb sacs de terra (Earthbag), especialment en regions de clima desèrtic (BSk), en quant a construcció sostenible, garantint el confort tèrmic a l’interior. Es pretén demostrar que aquesta tècnica és una opció viable i sostenible en l'actualitat, amb especial èmfasi en les seves característiques tèrmiques que contribueixen al confort interior dels edificis. A més a més, es busca subratllar la baixa empremta ambiental d'aquest tipus de tècniques, contribuint a les necessitats actuals de construcció sostenible i respectuosa amb el medi ambient. Així, aquesta tesi aporta una contribució significativa al camp de l'enginyeria i la construcció sostenible, obrint camí per a futures aplicacions i investigacions en aquest àmbit emergent.

Esta tesis doctoral aborda una cuestión fundamental en el ámbito de la construcción sostenible: el uso de la tierra cruda como material de construcción, con un enfoque específico en las técnicas de Earthbag. Desde tiempos antiguos, la tierra cruda ha sido un recurso ampliamente utilizado a nivel mundial, y hoy en día, cerca del 30% de la población mundial reside en viviendas construidas con este material. El valor intrínseco de la tierra cruda se destaca por sus atributos ambientales excepcionales, que incluyen la reciclabilidad y una baja huella energética a lo largo de todo el proceso de producción. La capacidad de las paredes de tierra para regular la temperatura interior de los edificios, proporcionando un ambiente confortable con una huella ambiental mínima, ha sido ampliamente reconocida. Esta constatación ha impulsado la revitalización de las técnicas de construcción con tierra, que han encontrado una aplicación renovada dentro de la arquitectura contemporánea. El propósito fundamental de esta tesis es demostrar los beneficios de la construcción con sacos de tierra, especialmente en regiones de clima desértico (BSk), como una construcción sostenible que garantiza el confort térmico. Se pretende demostrar que esta técnica es una opción viable y sostenible en la actualidad, con especial énfasis en sus características térmicas que contribuyen al confort interior de los edificios. Además, se busca subrayar la baja huella ambiental de esta modalidad constructiva, contribuyendo a las necesidades actuales de construcción sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Así, esta tesis aporta una contribución significativa al campo de la ingeniería y la construcción sostenible, abriendo camino para futuras aplicaciones e investigaciones en este ámbito.

This doctoral thesis addresses a fundamental issue in the field of sustainable construction: the use of raw earth as a building material, with a specific focus on Earthbag techniques. Since ancient times, raw earth has been a widely used resource worldwide, and today, nearly 30% of the world's population resides in homes built with this material. The intrinsic value of raw earth is highlighted by its exceptional environmental attributes, including recyclability and a low energy footprint throughout the production process. The ability of earth walls to regulate the indoor temperature of buildings, providing a comfortable environment with minimal environmental impact, has been widely recognized. This realization has fuelled the revitalization of earth construction techniques, which have found renewed application within contemporary architecture. The fundamental purpose of this thesis is to demonstrate the benefits of construction with Earthbags, especially in regions with desert climates (BSk), as a sustainable construction method that ensures thermal comfort. It aims to demonstrate that this technique is a viable and sustainable option today, with particular emphasis on its thermal characteristics that contribute to the indoor comfort of buildings. Furthermore, it seeks to highlight the low environmental footprint of this construction modality, addressing current needs for sustainable and environmentally friendly construction. Thus, this thesis makes a significant contribution to the field of engineering and sustainable construction, paving the way for future applications and research in this area.