Architects for A Better Future.

Master’s thesis

„A Different Spin on Insulation –
Illustrated Ideas on Sustainable Retrofitting in New Zealand“
© 2021 Technical University of Graz
DI Laura Feller, Msc.
Petersson, Petra, DiplArch Univ.-Prof. Architektin

„It is in our hands.“

from ‚A different Spin on Insulation – Illustrated Ideas on Sustainable Retrofitting in New Zeland‘, Laura Feller ©2021

Abstract

The research took upon the task of exploring New Zealands architecture while understanding the complex relationships of the building industry and global warming. Observations were clear that there is need for accelerated change to reach 2050’s “Net Zero Carbon Goals”, both in New Zealand and throughout the world. Only a new generation of architects who collaborate across the building sector and work towards a new motto, that reads ‘Form Follows Future’ can take on that task.

Specifically in New Zealand there is a lot of catching up to do, concerning both energy efficient houses and low carbon materials. Being aware of many areas needing improvement, the thesis focused on the upgrade of thermal insulation in single family homes built between 1880-1970, while keeping the total CO2 emissions (Embodied Carbon + Operational Carbon) to a minimum.

Truly sustainable means to also include concepts like using locally produced material and processes to strengthen local economy.

The proposed solution of using sheep insulation instead of the commonly used mineral wool or polyester is practical with the available resources and climate of the country. Finally, the research aims to point out the potential of a large scale (e.g. New Zealand wide) change of insulation material, to put total carbon savings in a context.

All figures are illustrated by hand to make the findings approachable for a wider audience.

German version below


Panoramic Sketch, Devon Street, New Plymouth, NZ, Laura Feller ©2021

Aina – The SustAINAable Sheep
Laura Feller ©2021

„To cook a good meal,
you first need
good ingredients.“

from ‚A different Spin on Insulation – Illustrated Ideas on Sustainable Retrofitting in New Zealand‘, Laura Feller ©2021

Meine Thesis untersucht das Treibhausgaspotenzial (GWP) und die Leistungsfähigkeit des Materials im Vergleich zu anderen gängigen Bauprodukten. Weiters werden, anhand einer Case Study, Konstruktionsdetails und Renovierungsmethoden aufgezeigt, welche beispielhaft zur Berechnung der gesamten CO2-Einsparungen von Häusern mit ähnlicher Bausubstanz in ganz Neuseeland herangezogen werden können. Außerdem wird die energetische Rücklaufzeit von Schafwolle im Vergleich zu anderen Dämmmaterialien, wie zum Beispiel Glaswolle, berechnet. Neben den hervorragenden Dämmeigenschaften verfügen Schafwollfasern auch über eine einzigartige hygroskopische Eigenschaft, welche potenziell ideal für den Einsatz in Neuseelands älteren und feuchten Bauten wäre – spezielle Untersuchungen dazu sind aber noch dringend nötig.

Projektzusammenfassung (Deutsch)

Die Bauindustrie trägt in großem Maße zum globalen Ausstoß von Treibhausgas-Emissionen (ca 40%) bei, welcher den Klimawandel stark vorantreiben. Folglich haben wir ArchitektenInnen damit in unserer täglichen Arbeit große Verantwortung, aber auch das Potenzial, schon bei der Planung auf einen möglichst geringen Endenergieverbrauch zu achten und jene Baustoffe und Konstruktionen auszuwählen, die möglichst wenig Herstellungsenergie („Graue Energie“) benötigen. Somit können die CO2-Emissionen zukünftiger Gebäude stark reduziert oder sogar gänzlich vermieden werden. Die Verfügbarkeit von CO2-neutralen Baumaterialien und -lösungen ist jedoch noch oft begrenzt und unterscheidet sich von Land zu Land merklich. Auch in Neuseeland hat das klimagerechte Bauen große Priorität und es bedarf vielfältiger Lösungsansätze. Eine der landesspezifischen Herausforderungen stellen die – für mitteleuropäische Verhältnisse – recht einfach gebauten und damit oft „kalten“ und „feuchten“ Einfamilienhäuser und Wohnbauten dar. Um hier die Wohnqualität zu verbessern und die Gebäude energie- und kosteneffizienter zu machen, braucht es weitreichende Renovierungsmaßnahmen – unter anderem in Form von thermischer Sanierung. Aber um die Energie- und CO2-Einsparung ehrlich beurteilen zu können, muss man die Gesamtenergiebilanz über den Lebenszyklus des Gebäudes betrachten und auch die Herstellungsenergie („graue Energie“) der Baumaterialien, sowie den Energieaufwand des Bauprozesses mit einbeziehen. Üblicherweise wird aber nur die mögliche Heizenergieeinsparung gesehen und die Gesamtbilanz ausser Acht gelassen! Gerade bei Dämmstoffen gibt es welche, die so viel Energie in der Herstellung verbrauchen, wie sie danach in ihrer durchschnittlichen Nutzungsdauer gerade wieder einsparen können – das bedeutet, dass es in manchen Fällen für die Umwelt keinerlei Verbesserung darstellt, ob man das Gebäude dämmt oder nicht! Im Rahmen meiner Arbeit untersuche ich Schafwolle als Dämmmaterial, die über hervorragende Dämmeigenschaften verfügt, ohne dabei großen negativen Einfluss auf die Umwelt auszuüben. Schafwolle ist als eines der wenigen natürlichen Baumaterialien auch in Neuseeland bereits in Verwendung, im Vergleich zu gängigen Dämmmaterialien jedoch sehr limitiert. Rohe Schafwolle ist in Neuseeland als Nebenprodukt der Tierhaltung für Schaffleisch in großen Mengen verfügbar – die grobe Qualität ist aber nicht für die Textilindustrie geeignet und wird aktuell fast gänzlich exportiert. Nur ein geringer Teil davon wird innerhalb des Landes zu Dämmprodukten oder Teppichboden verarbeitet. Die Produkte sind derzeit auch vergleichsweise hochpreisig.

Zusammenfassend bräuchte das Thema CO2-neutrales Bauen, vermehrte Aufmerksamkeit sowie weitergehende Forschungsarbeit, speziell auch zum Thema Schafwolle in Neuseeland. Oberstes Ziel des Bausektors muss es sein, Emissionen am Bausektor zukünftig in allen Bereichen weitestgehend zu vermindern, so dass unsere Gebäude nicht nur Menschen vor Umwelteinflüssen schützen sondern umgekehrt, diese auch zum Klimaschutz beitragen.

„A Different Spin on Insulation –
Illustrated Ideas on Sustainable Retrofitting in New Zealand“
© 2021 Technical University of Graz
DI Laura Feller, Msc.
Petersson, Petra, DiplArch Univ.-Prof. Architektin