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Recycled Denim and Polyurethane Foam for Building Insulation and Resource Conservation

リサイクルデニムとポリウレタンフォームによる建築断熱と資源保全 (AI 翻訳)

N. Madasu, Farnaz Saadat, N. Laredj, Mustapha Maliki, Anthony J. Lamanna, Hamed Khodadadi Tirkolaei, Ellie H Fini

Sustainability📚 査読済 / ジャーナル2026-04-13#省エネOrigin: US経営インパクト: コスト削減対象セクター: construction
DOI: 10.3390/su18083847
原典: https://doi.org/10.3390/su18083847

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、リサイクルデニム（綿繊維）とポリウレタンフォームの断熱材を、ライフサイクルアセスメント（LCA）と熱湿気連成モデルで比較。断熱性能あたりではリサイクルデニムの方が環境負荷が低いが、吸湿性により熱流変動が大きく、単一指標での評価の限界を示す。

English

This study compares recycled denim (cotton fiber) and polyurethane foam insulation using cradle-to-gate LCA and coupled heat-moisture modeling. Results show that recycled denim has lower environmental impacts per installed area and thermal performance, but higher moisture absorption leads to larger heat flux fluctuations, highlighting trade-offs between sustainability and durability.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本の建築分野ではZEH/ZEB普及や循環経済政策が進んでおり、再生材料の断熱材活用は重要。本論文はLCA手法と性能評価の両面から、材料選定の多基準評価の必要性を示唆する。

In the global GX context

Building insulation is a key lever for decarbonization globally. This study provides a comparative LCA of recycled vs. petrochemical insulation, relevant for green building certifications (LEED, BREEAM) and circular economy policies.

👥 読者別の含意

🔬研究者:LCA methodology and hygrothermal modeling offer a framework for multi-criteria assessment of insulation materials.

🏢実務担当者:Insulation selection should consider thermal performance, moisture management, and embodied carbon; recycled denim may be preferable in dry climates.

🏛政策担当者:Building codes should incorporate multi-criteria performance metrics beyond thermal resistance to encourage sustainable materials.

📄 抄録（日本語訳）

建設業界は、世界の資源使用と廃棄物発生の主要な要因であり続けているため、持続可能な材料の代替品を特定することがますます重要になっている。リサイクル繊維をベースとした断熱材は、消費後の廃棄物を埋立地から転用し、バージンの石油化学材料への依存を減らすことにより、循環経済の原則を支援する有望な経路を提示する。本研究は、SimaProを用いたゆりかごからゲートまでのライフサイクルアセスメント（LCA）を実施し、ポリウレタン（PU）フォームとリサイクルデニム（綿繊維）断熱材を比較する。システム境界には、原材料の採取、輸送、および製造が含まれる。工場出荷時における熱抵抗RSI = 1 m2・K/Wの断熱材1 m2という機能単位により比較可能性が確保され、質量ベースの結果は二次的な指標として報告される。結果は、リサイクルデニムが、単位質量あたりの体化炭素が高い一方で、生産エネルギーが低く、設置面積あたりのゆりかごからゲートまでの影響が低いことを示しており、熱性能に結び付けられた宣言単位ベースの比較の必要性を強調している。空気漏れは、使用時のエネルギー挙動に影響を与える補完的な性能指標として別途評価され、PUの空気漏れが大幅に低いことを示しているが、ゆりかごからゲートまでの正規化には含まれていない。しかしながら、気密性が向上した材料は、同等の性能を達成しながら断熱材の厚さを低減することを可能にし、それによって全体的な材料需要を潜在的に低下させる可能性があると主張できる。それでもなお、リサイクルデニムは、埋立廃棄物を削減し、材料の再利用を通じて資源保全を促進することにより、環境上の利点を提供する。アリゾナ州とフロリダ州の気候データを用いたCOMSOL Multiphysicsにおける過渡的な連成熱・水分モデルは、デニムがポリウレタンよりも多くの水分を吸収することをさらに明らかにしている。これは、より大きな熱流束の変動につながり、デニムの持続可能性上の利点と、その低下した湿熱耐久性との間のトレードオフを浮き彫りにしている。全体として、これらの知見は、単一指標による比較の限界を示し、機能的効率と循環性を統合する性能ベースの多基準評価の必要性を強調している。今後の研究では、断熱材の持続可能性のより包括的な評価を可能にするために、居住者の健康と快適性を組み込むべきである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Construction industry remains a major driver of global resource use and waste generation, therefore, identifying sustainable material alternatives is increasingly important. Recycled-textile-based insulation presents a promising pathway to support circular economy principles by diverting post-consumer waste from landfills and reducing reliance on virgin petrochemical materials. This study conducts a cradle-to-gate life cycle assessment (LCA) using SimaPro to compare polyurethane (PU) foam and recycled denim (cotton fiber) insulation. The system boundary includes raw material extraction, transportation, and manufacturing. A functional unit of 1 m2 of installed insulation with a thermal resistance of RSI = 1 m2·K/W at the factory gate ensures comparability, with mass-based results reported as secondary metrics. The results indicate that recycled denim exhibits higher embodied carbon per unit mass, despite lower production energy and lower cradle-to-gate impacts per installed area, reinforcing the need for a declared-unit-based comparison tied to thermal performance. Air leakage is evaluated separately as a complementary performance indicator influencing in-service energy behavior showing significantly lower air leakage for PU; but is not included in the cradle-to-gate normalization. However, it could be argued that materials with improved airtightness may enable the use of reduced insulation thickness while still achieving equivalent performance, thereby potentially lowering overall material demand. Nevertheless, recycled denim offers environmental advantages by reducing landfill waste and promoting resource conservation through material reuse. A transient coupled heat–moisture model in COMSOL Multiphysics, using climate data from Arizona and Florida, further reveals that denim absorbs more moisture than polyurethane. This leads to larger heat flux fluctuations, highlighting a trade-off between denim’s sustainability advantages and its reduced hygrothermal durability. Overall, these findings demonstrate the limitations of single-metric comparisons and emphasize the need for performance-based, multi-criteria assessments that integrate functional efficiency with circularity. Future research should incorporate occupant health and comfort to enable a more comprehensive evaluation of insulation sustainability.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。