○Nước thải sinh hoạt
Để xây dựng những ngôi nhà tự cung tự cấp hòa hợp với thiên nhiên, vấn đề nước thải sinh hoạt cũng cần phải được giải quyết. Nước thải chủ yếu từ máy giặt, nhà bếp, bồn rửa mặt, phòng tắm và nhà vệ sinh, nhưng trước tiên, nước thải sẽ được xử lý bằng phương pháp thấm tự nhiên từ các hố đào gần nhà. Nói một cách đơn giản, cát và đá sẽ được lót dưới đáy hố, và từ đó, nước thải sẽ thấm vào đất.
Nước thải sẽ được dẫn qua ống đất nung (gốm). Đây là loại ống được làm từ đất sét và nung ở nhiệt độ trên 1000°C. Nó có độ bền, khả năng chống ăn mòn và chịu hóa chất rất tốt, tuổi thọ lâu dài và là vật liệu có thể trả lại cho thiên nhiên.
Ngoài ra, việc sử dụng các loại xà phòng, chất tẩy rửa, kem đánh răng không gây hại cho môi trường là điều bắt buộc. Xà phòng và dầu gội làm từ tinh dầu (essential oil) không sử dụng nguyên liệu từ dầu mỏ hay hóa chất, do đó, chúng sẽ hoàn toàn phân hủy sau khi xả thải. Cồn sát trùng cũng có thể được sử dụng, vì nó có thành phần khử trùng và có thể ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn trên bề mặt da. Cồn được sản xuất từ nguyên liệu tự nhiên như mía, vì vậy có thể tái tạo trực tiếp vào đất và có thể được trồng theo kế hoạch. Nước sôi trên 70 độ C cũng có thể được sử dụng để rửa bát đĩa và quần áo. Nước sôi có đặc tính khử trùng và làm sạch dầu mỡ, giúp loại bỏ cả bụi bẩn và mùi hôi. Sau đó, sẽ sử dụng các loại xà phòng tự nhiên để làm sạch.
Về việc đánh răng, hầu hết các loại kem đánh răng bán sẵn có thành phần là hóa chất, nên chúng không phân hủy hoàn toàn, vì vậy không sử dụng loại này. Cũng cần xem xét việc sử dụng xylitol và fluoride trong kem đánh răng. Sau đó, đánh răng bằng bàn chải và chỉ nha khoa. Chỉ với bàn chải, bạn chỉ có thể làm sạch khoảng 50% bề mặt răng, và để làm sạch các mảnh thức ăn và cặn bẩn giữa các răng, cần phải sử dụng chỉ nha khoa. Ít nhất, nếu không làm hai việc này sau mỗi bữa ăn, nhiều người sẽ bị sâu răng.
Với cách này, không sử dụng các hóa chất, nước thải sẽ được thấm xuống đất, tránh ô nhiễm đất.
○Nhà vệ sinh sinh học biogas
Xử lý chất thải từ nhà vệ sinh sẽ sử dụng nhà vệ sinh biogas có thể xả nước. Đây là một hệ thống phát điện sinh khối, từ đó có thể thu được khí, điện hoặc hydrogen để sử dụng. Mỗi ngôi nhà sẽ có bể chứa nước mưa để sử dụng cho nhà vệ sinh, phòng tắm, nước nóng và giặt giũ. Điều này có ý nghĩa giảm bớt việc sử dụng nước từ sông và hồ, đồng thời giúp giải quyết vấn đề thiếu hụt nguồn nước trong tương lai.
Và sẽ sử dụng giấy vệ sinh tự phân hủy từ nguyên liệu thực vật như tre.
Một điểm cần lưu ý là, trong trường hợp khí metan từ hệ thống xử lý biogas bị rò rỉ, nếu nó tích tụ trong nhà vệ sinh hay trong nhà, cần phải chú ý đến vị trí và cấu trúc của các thiết bị này. Các vụ nổ do tia lửa điện trong mạch điện cũng đã xảy ra.
Ngoài ra, một vấn đề lớn trong trường hợp thiên tai như động đất là sự thiếu thốn nhà vệ sinh. Mặc dù nhà vệ sinh xả nước có thể hoạt động mà không cần điện, nhưng khi bị cắt nước, không thể xả nước được. Do đó, nếu có thể di chuyển chất thải vào bể chứa bằng tay, vấn đề thiếu nhà vệ sinh trong các tình huống thiên tai sẽ được giải quyết.
Nếu không thể sử dụng nhà vệ sinh biogas, có thể xem xét sử dụng nhà vệ sinh sinh học. Bể chứa của nhà vệ sinh này sẽ chứa bột tre hoặc mùn cưa để khuấy trộn và phân hủy chất thải, chuyển hóa thành phân bón. Nhà vệ sinh sinh học không sử dụng nước và không cần phải hút chất thải. Bột tre bên trong cần phải được bổ sung hoặc thay mới. Nhà vệ sinh sinh học áp dụng phương pháp tách biệt giữa phân và nước tiểu. Lý do là nếu có quá nhiều nước, quá trình lên men sẽ không tiến triển và nước tiểu sẽ có mùi. Bể chứa sẽ được làm nóng bằng năng lượng mặt trời để thúc đẩy quá trình phân hủy.
Ngoài ra, tã giấy cho trẻ em và người già được sản xuất bằng cách khai thác rừng. Và để đốt tã đã sử dụng, cần phải có nhiệt lượng mạnh hơn, điều này dẫn đến việc thải ra nhiều khí CO2. Do đó, tã vải trở thành lựa chọn đầu tiên. Sử dụng tã làm từ sợi hóa học có thể gây ngứa, vì vậy sẽ sử dụng vật liệu tự nhiên. Ở mọi ngôi nhà đều có trẻ em, người già và người cần chăm sóc, vì vậy mỗi ngôi nhà sẽ được trang bị máy giặt tã vải nhỏ gọn và khu vực làm sạch. Nước thải từ các khu vực này cũng sẽ được xử lý theo phương pháp thấm tự nhiên.
Về xử lý rác thải, trước hết, trong một xã hội tự cung tự cấp như Làng Prout, không có siêu thị hay cửa hàng tiện lợi, và do đó không có rác thải bao bì nhựa, chai PET, lon, chai thủy tinh hay các bao bì không phân hủy tự nhiên. Có nghĩa là chỉ còn lại rác thải hữu cơ và bao bì phân hủy tự nhiên. Việc xử lý rác này sẽ được thực hiện đầu tiên bằng nhà vệ sinh biogas để phân hủy và chuyển đổi thành năng lượng. Nếu không thể sử dụng hệ thống này, sẽ sử dụng phương pháp ủ phân (compost), nguyên lý giống như nhà vệ sinh sinh học, trộn với bột tre hoặc mùn cưa và để vi sinh vật phân hủy.
Như vậy, nước thải sinh hoạt, chất thải và thức ăn thừa sẽ được xử lý ngay trong mỗi ngôi nhà. Nước thải sẽ được xử lý tự động và tái sử dụng vào đất, giúp duy trì nguồn nước sông, hồ trong trạng thái trong sạch có thể uống được, và sinh vật dưới nước sẽ trở lại với trạng thái phong phú ban đầu.
○Máy in 3D
Máy in 3D sử dụng filaments PLA làm từ tinh bột như mía, ngô, khoai tây, sẽ phân hủy trong môi trường tự nhiên.
Trong các ngôi nhà của Làng Prout, cư dân sử dụng máy in 3D để sản xuất các vật dụng từ tài nguyên địa phương hoàn toàn miễn phí.
Máy in 3D có thể tạo ra các mô hình 3D mà bạn đã vẽ trên màn hình máy tính thành các sản phẩm ba chiều. Vì vậy, dữ liệu thiết kế do các nhà thiết kế tạo ra sẽ được chia sẻ trực tuyến, và cư dân có thể chọn hoặc tự thiết kế mẫu mình thích. Quy tắc thiết kế cho máy in 3D và sản phẩm chế tạo sẽ như sau.
- Nguyên liệu ưu tiên hàng đầu cho các vật dụng sinh hoạt là những nguyên liệu có thể thu thập ở bất kỳ nơi nào trên thế giới.
- Các nguyên liệu từ thực vật có thể thu hoạch nhiều lần, như filaments PLA làm từ tinh bột, tre và gỗ, những nguyên liệu có thể trả lại cho tự nhiên, là lựa chọn đầu tiên.
- Sử dụng vật liệu có thể tái sử dụng.
- Không có ô nhiễm môi trường tự nhiên.
- Không sử dụng các vật liệu có nguồn gốc từ động vật như da.
- Thiết kế có thể được tạo ra từ máy in 3D. Điều này giúp việc xây dựng cơ sở hạ tầng cho chính quyền địa phương ở các khu vực khác và hỗ trợ khôi phục sau thiên tai diễn ra nhanh chóng.
Theo các quy tắc này, tại nhà máy sản xuất, việc sửa chữa sản phẩm và tái sử dụng các thiết bị điện tử đã hỏng sẽ được thực hiện.
○Lò điện, lò nấu chảy
Kim loại sẽ là nguyên liệu cho cơ sở hạ tầng công cộng, nhà ở và thiết bị gia dụng, nhưng để chế tạo kim loại và thủy tinh từ tài nguyên khoáng sản, cần có lò nấu chảy. Đây là các lò nấu chảy từ cỡ nhỏ đến trung bình, với phương pháp nấu chảy truyền thống là sử dụng lò thổ do được làm từ đất sét và có hình dạng thấp. Đây là phương pháp cổ xưa đã được truyền lại qua nhiều thế hệ. Nguyên liệu để đốt cháy là than củi hoặc than tre.
Số lượng sản phẩm sản xuất bởi chính quyền địa phương sẽ ít hơn so với xã hội tiền tệ, nhưng vì vẫn sử dụng than củi nên sẽ có khí CO2 phát thải. Tổng lượng khí phát thải từ các hoạt động ở mỗi khu vực sẽ quyết định liệu có thể sử dụng phương pháp này hay không. Vì vậy, lò điện cỡ nhỏ đến trung bình cũng sẽ được xem xét. Nếu chỉ sử dụng năng lượng tái tạo của chính quyền địa phương để vận hành lò điện, phương pháp này sẽ được ưu tiên.
Như vậy, kim loại như sắt, đồng, nhôm, thủy tinh sẽ được sản xuất. Cư dân sẽ chỉ sản xuất số lượng cần thiết và tại đây cũng sẽ thực hiện tái sử dụng kim loại. Vì đây là những quy trình làm việc với nhiệt độ cao, nếu có thể, nhiệt thoát ra từ thiết bị sẽ được lưu trữ trong pin cát và sử dụng cho các công việc như chiết xuất dầu từ tre.
○Nhà máy bán dẫn quy mô nhỏ
Hầu hết các thiết bị điện tử và gia dụng xung quanh chúng ta đều sử dụng bán dẫn. Bán dẫn là các bộ phận nhỏ, cần thiết để truyền sóng và giao tiếp, điều chỉnh âm lượng loa, điều khiển động cơ, tính toán hoặc cài đặt bộ hẹn giờ.
Bán dẫn thường được sản xuất tại các nhà máy trị giá hàng nghìn tỷ yên hoặc hàng triệu tỷ yên. Tuy nhiên, trong một xã hội tự cung tự cấp, việc sản xuất bán dẫn cũng sẽ được thực hiện tại chính quyền địa phương, sản xuất và tiêu thụ trong cộng đồng, tạo thành một hệ thống sản xuất và tiêu thụ tại chỗ. Vì vậy, thay vì các nhà máy lớn, chúng sẽ được sản xuất tại các nhà máy quy mô nhỏ, sử dụng những thiết bị nhỏ gọn giống như máy in 3D.
Ngoài bán dẫn, các bộ phận khác như điện trở, tụ điện, biến áp, diode, transistor, v.v., sẽ được sản xuất trên mạch in, và điều này sẽ được thực hiện chủ yếu bằng máy in 3D.
Với quy trình này, kim loại từ khoáng sản sẽ được chiết xuất và bán dẫn cũng như mạch in sản xuất tại các nhà máy quy mô nhỏ sẽ được lắp ráp vào sản phẩm. Không phải các nhà máy lớn mà là các nhà máy nhỏ quy mô, hoàn thành sản xuất chủ yếu từ các nguồn tài nguyên địa phương. Bằng cách này, số lượng sản phẩm sản xuất tối thiểu sẽ được thực hiện và tác động môi trường sẽ được giảm thiểu đến mức tối đa. Hơn nữa, điều này sẽ tạo ra một tình trạng mà các bộ phận chính có thể được sử dụng mà không bị ai đó độc quyền. Đây cũng sẽ là sản phẩm được sản xuất tại các nhà máy sản xuất của chính quyền địa phương.
○Sử dụng bê tông hạn chế
Trong xã hội tiền tệ, hai loại vật liệu thường được sử dụng để lát đường trên toàn thế giới là nhựa đường và bê tông. Một số thành phố cố gắng cải thiện cảnh quan bằng cách sử dụng đường lát đá, và trong trường hợp này, bê tông đôi khi cũng được sử dụng. Ngoài ra, bê tông cũng được sử dụng trong các bức tường của hầm và tàu điện ngầm.
Nhựa đường được sản xuất từ dầu mỏ, và trong quá trình sản xuất, carbon dioxide (CO2) được thải ra. Đối với bê tông, trong vật liệu xi măng dùng để làm cứng đất, vôi (xi măng) được sử dụng, và khi nó được đốt ở nhiệt độ trên 900°C, vôi sống (vôi nung) được tạo ra, thải ra CO2. Ngoài ra, để đốt nó, nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ hoặc than đá cũng được sử dụng, thải ra CO2 hai lần. Theo một số thống kê, CO2 thải ra từ việc sản xuất xi măng chiếm khoảng 8% tổng lượng CO2 toàn cầu và 4% ở Nhật Bản.
Lý do sử dụng bê tông là vì cần độ bền cho các con đường nơi có phương tiện nặng đi qua, và để giảm mức tiêu thụ năng lượng của xe bằng cách làm mặt đường nhẵn mịn, đồng thời cần độ bền cho các tòa nhà và chung cư lớn, và bê tông trở nên rẻ và dễ kiếm.
Trong cuộc sống hàng ngày, bê tông được sử dụng ở nhiều nơi, và việc sử dụng quá mức này đã dẫn đến tình trạng thiếu cát và sỏi thích hợp trên toàn cầu, gây ra cuộc chiến tranh giành cát giữa các quốc gia. Do đó, một số khu vực đã bắt đầu hạn chế khai thác cát. Mặc dù lượng vôi dùng làm xi măng được cho là dồi dào, nhưng nó cũng là tài nguyên hữu hạn, và nếu sử dụng quá mức, nó sẽ cạn kiệt.
Nguyên nhân của việc sử dụng quá mức này là vì mục đích kiếm tiền, và điều này áp dụng cho các quốc gia, doanh nghiệp và cá nhân. Mặc dù bê tông là vật liệu thiết yếu trong cuộc sống, nhưng chúng ta cần giảm lượng CO2 thải ra và đối phó với biến đổi khí hậu. Do đó, cần phải giới hạn việc sử dụng bê tông trong các phần thiết yếu của cuộc sống và giảm tổng lượng sử dụng.
Ví dụ, tại Làng Prout, sẽ không có các tòa nhà hay chung cư được xây dựng bằng bê tông, do đó, lượng sử dụng bê tông sẽ được giảm. Ngoài ra, nền móng của các ngôi nhà sẽ ưu tiên xây dựng bằng đá, vì vậy việc sử dụng nền móng bê tông cũng sẽ giảm. Cột được làm từ gỗ keo nhanh, tường được làm từ rơm, do đó không sử dụng bê tông.
Phương thức di chuyển của cư dân trong chính quyền địa phương sẽ là sử dụng ô tô với tốc độ 20 km/h trong làng và sử dụng tàu điện cho các chuyến đi dài giữa các chính quyền địa phương. Vì vậy, việc sử dụng bê tông cho các con đường cao tốc cũng sẽ không còn.
Tuy nhiên, bê tông vẫn cần thiết cho đường ray của tàu điện, và cũng được sử dụng cho các công trình như hầm và cầu cần có độ bền. Đối với các con đường trong chính quyền địa phương, việc sử dụng bê tông là cần thiết, nhưng không cần phải trải một mạng lưới đường như các thành phố trong xã hội tiền tệ, mà chỉ sử dụng tối thiểu cần thiết. Các con đường này sẽ ưu tiên lát đá, điều này giúp giảm thêm lượng bê tông sử dụng và cải thiện cảnh quan của chính quyền địa phương. Còn lại, bê tông sẽ được sử dụng cho đê điều và các công trình như đập nếu cần.
Như vậy, giảm tổng lượng sử dụng bê tông và nếu không còn là xã hội tiền tệ, lượng CO2 thải ra sẽ giảm đáng kể.
Vôi dùng cho bê tông có thể được khai thác trên toàn thế giới, trong khi dầu mỏ dùng cho nhựa đường thì có nguồn cung hạn chế. Dầu mỏ đang dần cạn kiệt, vì vậy bê tông sẽ trở thành lựa chọn chính cho việc lát đường.
Ngoài ra, công nghệ tái sử dụng bê tông đã được phát triển, vì vậy nếu có thể sử dụng bê tông tái chế, thì đó sẽ là ưu tiên hàng đầu.
Tại Nhật Bản, còn có đá nhân tạo được phát minh trong thời kỳ Minh Trị khi không có các máy móc xây dựng lớn. Đá nhân tạo này cũng được sử dụng trong các công trình lớn như xây dựng bến cảng và kênh dẫn nước. Đá nhân tạo được làm từ 10 phần cát kết tủa từ phong hóa đá granit và 1 phần vôi. Ở những nơi không có cát kết tủa, đôi khi có thể sử dụng đất sét hoặc tro núi lửa thay thế.
Đá nhân tạo có tính chất cứng lại trong nước, và được kết hợp với đất nện và đá tự nhiên để tạo ra lớp bảo vệ dày bên ngoài kết cấu đê, cống. Trong trường hợp này, đất nện được chèn vào khoảng 10cm giữa các viên đá, và các viên đá không tiếp xúc trực tiếp với nhau. Sau đó, dùng que gõ và nén chặt từ trên xuống. Vì vậy, sẽ cần rất nhiều nhân công.
Đá nhân tạo này cũng được đánh giá là có thể quay trở lại tự nhiên. Vì vậy, nếu có thể sử dụng nó cho các con đường trong chính quyền địa phương về mặt độ bền, đây cũng là một lựa chọn.
Ngoài ra, phương pháp phát triển hơn là kết hợp 100 phần đất, 40 phần cát, 30 phần vôi sống, và nước muối đắng để làm cứng, và đã có những ngôi nhà được xây bằng tường làm từ hỗn hợp này.
Trong trường hợp này, phụ gia dùng để làm cứng sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại đất. Đối với đất chứa nhiều cát, phụ gia làm cứng sẽ là xi măng, trong khi đối với đất có độ dẻo, phụ gia sẽ là vôi sống. Vôi sống được tạo ra bằng cách thêm nước vào vôi sống. Tùy vào đặc tính của đất, các vật liệu và tỷ lệ trộn sẽ thay đổi, dẫn đến cách đất cứng lại cũng khác nhau.
Trong tương lai, nếu có phương pháp nào để làm cứng đất giống như bê tông mà không cần sử dụng đá vôi, thì đó có thể là một lựa chọn. Tuy nhiên, hiện tại, việc sử dụng bê tông sẽ được hạn chế, và bằng cách chuyển sang xã hội không tiền tệ, chúng ta có thể giảm thiểu tối đa lượng CO2 thải ra.
0 コメント